بخشی از مقاله
چکیده
واقعیت افزوده یکی از فناوریهای جدید و نوظهور در علوم رایانهای است که در زمینههای مختلفی ازجمله آموزش و یادگیری، کاربردهای درمانی و پزشکی، گردشگری و علوم انسانی مانند روانشناسی و سرگرمی جایگاه ویژهای پیداکرده است. این فناوری به دلیل تعریف و ایجاد یک تجربه جدید دربازیهای رایانهای مورد استقبال فعالان صنعت بازیسازی قرارگرفته است. با افزایش سطح استفاده از تلفنهای هوشمند زمینه استفاده از فناوری واقعیت افزوده گسترش خوبی پیداکرده و فرصت خوبی را برای بازیهای مبتنی بر تلفنهای هوشمند بهصورت سهبعدی فراهم کرده است.
بازیهای سهبعدی به دلیل ذخیره کردن دامنهی گستردهای داده از قبیل مادهها4، بافتها5 و پویانماییها نسبت به فایلهای دوبعدی که فقط ماتریس دوبعدی از نقاط و رنگها هستند سبب شده است تا بازیهای تلفنهای هوشمند، به دلیل محدودیتهای پردازشی و سایر منابع مصرفی، بهصورت دوبعدی ساخته شوند تا از تعدد مدلهای سهبعدی در بازی کاسته شود و بازی با سرعت بهتری اجرا شود. در این پژوهش ما با طراحی و پیادهسازی مراحل یک بازی بهصورت خودکار سعی کردهایم تا این مشکل را در ساخت بازیهای سهبعدی مبتنی بر واقعیت افزوده برای تلفنهای هوشمند رفع کنیم.
به همین منظور برای ساخت مراحل خود تولید در این سبک، بازی میگا طراحی و پیاده سازی شده است. در این بازی برای ساخت مراحل خود تولید، از خانه های وزن دار استفاده شده است. خانه ها در ابتدای تولید مرحله، وزن دهی میشوند بعد بر اساس این وزن ها و با کمک الگوریتم A* مسیر بازی مشخص و دشمن ها در آن مرحله از بازی چیده میشوند.
-1مقدمه
انجام دادن بازی یکی از بهترین تجربیانی است که برای فرد ایجاد میشود. بازی کردن، فرد را در محیطی دیگر قرار میدهد که سرشار از هیجان، نشاط و حل چالشهای بسیار است که به فرد بازیکننده6 دست میدهد و با دادن بازخوردهایی متناسب با هر عمل به بازیکننده، او را ترغیب میکند تا بازی را ادامه دهد. اما بازی ساختهشده حاصل تبدیل تخیل به محیطی متعامل و آنچه در ذهن یک فرد است، ایجادشده که خود میتواند بسیار جالب و جذاب باشد. در طراحی بازی یک ایده یا یک جریان منجر به ساخت آن میشود. طراحی بازی اولین قدم در ساخت بازی [1] باهدف اصلی آن یعنی سرگرمی1 است.
ساخت بازی ممکن است دارای هدف آموزش، درمانی مانند [2] نیز باشد اماقطعاً سرگرمی جز مهمی از آن است و هدف آموزشی نیز با استفاده از عنصر سرگرمی به نتیجه میرسد. از مواردی که در طراحی بازی مدنظر قرار میگیرد انتخاب مخاطب بازی است.[3] برای شناختن نوع مخاطب خود، باید به داستان و ایده و سبک بازی توجه کرد و آن را پیدا کرد. وقتیکه مخاطب بازی انتخاب شد باید ویژگیها و خصوصیات مخاطب را مدنظر گرفت و از آنها در طراحی بازی استفاده کرد. انتخاب نوع سبک نیز در طراحی بازی تأثیر میگذارد.
طراح بازی بر اساس ایده و داستان مطرحشده شروع به جمعآوری مستندات میکند و موارد و عناصر لازم برای ساخت بازی را در فهرستی تهیه میکند. پسازآن بر اساس مستندات تهیهشده مراحل بازی خود را طراحی میکند. سبک انتخابی، ویژگیهای مخاطبان، نوع سرگرمی و چالشهای مطرحشده در بازی، ویژگیها و خصوصیات مراحل بازی را تعیین میکند .[1] امروزه با ورود فناوریهای جدید و نوظهور به دنیای بازیهای رایانهای، شاهد تغییراتی جدید در روشهای ساخت بازیها هستیم که با ایجاد یک حس متفاوت، تجربهای جدید را برای کاربران به ارمغان آورده است.
یکی از این فناوریهای جدید که امروزه در دنیای بازیهای رایانهای جایگاه ویژهای پیداکرده است استفاده از فناوری واقعیت افزوده در ساخت و طراحی بازی است. در این فناوری اشیا مجازی ساختهشده پس از پردازش تصاویر واقعی توسط دوربین در محیط واقعی نشان داده میشوند [4]، .[5] این فناوری خود در بازی به دودسته مبتنی بر مکان2 و مبتنی بر نشانه3 تقسیم میشود که درروش مبتنی بر مکان از طریق دریافت دادههای مکانی4 از ماهوارهها مورداستفاده و پیادهسازی قرار میگیرد و در روش مبتنی بر نشانه از یک تصویر دوبعدی بهعنوان هدف استفاده میشود.[6]
استفاده از فناوری واقعیت افزوده در بازیهای سهبعدی به دلیل ایجاد یک تجربهی جدید در نوع بازیهای سهبعدی، احاطه داشتن کامل کاربر به محیط و مدل بازی، کنترل دوربین بازی به دست کاربر و همچنین ایجاد تعامل متفاوت با بازی، باعث شده است تا بازیهایی سهبعدی متفاوت، اما اندک، با استفاده از این فناوری به وجود بیایند. به دلیل رشد تلفنهای هوشمند و مجهز بودن این تلفنها به انواع حسگرها، بیشتر از تلفنهای هوشمند برای ساخت بازیهای مبتنی بر واقعیت افزوده استفاده میشود، درواقع اکثر بازیهایی واقعیت افزوده بر روی تلفنهای هوشمند قابل اجرا هستند.
ازآنجاییکه که قدرت پردازش و همچنین حجم ذخیرهسازی تلفنهای همراه در مقایسه با رایانههای شخصی بسیار کمتر است، ساخت بازیهای کمحجم و بهینهشده5 برای تلفنهای هوشمند اهمیت زیادی دارد تا اجرای بازی بر روی تلفنهای هوشمند دچار مشکل نشود. به همین منظور در این پژوهش سعی شده است، با ارائه روشی مشکل پردازش و همچنین حجم ذخیرهسازی بازی ایجادشده برای طراحی مراحل یک بازی سهبعدی سبک سکویی تا حدی حل شود.
برای اجرایی کردن این کار در این پژوهش، در ابتدا از یک مدل ابتدایی6 یا مرجع، که مدل نهایی از تکرار آن ساخته میشود انتخابشده و در طراحی ساخت مراحل بازی از آن استفادهشده است. ازآنجاییکه مراحل بازی ساختهشده در این پژوهش بهصورت یک ساختمان شبکهای مانند است. مدل مرجع یک مکعب در نظر گرفتهشده است که در هر مرحله بر اساس محیط یک مکعب حجم مدل ساختهشده تشکیل میشود.
مرحله اول بازی از یک شبکه سه در سه شروع میشود و با برنده شدن در هر مرحله، یک شبکه، به شبکه قبل اضافه میشود که به این طریق میتوان مراحل متفاوتی تا بینهایت را ایجاد کرد. هر یک از شبکهها دارای یک وزن خاص هستند که همین امر مراحل متفاوت با مسیرهای متفاوت و همچنین چینش دشمنها بهصورت متفاوت را ایجاد میکند. برای تعیین مسیر در این بازی از وزن نسبت دادهشده به هر خانه و همچنین از الگوریتم A* استفادهشده است. برای هوشمند کردن کاراکترهای بازی از الگوریتم پایهای FSM استفادهشده است. کاراکترها در هر مرحله متفاوت هستند و بر اساس سختی هر مرحله چیده شدهاند.
-2پیشینه پژوهش
در [7] فناوری واقعیت افزوده را در چند سال آینده به یکی عنوان یکی از فناوریهای برتر معرفی کرده است که تأثیرات زیادی را در دنیای فناوری و تعاملات میان انسان و رایانه ایجاد میکند. گسترش تلفنهای هوشمند سبب استقبال گسترده از این فناوری شده است .[8] در [9] هدف از فناوری واقعیت افزوده آسان کردن زندگی انسانها و تقویت ادراک آنها در رابطه با پیرامون خود بیانشده است. فناوری واقعیت افزوده تعریفی متفاوت از واقعیت مجازی است که برخلاف واقعیت مجازی است و اشیا مجازی را در محیط واقعی تلفیق میکند و کاربر استفادهکننده قادر به دیدن محیط اطراف خود همراه با اشیا مجازی اضافهشده است که این خود باعث ایجاد حس غرقشدگی و غوطهوری میشود.
ایجاد حس غرقشدگی در بازی که تجربه آن یک حس خوشایند را برای فرد به دنبال دارد یکی از اهداف مهم سازندگان بازی است. غوطهوری باعث درگیر شدن فرد در دنیای بازی میشود بهنحویکه فرد بازیکننده گذر زمان را حس نمیکند. حس حضور زمانی اتفاق میافتد که بازخورد رفتارهای صورت گرفته در محیط به کاربر بهصورت واقعی باشند .[10] در [11] غوطهوری سه مرحله جلب شدن1، دخالت2 و غوطه تام3 دستهبندی کردهاند.
در [12] بازیهای واقعیت افزوده با ایجاد یک حس جدید و ترکیب دنیای بازی با دنیای واقعی باعث افزایش غوطهوری در بازیهای مبتنی بر تلفنهای هوشمند میشوند. هر چه میزان غوطهوری زیاد باشد میزان لذت بردن از بازی نیز افزایش مییابد. درواقع بین میزان غوطهوری و احساس لذت داشتن در بازی رابطه مستقیمی وجود دارد .[13] محققین دانشگاه ماساچوست4 در [14] شش ویژگی برای واقعیت افزوده بهعنوان یک رسانه غوطهوری اجتماعی معرفی کردهاند. در [15] از فناوری واقعیت افزوده برای آموزش الفبای فارسی به کودکان بهصورت بازیگونه استفادهشده است.
با توجه به ویژگیهای موجود در بازیهای ساختهشده مبتنی بر واقعیت افزوده و همچنین ویژگی ساخت بازیهای سهبعدی، روشی برای بهینه کردن مدلهای سهبعدی در بازیهای واقعیت افزوده برای تلفنهای هوشمند ارائه نشده است، اما از بازیهای ساختهشده مبتنی بر واقعیت افزوده میتوان به بازی ایرانی کفشدوزک در [12] و همچنین بازیهای خارجی، جدول زامبیها5، سیبزمینی6 و مهاجمان7 اشاره کرد که در ساخت آنها از فناوری واقعیت افزوده استفادهشده است و در فروشگاه اپلیکیشن های اندرویدی گوگل8 موجود هستند.
یکی از شاخههای مهم علوم رایانهای در [16] هوش مصنوعی معرفی شده است. هوش مصنوعی باعث میشود تا رایانهها هم همانند انسانها فکر کنند .[17] هوش مصنوعی کنترل شخصیتهای درون بازی است .[18] راسل در [19] هوش مصنوعی را تولید و ایجاد برنامههای کامپیوتری همانند تفکر انسانها میداند بهطوریکه بهخوبی عمل کند و بهطور منطقی همفکر کند.
در [20] هوش مصنوعی کدهای خاصی در بازی معرفیشدهاند که رایانه را قادر میسازد تا در وضعیتهایی که بیشتر از یک انتخاب وجود دارد تصمیمی هوشمندانه بگیرد و بهترین انتخاب را انجام دهد. هوش مصنوعی با سیستم تصمیمگیری انسان رابطه تنگاتنگ دارد. هرچه رفتار شخصیتهای بازی بیشتر بر اساس سیستم تصمیمگیری انسان باشد، بازی بیش بینی ناپذیرتر و هوشمندتر خواهد بود.
