XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Создание компьютерной игры
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Люди никогда не проявляли большего таланта, чем в изобретении игры.
Готфрид В. Лейбниц
Невозможно представить себе современный мир без цифровых технологий. Нас повсюду окружают гаджеты, которые делают жизнь человека легче. Смартфоны, планшеты, компьютеры — это лишь маленькая часть цифрового мира XXI века. Вместе с появлением компьютеров появились и компьютерные игры, которые сразу же нашли массу поклонников.
Сегодня дети увлекаются компьютерными играми, поэтому многим из них интересно узнать, как же они создаются.
Первое мое знакомство с программированием началось с просмотра «Урока цифры» по теме «Разработка игр». Я познакомился с технологией разработки игр, а также с профессиями, задействованными при разработке игры. Мне стало интересно смогу ли я сам создать игру, которая была бы интересна не только мне, но и моим сверстникам.
Тема моей работы: «Создание компьютерной игры».
Актуальность темы заключается в том, что многие дети и взрослые любят играть в компьютерные игры, которые остаются востребованными и по сей день.
Цель моего исследования: исследовать возможные для школьника средства создания компьютерных игр и попытаться создать свою игру.
Задачи исследования:
1. Познакомиться с историей возникновения и видами компьютерных игр.
2. Рассмотреть технологию создания компьютерной игры.
3. Создать свою компьютерную игру.
Объект исследования: программные средства, доступные школьнику для разработки собственных игр.
Методы исследования: сбор, анализ, обобщение материала: научных, научно-популярных статей о компьютерных играх (книги, интернет-сайты), просмотр обучающих видеороликов, создание своей игры, обработка данных.
Глава 1 Что мы знаем о компьютерных играх?
1.1 История появления компьютерных игр
Предшественниками привычных нам компьютерных игр являются аркадные автоматы, которые начали свое существование ещё с конца далёкого XIX века. Поначалу такие устройства были механическими, a с 1930-х годов в них стало использоваться электричество. Одним из самых первых игровых автоматов является машина для развлечений под названием «Nimatron», изобретённая физиком Эдвардом Кондоном в 1940-м году.
В 1950 году Аланом Тьюрингом была написана программа для игры в шахматы, однако для ее реализации на тот момент не было подходящего устройства.
Кто же создал первую компьютерную игру в мире? На самом деле, в середине XX века было создано много игр, однако какую из них считать по-настоящему первой судить тяжело. Но многие выделяют как самую первую игру под названием «Bertie the Brain», созданную Джозефом Кeйтсoм в 1950 году. Аппарат с этой игрой представлял собой огромную машину высотой около четыре метров. Сама концепция игры была максимально проста – это всем известные крестики - нолики на разных уровнях сложности. A вот если говорить конкретно o видеоиграх, то первой здесь является «Tennis for Two».
Так началась история создания компьютерных игр.
Настоящий виртуальный взрыв произошел в 1962 году. Компания DEC разработала игровой контроллер и вместе с компьютером PDP-1 стала распространять как тестовую программу не имеющую прежде подобий игру SpaceWar. Это была первая компьютерная игра, ставшая по-настоящему популярной.
Компьютеры в то время были еще громоздкими. Прошло почти 10 лет до того момента, когда возникли компактные компьютеры. В мае 1972 года была представлена Magnavox Odissey — первая игровая приставка для телевизора.
С этого момента игровой компьютерный мир стал стремительно развиваться.
В 1979 году американской компанией Milton Bradley была выпущена первая карманная игровая консоль, в которую было вложено сразу 12 игр. В 1980 году японская Nintendo, модернизировав игры на калькуляторе, осуществила массовый выпуск простейших консолей с серией игр Game&Watch. В Советском Союзе эти консоли стали прототипом продукции фирмы «Электроника» — игр «Тайны океана» и «Ну, погоди!», которыми были увлечены буквально все.
В 90-e годы на мировом рынке уже были сотни различных приставок, a также и игр на ПК, a некоторые из них вовсе стали трёхмерными. В XXI веке индустрия видеоигр стремительно развивалась и продолжает это делать.
С появлением интернета игры стали более чем доступными. Сегодня каждый желающий может скачать и установить игры на любой вкус: гонки и спортивные игры, симуляторы; аркады, стратегии и приключения; логические, обучающие и развивающие игры.
В наши дни существует множество игр разной направленности и на смартфоны, в то время как раньше на телефоне можно было поиграть разве что в «змейку».
Индустрия компьютерных игр продолжает развиваться и сегодня, переходя на новые уровни. Уже сейчас некоторые игровые проекты включают в себя VR и AR-разработки, новые возможности нейронных сетей и многое другое.
1.2 Что же такое компьютерная игра?
Компьютерная игра — это компьютерная программа, которая служит для организации игрового процесса (геймплея), связи с партнёрами по игре, или сама выступает в качестве партнёра.
Компьютерные игры могут создаваться на основе фильмов и книг, есть и обратные случаи. С 2011 года компьютерные игры официально признаны в США отдельным видом искусства.
Игровой процесс или геймплей́ — компонент игры, отвечающий за интерактивное взаимодействие игры и игрока. Геймплей описывает, как игрок взаимодействует с игровым миром, как игровой мир реагирует на действия игрока и как определяется набор действий, который предлагает игроку игра.
Компьютерные игры могут быть классифицированы по нескольким признакам:
-
Жанр: игра может принадлежать как к одному, так и к нескольким жанрам, а в уникальных случаях - открывать новый или быть вне всяких жанров;
-
Количество игроков и способ их взаимодействия: игра может быть однопользовательской - рассчитанной на игру одного человека, или многопользовательской - рассчитанной на одновременную игру нескольких человек; а также вестись на одном компьютере, через интернет, электронную почту, или массово;
-
Визуальное представление: игра может как использовать графические средства оформления, так и напротив, быть текстовой. Игра также может быть двухмерной или трехмерной. Есть и звуковые игры - в них вместо визуального представления используются звуки.
-
Платформа: игра может принадлежать как к одной платформе, так и быть мультиплатформенной.
1.3 Классификация игр по жанрам
Жанр определяется целью игры. Выделяют следующие жанры:
-
Приключенческая игра (Adventure) — игра, обладающая полноценным литературным сюжетом. Главный герой на своём пути встречает разные предметы, которые помогают ему увеличить свои способности или, наоборот, могут нанести вред. Персонаж попадает в различные приключенческие ситуации.
-
Боевик (Action) — игра, состоящая в основном из боевых сцен, драк и перестрелок. Боевики подразделяются на:
-
-
«шутеры» (от англ. shoot — cтрелять) (пример: Counter- Strike, серии игр Call of Duty и Battlefield;
-
«файтинг» (от англ. fight — драться) (пример: Mortal Kombat);
-
«ужасы» (примеры: серияигр F.E.A.R., Silent Hill, Resident Evil).
-
-
-
Ролевая игра (RPG — англ. Role Playing Game) — игра, отличительной особенностью которой является наличие у персонажей определённых навыков и характеристик, которые можно обрести, а впоследствии развивать, выполняя какие- либо действия. К этому жанру относятся и многопользовательские ролевые игры, которые, в отличие от однопользовательских, не имеют ни конечной цели, ни законченного сюжета.
-
Стратегическая игра (Strategy) — игра, представляющая собой управление масштабными процессами, как например, строительство городов, ведение бизнеса, командование армией и т. д. Игровой процесс может идти как в реальном времени, так и в пошаговом режиме.
-
Компьютерный симулятор (Simulator) — игра, полностью имитирующая какую-либо область реальной жизни, например, имитация управления гоночным автомобилем или самолётом.
-
Головоломка (Puzzle) — игра, полностью или более чем наполовину состоящая из решения различных логических задач и головоломок.
-
Образовательная игра — игра, включающая в себя элементы обучающих программ, которые подаются через сам игровой процесс.
-
Забавы — игры, в основном рассчитанные на детей, где психологическое впечатление от происходящего на экране гораздо важнее самого процесса игры — например, вид лопающихся пузырьков.
-
Аркады — это многоуровневые игрушки, перейти к следующему этапу можно только выполнив конкретные задания и получив специальную награду. Для такой игры характерна система баллов, которые получает игрок за прохождение конкретной миссии.
Глава 2 Разработка и создание компьютерной игры
2.1 Стадии разработки компьютерной игры
Качество программы и увлекательность игрового процесса – залог успеха игры.
Фундамент будущего проекта закладывается на этапе проектирования продукта. Проектирование игры делится на два этапа: проектирование игрового дизайна (эскизный проект) и проектирование программного части (технический проект). Эскизный проект определяет какой будет игра, чем она может заинтересовать свою аудиторию, какой игровой контент и в каком количестве будет наполнять игру. А технический проект даст представление о деталях и сложности реализации игры. Оба этих этапа жизненно необходимы для создания успешной игры.
Заполнением эскизного проекта занимается гейм-дизайнер, он устанавливает правила игры, описывает содержание и игровой процесс, а также следит за целостностью видения игры. После разработки эскизного проекта, начинается проектирование программной части.
На этапе создания технического проекта становится ясно, что из эскиза возможно реализовать, а что стоит упростить.
Далее, на этапе разработки программы, тестируются механики. Некоторые из них меняются, либо вовсе исключаются из проекта. Поэтому этот процесс очень затягивается и требует постоянного внимания.
Далее проводится тестирование игры. На данном этапе выявляются и исправляются все ошибки. Если обнаруживается фундаментальные проблемы геймплея, игра может быть возвращена разработчикам на переделку.
На следующем этапе игра попадает к пользователям. Происходит вывод игры на рынок или «релиз». Маркетологи занимаются анонсированием и распространением игры.
Но приобретение игры геймером — это ещё не конец. Может быть такое, что в игре всё же остались ошибки. Отдельные баги исправляются так называемыми «патчами» или обновлениями.
2.2 Выбор программы для создания компьютерной игры
Для разработки компьютерных игр существует множество программ. Для работы в некоторых необходимо знать языки программирования Python, С+ и другие, с которыми новичку будет сложно работать. Многие программы есть только в платной версии.
Я задумался, как же младшему школьнику можно создать собственную игру, не имея денег и знаний языков программирования. Я стал искать программу, которая была бы простой и понятной в использовании детям. В сети Интернет я нашел информацию, что специально для детей разработали визуальный язык программирования Scratch. Я захотел узнать про него поподробнее, возможно с помощью него я и создам свою первую компьютерную игру.
Scratch создан под руководством профессора Митчелла Резника в исследовательской группе под названием LIFELONG Kindergarten research group, при Массачусетском технологическом институте.
Scratch объектно-ориентированная среда, в которой блоки программ собираются из разноцветных кирпичиков команд, точно так же как машины или другие объекты собираются из разноцветных кирпичиков в конструкторе LEGO.
Scratch разрабатывался как новая учебная среда для обучения школьников программированию. В нём можно легко создавать фильмы, игры, придумывать и реализовывать различные проекты. Мы можем сочинять истории, рисовать и оживлять на экране придуманных нами персонажей, учиться работать с графикой и звуком. Важно и то, что мы имеем возможность поделиться результатами своего творчества с друзьями или другими пользователями. Публикация проекта аналогична тому, как это делается на популярном сайте youtube. Можно также познакомиться с произведениями других пользователей и найти новые идеи для своих работ.
Программное обеспечение полностью бесплатно, и любой желающий может закачать с сайта его версии для Windows, Mac OS и для Linux. Интерфейсная часть программы и операторы Scratch переведены на большое количество языков.
Термин «Scratch» пришёл из технологии, используемых диск-жокеями стиля хип-хоп, которые мастерски крутили виниловые пластинки, смешивая музыкальные фрагменты некоторыми творческими способами. Аналогично Scratch позволяет детям смешивать графику и фотографии, музыку и звуки. Такое смешивание поражает целый калейдоскоп проектов: от школы полярных медведей до звёздных войн и исполнения брейк-данс.
В переводе с английского Scratch имеет множество разнообразных значений: «каракули, скрип, царапанье, насечка, метка, стартовая черта» и целый ряд других. Всё это – Scratch. Вероятно, поскольку царапанье кошек тоже Scratch, символ программы служит весёлый кот.
Я изучил интерфейс программы, он достаточно простой, интуитивно понятный.
Поэтому решил использовать для создания своей первой игры Scratch.
Для создания игры на Scratch, нужно продумать следующие шаги:
-
Продумать план: это начальный шаг разработки игры. Мы составляем план, который включает в себя: какую игру мы хотим разработать, какова тема игры, каковы персонажи игры, игра для нескольких игроков или для одного игрока, какой уровень сложности игры: легкий, средний или сложный.
-
Поставите цель: Планирование цели, которую игрок должен выполнить - это основной шаг игры.
-
Придумать визуальный спрайт: на этом шаге мы планируем и создаем персонажей нашей игры. В Scratch мы можем использовать заранее определенный спрайт или создать свой собственный спрайт.
-
Выбрать фон: Фон также является важным элементом игры. Scratch содержит различные фоны, можно выбрать один из них в соответствии с требованиями.
-
Добавить кодирование: после выбора фона и спрайта следующим шагом будет добавление кода. Мы добавляем некоторый набор инструкций в спрайт, с помощью которого мы можем контролировать и добавлять движение спрайта с помощью различных типов блоков, присутствующих в Scratch.
-
Добавить больше возможностей: можно добавить больше функций в свою игру, например, можно добавить звук в свою игру, что делает ее более привлекательной.
Теперь попробуем создать свою собственную игру используя эти шаги.
2.3 Создание игры «Футбол один на один» на Scratch
Я увлекаюсь футболом, поэтому я решил создать игру, посвященную ему. Она рассчитана на двух игроков. Необходимо забивать голы сопернику. Выигрывает тот, кто забил больше голов.
Для проекта я выбрал 5 спрайтов (персонажей): самых лучших футболистов Лионеля Месси и Серхио Рамоса, футбольный мяч и ворота. В качестве фона выбрал футбольный стадион.
Для каждого спрайта я написал программу с помощью скриптов, прописав движение персонажей и события при попадании мяча в ворота. Также задал параметры управления и движения.
После того, как я написал все нужные команды, задал правильные координаты, провел предварительную проверку того, что все команды выполняются компьютером правильно и не дают сбоев, игра была готова.
Свой проект я опубликовал в Интернете на сайте http://scrаtch.mit.edu
Заключение
Современный мир, наполненный различными технологиями, очень интересный и многогранный. Как показало наше исследование современные школьники с раннего возраста интересуются компьютерными играми. Этот интерес может быть использован с пользой.
В результате проделанной работы я убедился, что школьник может создать свою игру, даже не зная языка программирования. Для этого больше всего подходит среда Scratch, так как здесь предоставлены все необходимые графические средства для изображения данных и структур управления. Совмещая графические блоки, можно создать программу и запустить ее на выполнение в той же среде Scratch.
Процесс разработки игры увлекательный и интересный, развивает способность лучше запоминать и обрабатывать информацию, учит находить нестандартные решения сложных задач, развивают интеллект и умственные способности.
В дальнейшем я планирую усовершенствовать свои навыки и продолжить создавать игры с более сложными сценариями, а возможно и в более сложных программах.
Список литературы
-
https://www.i-igrushki.ru/igrushkapedia/kompyuternye-igry.html
-
https://old.bigenc.ru/technology_and_technique/text/3285925
-
https://stepgames.ru/blog/istoriya-kompyuternyh-igr
-
Официальная страница Scratch. [Электронный ресурс] http:// Scratch.mit.edu
-
Голиков Д. В. 42 проекта на Scratch 3 для юных программистов. - СПб.: БХВ-Петербург, 2019. - 184 с.: ил.
-
Программирование для детей на языке SCRATCH \пер. А. Банкрашкова. – Москва: Издательство АСТ, 2017.- 94 с.