3D Multiplayer Virtual Pets Game Using Google Cardboard
Darlis Herumurti 1,a), Dimas Riskahadi 1, b), and Imam Kuswardayan1, c)
1Department of Informatics Engineering, Faculty of Information and Technology Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, Indonesia
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a)darlis@its.sby.edu
b)dimasriskahadi01@gmail.com
c)imam@its.ac.id
Abstract. Virtual Reality (VR) is a technology which allows user to interact with the virtual environment. This virtual environment is generated and simulated by computer. This technology can make user feel the sensation when they are in the virtual environment. The VR technology provides real virtual environment view for user and it is not viewed from screen. But it needs another additional device to show the view of virtual environment. This device is known as Head Mounted Device (HMD). Oculust Rift and Microsoft Hololens are the most famous HMD devices used in VR. And in 2014, Google Card Board was introduced at Google I/O developers conference. Google Card Board is VR platform which allows user to enjoy the VR with simple and cheap way. In this research, we explore Google Card Board to develop simulation game of raising pet. The Google Card Board is used to create view for the VR environment. The view and control in VR environment is built using Unity game engine. And the simulation process is designed using Finite State Machine (FSM). This FSM can help to design the process clearly. So the simulation process can describe the simulation of raising pet well. Raising pet is fun activity. But sometimes, there are many conditions which cause raising pet become difficult to do, i.e. environment condition, disease, high cost, etc. this research aims to explore and implement Google Card Board in simulation of raising pet.
INTRODUCTION
Game is an application which aims to entertain user. Game can be played by all entire community of people. Some people play game in their spare times, but there are also some people who play game to make a living with playing game professionally or may be those who only hobby. There are many kinds of game. Based on its genre, game can be classified as: adventure, first person shooter, visual novel, simulation, etc. Adventure game focus on the story and sometimes includes violence. This genre also make the player assumes the role protagonist in an interactive story driven by exploration. First person shooter is kind a game based on first-person perspective. Visual Novel is game which game play is based on ordinal novel story. This Visual Novel has given a new potential in visualize the story in the novel, that it is not only audio or visual content but also it has interactivity. And simulation game models process in the real life and simulate it in the game play. This simulation game aims to make player understand the step of process modeled. Sometimes, game can educate the player. This kind of game is also known as Education Game. Besides, game can be classified base on its player. There are multi player game and single player game. Multi player game allows player to play with more than one person in the same time. And single player game is only for one person player.
International Conference on Mathematics: Pure, Applied and Computation
AIP Conf. Proc. 1867, 020018-1–020018-7; doi: 10.1063/1.4994421
Published by AIP Publishing. 978-0-7354-1547-8/$30.00
Technology in developing game has increased. Many technologies implement to develop an interactive game. There are Augmented Realty which augmented the virtual element in the real world, Virtual Reality which provides view and interaction of virtual environment, Kinect which allows player to interact with their body motion, and many other technologies. In this research, we try to explore the VR technology in simulation game of raising pet.
Virtual Reality (VR) technology is technology which allows user to interact with virtual environment and it is simulated with computer. So, user can feel different sensation like in the real world. This VR is not viewed in monitor screen, it need additional device which is known as Head Mounted Device (HMD). HMD is a component used to visualize the virtual environment. The most famous HMD are Oculust Rift and Microsoft Hololens. But in 2014, Google Card Board was introduced as new technology in VR. Google Card Board is developed by Google for use with head mount for smart phone. This platform is intended as low cost system to encourage interest in development of VR applications. Google Card Board can be made from carton material. Inside that, there are two parts used to place the lenses and place the smart phone. Unity Game Engine is used to develop this simulation game. We also implement Unity PUN for multiplayer feature. And for the simulation process, we use FSM (Finite State Machine) to design.
There are many responsibilities in raising pet. The reason is not only about the high cost of raising pet, but also there are many things should be prepared in raising pet, such as: the environment, vaccination they should get to prevent disease, daily food consumption, etc. There is a research entitle 3D Virtual Pet Game 'Moar' With Augmented Reality (AR) to Simulate Pet Raising Scenarion on Mobile Device [9]. This research used AR technology in simulation game of raising pet. The game concept s a virtual pet which is called as Monsta. Monsta has a role as a pet which will be raise by player and enhanced its ability to compete in battle. This battle feature, allows to play multiple with another player. There are 2 types of attribute in Monsta, such as: condition attribute which represent Monstarsquo;s condition in everyday life, and ability attributes which represent th
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使用谷歌cardboard的3d 多人虚拟宠物游戏
Darlis Herumurti 1,a), Dimas Riskahadi 1, b), and Imam Kuswardayan1, c)
1Department of Informatics Engineering, Faculty of Information and Technology Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, Indonesia
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a)darlis@its.sby.edu
b)dimasriskahadi01@gmail.com
c)imam@its.ac.id
摘要:虚拟现实 (VR) 是一种允许用户与虚拟环境交互的技术。此虚拟环境由计算机生成和模拟。这项技术可以让用户在虚拟环境中感受到这种感觉。VR 技术为用户提供了真实的虚拟环境视图, 不会从屏幕上查看。但它需要另一个额外的设备来显示虚拟环境的视图。此设备称为头盔设备 (头盔设备)。Oculust Rift和Microsoft Hololens是 VR 中使用的最著名的头盔设备。2014年, 谷歌cardboard在 google iop 开发者大会上推出。谷歌cardboard是,让用户用简单而便宜的方式享受 VR 的VR 平台。在本研究中, 我们探索谷歌cardboard开发的模拟游戏饲养宠物。谷歌cardboard用于创建 VR 环境的视图。VR 环境中的视图和控制是使用 unity 游戏引擎构建的。并利用有限状态机 (FSM) 设计了仿真过程。这个 FSM 可以帮助设计清晰的过程。因此, 仿真过程可以描述养宠物的仿真。养宠物是有趣的活动。但有时, 有很多条件即环境条件、疾病、高成本等导致养宠物变得困难 , 本研究旨在探索和实施谷歌cardboard在模拟养宠物中的作用。
引言
游戏是一个旨在娱乐用户的应用程序。游戏可以由整个社区的人玩。有的人在业余时间玩游戏, 但也有一些人以专业的游戏谋生, 或者可能是那些只爱好游戏的人。游戏有很多种。根据游戏的类型, 游戏可以分为: 冒险、第一人称射击、视觉小说、模拟等。冒险游戏关注的是故事, 有时还包括暴力。这种类型也使玩家在探索驱动的互动故事中扮演主角。第一人称射击是一种基于第一人称视角的游戏。视觉小说是以有序小说故事为基础的游戏。这种视觉小说在小说中的故事形象化方面赋予了新的潜力,那就是它不仅是音频或视觉内容, 而且具有交互性。而模拟游戏模型在现实生活中进行了处理, 并在游戏中进行了模拟。这个模拟游戏的目的是让玩家了解建模过程的步骤。有时, 游戏可以教育玩家。这种游戏也被称为教育游戏。此外, 游戏可以根据其玩家进行分类。有多玩家游戏和单人游戏。多人游戏允许玩家同时与一个以上的人一起玩。而单人游戏只适用于玩家一个人。
开发游戏的技术持续增加，通过许多技术实现了开发交互式游戏。还有增强现实世界中虚拟元素的增强现实, 虚拟现实提供了虚拟环境的视图和交互, Kinect 允许玩家与他们的身体运动互动和许多其他技术。在本研究中, 我们试图探索 VR 技术在饲养宠物的模拟游戏中的应用。
虚拟现实 (VR) 技术是允许用户与虚拟环境交互的技术, 并与计算机进行了仿真。所以, 用户可以像在现实世界中一样感受到不同的感觉。此 VR 不在显示器屏幕中查看, 它需要额外的设备, 即所谓的VR头盔设备 (HMD)。VR头盔设备是用于可视化虚拟环境的组件。最著名的 VR头盔设备是Oculust Rift和Microsoft Hololens。但在 2014年, 谷歌cardboard作为 VR 的新技术被引入。谷歌cardboard是由谷歌开发的, 用于智能手机的头盔安装。该平台旨在作为低成本系统, 以鼓励对 VR 应用程序开发的兴趣。谷歌cardboard可以由纸箱材料制成。在里面, 有两个部分用来放置镜头和放置智能手机。unity 游戏引擎用于开发此模拟游戏。我们还为多人功能实现了统一 光子 unity 网络。在仿真过程中, 我们采用 有限状态机 (FSM) 进行设计。
养宠物有很多职责。究其原因, 不仅是养宠物成本高, 而且养宠物要准备好很多东西, 如: 环境、接种疫苗等, 以及预防疾病、日常食品消费等。有一个授权在移动设备上研究3D 虚拟宠物游戏 'moar' 与增强现实 (AR) 模拟宠物饲养场景[9]。本研究将AR技术应用于养宠物的仿真游戏中。游戏概念是一个虚拟的宠物, 被称为moar。moar有一个宠物的角色, 这将由玩家提高, 并提高其在战斗中的竞争能力。这个战斗功能, 允许与另一个玩家玩多个。moar有两种属性, 如: 代表moar在日常生活中的条件属性, 以及代表moar在AR战斗中与敌人作战的能力属性。在条件属性包括耐力, 食物, 清洁和成熟属性。
在这项研究中, 我们设计了与moar相同的纪念。有代表健康、幸福、耐力、食物的条件属性, 以及在战斗模式下可以用来对抗敌人的能力属性。每个模型都是使用 有限状态机 建模的, 因此可以清晰地描述仿真过程。本研究旨在利用谷歌cardboard和 unity 进行 VR 游戏的开发, 以模拟养宠物的仿真。
文献
a. Unity PUN (光子统一网络)
2004年, David Helgason Nicolas创造了unity。unity 是一种游戏引擎, 可以帮助开发者构建多平台应用程序。unity是由 unity科技开发的。unity 科技有许多合作伙伴, 如: 微软、索尼、高通、黑莓、三星和任天堂。
多人游戏是一种游戏或模型, 允许玩家在同一时间与一个或多个人一起玩。多人游戏可以在显示器上使用分割屏幕, 也可以使用与局域网或网络游戏服务器连接的不同显示器。有许多方法可以在 unity 中实现多人游戏功能。unity 具有光子 unity 网络 (PUN)、Nuggeta 和socket编程。在本研究中, 我们实现了统一 光子 unity 网络。使用 unity 光子 unity 网络, 因为 unity 光子 unity 网络 不依赖于数据传输 TCP 和 UDP。因为 unity 使用客户端-服务器体系结构, 并且传输数据由光子服务器管理。玩家需要连接互联网和访问 unity 的光子 unity 网络服务器。此外, 光子 unity 网络 还使用主服务器来控制多人游戏中玩家之间的通信。光子 unity 网络为私人社区提供房间系统。在光子中, 玩家之间的通信可以通过光子视图脚本来实现。使用光子视图脚本的通信分为两个, 它们是: 远程过程调用 (rpc) 发送特定的指令消息给其他玩家和连续发送消息的所有播放器 [6]。
B. Google Card Board
虚拟现实 (VR) 是一种计算机技术, 它使用的软件是生成逼真的图像、声音和其他感觉, 以复制真实的环境或虚构的设置, 并模拟用户在此环境中的物理存在, 使用户能够与这个空间互动 [7]。有许多设备可以用来开发 VR 应用程序, 它们是: Oculust rift、Microsoft Holo Lens 和 google cardboard。谷歌cardboard是谷歌开发的 VR 平台, 用于智能手机的头部安装。这个平台的目的是作为低成本的系统, 以鼓励对 VR 应用程序的兴趣和发展 [8]。谷歌cardboard可以由纸箱材料制成。在这里面, 有两个部分: 镜头的位置和智能手机的位置。镜头将有助于从智能手机上提供VR的视图。为了控制智能手机, 谷歌cardboard使用放置在它里面的磁铁。这种磁铁是用来触发智能手机的。谷歌cardboard可用于具有陀螺仪传感器的智能手机, 其目的是检测头部旋转和磁传感器的磁体控制检测。
谷歌cardboard可以用在安卓智能手机上。要使用 google cardboard开发应用程序, 我们需要使用 google cardboard sdk, 这有助于摄像机在虚拟对象前面的位置。为了实现此 sdk, 我们可以使用unity 的c# 编程语言。图1描述了谷歌cardboard。
C. 有限状态机
有限状态机 (FSM) 是一种用于控制系统设计的方法, 用于说明系统的行为。有限状态机有三个组成部分, 即状态、事件和操作 [10]。系统可以更改状态, 它取决于系统内部组件或整个系统元素中的另一个组件的输入或事件。若要描述状态机, 有一个表示状态和连接状态的线的圆。每条线都有自己的方向。该方向显示了触发器的转换事件, 它可以更改状态。状态机具有先初始化的启动状态和在进程结束时初始化的停止状态。本研究采用有限状态机设计了饲养宠物的仿真过程。有模拟来维护健康、情感和战斗过程, 以实现多人光子 unity 网络。
设计和实施
这是一项利用谷歌cardboard对 VR 技术的探索研究。为了开发这个3d 多人虚拟宠物游戏, 我们对描述如下的三个主要功能进行了分类。
- 设计并实现了养宠物的仿真过程。
- 战斗模式下的多人游戏功能。
- 利用谷歌cardboard实施虚拟现实.
为了设计养宠物的仿真过程, 我们使用了有限状态机。我们模拟了日常生活中代表宠物状况的条件属性, 如: 健康、饥饿、幸福和能量。每个属性都有最大值。在本研究中, 我们定义最大值为100。减少或增加每个属性的值数量的规则是不同的。这一点解释如下。
- 健康
健康的 有限状态机 如图2所示。有二个情况可以在这个有限状态机描述, 健康状况和病情况。初始条件设置为100。健康状况的数量取决于能量状况和幸福状况。如果宠物能量低, 恢复悲伤, 健康数字每秒钟就会减少 2 0。健康数字也取决于细菌。每一次随机的时间, 系统都会产生细菌, 每 1 0秒就会减少1的健康数字。当健康人数变为10时, 宠物将处于疾病状态。为了增加健康人数, 玩家需要购买药物。如果健康号码变为 0, 宠物将处于死亡状态。
- 饥饿
饥饿的最初条件设置为100。饥饿的情况取决于时间的流逝。每 20秒, 饥饿人数就会减少。如果饥饿的数量变成 10, 宠物就会处于饥饿状态。而玩家需要喂宠物。玩家可以在商店里买到食物。图3描述了饥饿状况。
- 幸福
幸福的数量取决于时间的运行和饥饿的状况。最初的幸福数设置为100。每30秒幸福感数字就会减少一次。如果宠物的状况饿了, 系统会减少幸福感的数量。此外, 还有另一种情况可以减少幸福感的数量。如果有很多细菌, 系统每 10秒就会减少1的幸福度。幸福状况的 有限状态机 如图4所示。为了增加快乐感, 玩家可以尝试和宠物一起玩, 在杂货店买果酱或者去战场。
- 能量
图5显示了能量的 有限状态机。这个过程有两个条件: 困倦和没有能量。如果能量达到 10, 宠物就会处于昏昏欲睡的状态。每 25秒, 系统将减少能量数。为了增加能量数字, 玩家可以购买一些补品或让宠物睡觉。
仿真过程的实现如图6所示。右上角的条形图显示宠物的属性条件。有健康、活力、快乐和饥饿的条件。在底部, 有一些菜单, 可以用来进入战斗竞技场, 购物购买宠物的需求, 技能通知宠物的技能, 设置音量或其他设置, 设置宠物睡眠, 并退出游戏。
为了实现多人游戏功能, 本研究实现了统一光子 unity 网络。光子统一网络在其设置中使用房间系统。光子 unity 网络 提供服务器来启动网络中的角色, 因此所有玩家都可以加入同一个房间。在 光子 unity 网络 中创建房间并加入同一房间中的参与者的连接设置步骤可以描述如下。
- 光子 UNITY 网络创建房间
在开始时, 玩家需要选择 '创建房间' 菜单。这个房间将用于连接所有在那个房间里玩耍的球员。要创建空间, 系统将需要互联网连接到 unity 的光子 unity 网络服务器。在 '创建房间' 菜单中, 玩家将被写入房间的名称, 并设置可以加入战斗的玩家的最大数量。然后, 玩家可以选择检查之前提交的数据, 并继续进入战场。如果互联网连接丢失, 系统将被重定向到 '创建房间' 菜单。
- 加入存在的房间
此插件的另一个功能是加入现有的房间。玩家可以选择现有的房间。我们可以使用 '刷新' 功能来刷新现有房间的显示列表。当我们选择房间名称时, 我们将加入房间, 玩家加入同一个房间。如果互联网连接丢失, 系统将在我们加入现有房间之前重定向到第一页。
- 玩家同步
要同步角色，系统需要同步其他玩家的动画动作。有一些数据发送到PUN服务器需要同步，比如:动画的运动，每个玩家在该时间的健康点，游戏的运行时间。在这个系统中，PUN会让一个玩家像一个房间的本地服务器一样控制游戏的运行时间。
VR 技术是使用谷歌cardboard实施的。战场上的性格控制分为两类。有运动和攻击。有两个触发器可以运行字符的控制, 例如: 使用谷歌cardboard和加速度计的头部运动。要移动角色位置, 玩家可以使用加速度计。而为了改变角色的视角， 玩家可以在谷歌cardboard中使用头部运动的旋转。谷歌 cardboard的视图如图7所示。
此战斗功能中的攻击可归类
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资料编号：[966]
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