Συντάχθηκε 26-02-2018 15:24
από Sofia Malandraki
Email συντάκτη: sofiamalandraki<στο>tuc.gr
Ενημερώθηκε:
26-02-2018 15:30
Ιδιότητα: υπάλληλος ΗΜΜΥ.
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Πρόγραμμα Προπτυχιακών Σπουδών
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
ΑΛΕΞΙΟΥ ΣΤΑΥΡΟΥΛΑΚΗ
με θέμα
Σχεδίαση Παιχνιδιού Εικονικής Πραγματικότητας Χρησιμοποιώντας Τεχνολογίες Oculus Rift και Leap Motion
Virtual Reality Game Design using Oculus Rift and Leap Motion Technologies
Τετάρτη 28 Φεβρουαρίου 2018, 3 μ.μ.
Αίθουσα 145Π42
Εξεταστική Επιτροπή
Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Αικατερίνη Μανιά (Επιβλέπουσα)
Αναπληρωτής Καθηγητής Αντώνιος Δεληγιαννάκης
Αναπληρωτής Καθηγητής Ουγγρίνης Κωνσταντίνος-Αλκέτας
Περίληψη
Στην παρούσα διπλωματική εργασία υλοποιήθηκε ένα παιχνίδι δράσης πρώτου προσώπου εικονικής πραγματικότητας χρησιμοποιώντας τεχνολογίες Oculus Rift και Leap Motion. Επιλέχθηκε η πλατφόρμα ανάπτυξης γραφικών Unity3D πάνω στην οποία βασίστηκε όλη η ανάπτυξη της εφαρμογής. Η γλώσσα προγραμματισμού που χρησιμοποιήθηκε είναι η C#, η οποία αποτελεί γλώσσα σεναρίων και είναι κατάλληλη για εφαρμογές που σχετίζονται με γραφικά. Ο χρήστης βρίσκεται σε όρθια θέση φορώντας το Oculus Rift στο κεφάλι και αντιλαμβάνεται το εικονικό περιβάλλον μέσω των δύο οθονών που βρίσκονται στο Head Mount Display. To HMD εμπεριέχει σύστημα ανίχνευσης θέσης και σύστημα ανίχνευσης περιστροφής καθορίζοντας την ακριβή θέση του χρήστη στο εικονικό περιβάλλον. Επιπλέον, χρησιμοποιείται η συσκευή Leap Motion, ανιχνεύοντας κάθε χειρονομία των χεριών, αντικατοπτρίζοντάς τις στον εικονικό κόσμο, χαρακτηριστικό απαραίτητο για τις ευθύγραμμες κινήσεις στο ψηφιακό κόσμο. Η δράση διαδραματίζεται σε ένα πολύπλοκο, ορθογώνιο, γεωμετρικό τερέν, με πλούσια γεωμορφολογία εδάφους με τα διάφορα στατικά μοντέλα, ήχους και υφές να είναι τοποθετημένα με καλλιτεχνικό τρόπο πάνω σε αυτό. Παράλληλα, χρησιμοποιήθηκε η τεχνική φωτισμού “Precomputed Real Time Global Illumination” ώστε να προσομοιώσουμε τη φωτορεαλιστική συμπεριφορά των ακτινών του ήλιου. Ο χρήστης εμβυθίζεται στο εικονικό περιβάλλον, καλούμενος να διεκπεραιώσει μία σειρά τεσσάρων αποστολών ενώ διάφοροι εχθροί παρεμποδίζουν την ολοκλήρωσή τους. Οι εχθροί είναι χαρακτήρες-μοντέλα προγραμματισμένοι με διαφορετική συμπεριφορά ανάλογα το είδος τους. Είναι εμπλουτισμένοι με κινούμενα σχέδια (animation) ώστε η κίνησή τους να είναι ρεαλιστική και λειτουργούν ως αυτόνομοι πράκτορες, βασισμένοι στις αρχές της τεχνητής νοημοσύνης. Επίσης, σχεδιάστηκε ένα εύχρηστο User Interface τεχνολογίας αφής, αξιοποιώντας το Hand Tracking του Leap Motion. Όλα τα παραπάνω έχουν στόχο την εξερεύνηση της διευρυμένης εικονικής πραγματικότητας και τη δημιουργία εφαρμογής όπου θα εξασφαλίζεται η επιτυχημένη διαδραστικότητα μεταξύ χρήστη και ψηφιακού κόσμου.
Abstract
In this diploma thesis, a first-person virtual reality action game was implemented using Oculus Rift and Leap Motion technologies. The Unity3D graphics development platform was chosen on which the entire development of the application was based. The programming language used is C #, which is a script language and is suitable for graphics-related applications. The user is standing while wearing the Oculus Rift on the head in order to perceive the virtual environment through the two monitors on the Head Mount Display. The HMD includes a position detection system and a rotation detection system in order to specify the user's exact location in the virtual environment. Additionally, Leap Motion is used, detecting every hand gesture, transferring it in the virtual world, essential feature for linear movements in digital world. The game takes place in a complex, rectangular, geometric terrain with rich soil geomorphology while various static models, sounds and textures being artistically arranged on it. At the same time, the "Precomputed Real Time Global Illumination" lighting technique was used to simulate the photorealistic behavior of the sun's rays. The user is placed in the virtual environment, called to perform a series of four missions while various enemies prevent their completion. Enemies are model characters programmed with different behavior depending on their type. They are enriched with animation to make their movement realistic and act as autonomous agents based on the principles of artificial intelligence. Also, a user-friendly Touch terface User Interface has been designed, utilizing Leap Motion's Hand Tracking. All of the above aim into exploring the wider virtual reality and creating an application where successful interactivity between the user and the digital world will be ensured.
