Nghiên cứu đồ họa 2d 3d và phát triển game trên hệ điều hành android

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỊA BÌNH KHOA CƠNG NGHỆ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Đề tài: Nghiên cứu đồ họa 2D, 3D phát triển Game hệ điều hành Android Sinh viên: Đặng Văn Giỏi Ngành: Công Nghệ Thông Tin Giảng viên hướng dẫn: ThS Đinh Đức Hùng Hà Nội 5/5/2012 Đặng Văn Giỏi – Lớp 508CNT * _ Lời cảm ơn Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn thầy Đinh Đức Hùng, người đã tận tình giúp đỡ em để em có thể hồn thành khóa ḷn mợt cách tớt nhất Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo khoa Cơng nghệ, trường Đại học Hịa Bình đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em kiến thức, kinh nghiệm quý báu giúp đỡ em suốt quá trình học tập Và xin cảm ơn tất người bạn tôi, người đã động viên, chia sẻ giúp đỡ tận tình suốt thời gian học tập thực khóa luận Cuối cùng, kính gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới gia đình, cám ơn cha mẹ đã tạo điều kiện tốt nhất cho học tập để có ngày hôm Và xin cảm ơn tất người đã tin tưởng, khích lệ đợng viên tơi suốt thời gian qua Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Đặng Văn Giỏi Đặng Văn Giỏi – Lớp 508CNT * _ TÓM TẮT NỘI DUNG CỦA KHÓA LUẬN Tên đề tài: “ Nghiên cứu đồ họa 2D, 3D phát triển Game hệ điều hành Android” Chương 1: Giới thiệu hệ điều hành Android Nội dung chương giới thiệu cách tổng quan hệ điều hành Android Cung cấp kỹ thuật để cài đặt công cụ phát triển ứng dụng Chương 2: Nghiên cứu lý thuyết đồ họa 2D, 3D Giới thiệu lý thuyết đồ họa 2D, 3D Những thành phần đồ họa máy tính Các ứng dụng sử dụng kỹ thuật đồ họa 2D, 3D Chương 3: Nghiên cứu đồ họa 2D, 3D viết chương trình mẫu hệ điều hành Android Tìm hiểu lý thuyết đồ họa hệ điều hành Android, số thành phần quan trọng đồ họa 2D, 3D hệ điều hành Xây dựng hai ví dụ minh họa đồ họa 2D, 3D Viết trò chơi Bom Offline 2D xây dựng ý tưởng cho trò chơi Line3D Chương 4: Kết luận hướng phát triển tương lai Trình bày kết đạt khó khăn cần giải Định hướng phát triển tương lai Đặng Văn Giỏi – Lớp 508CNT * _ Danh mục thuật ngữ từ viết tắt sử dụng STT Từ Giải nghĩa 2D Chiều 3D Chiều 3G Third Generation Technology – Thế hệ thứ GPS Định vị toàn cấu EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution EDGE (công nghệ web di động nâng cấp từ GPRS) NFC Near Field Communication – Giao tiếp trường gần XML eXtensible Markup Language - Ngôn ngữ Đánh dấu Mở rộng SDK Software Development Kit - Phát triển phần mềm ADT Android Development Tools – Công cụ phát triển Android 10 API Application Programming Interface – Giao diện lập trình ứng dụng Đặng Văn Giỏi – Lớp 508CNT * _ Danh mục hình dùng khóa luận Hình 1.Kiến chúc hệ điều hành Android Hình 2: Bảng liệt kê số kiểu file Linux Hình 3: Mơ tả thư mục Hình 4: Tóm tắt q trình cập nhật phiên tính đến năm 2011 Hình 5: Các gói cho hệ điều hành Hình 6: Kết chạy file SDK Manager Hình 7: Add ADT Hình 8: Cài đặt thành cơng Hình 9: ảnh chụp từ đối tượng 3D Hình 10: Hiện thị hình trịn màu đỏ Hình 11: Kết chương trình minh họa TestAndroid2D Hình 12: Kết chương trình TestAndroid3D Hình 13: Giao diện menu Hình 14: Hiện thị thơng tin Hình 15: Xác thực xem muốn hay khơng Hình 16: Giao diện phần hướng dẫn chơi Hình 17: Hiện thị thơng báo tải liệu Hình 18: Giao diện Game Bom Offline Hình 19: Giao diện menu phụ Hình 20: Giao diện người chơi thua Hình 21: Giao diện người chơi thắng Hình 22: Giao diện lưu điểm Hình 23: Hiện thị danh sách điểm cao Hình 24: Ví dụ map (bản đồ) Hình 25: Vị trí pX, pY nằm TMXLayer HÌnh 26: Vị trí pX, pY nằm ngồi TMXLayer Hình 27: Ảnh phần menu Đặng Văn Giỏi – Lớp 508CNT * _ Hình 28: ảnh thể chức thị menu Hình 29: ảnh dùng phần giao diện Game Hình 30: Giao diện menu Game Line3D Hình 31: Giao diện chơi Game Line3D Hình 32: Ví dụ minh họa cách tính ăn viên bi Đặng Văn Giỏi – Lớp 508CNT * _ MỤC LỤC Lời cảm ơn TÓM TẮT NỘI DUNG CỦA KHÓA LUẬN Danh mục thuật ngữ từ viết tắt sử dụng .3 Danh mục hình dùng khóa luận Lời mở đầu .9 Chương 1: Giới thiệu hệ điều hành Android 11 1.1 Giới thiệu chung hệ điều hành Android 11 1.1.1 Giới thiệu chung hệ điều hành Android 11 1.1.2 Kiến trúc hệ điều hành Android 13 1.1.2.1 Tầng hạt nhân Linux (Linux Kernel layer) 13 1.1.2.2 Phần Libraries 14 1.1.2.3 Phần Android runtime 14 1.1.2.4 Tầng Application Framework 14 1.1.2.5 Tầng Application 15 1.1.3 Hệ thống tập tin hệ điều hành 16 1.1.3.1 Tổng quan hệ thống file Android 16 1.1.3.2 Các kiểu file Android 17 1.1.3.3 Tổ chức quyền sở hữu quyền hạn file 17 1.1.3.4 Cây thư mục hệ điều hành Android 19 1.1.4 So sánh hệ điều hành 19 1.1.4.1 So sánh hệ điều hành di động hệ điều hành desktop 19 1.1.4.2 So sánh hệ điều hành Android với hệ điều hành di động khác 20 1.2 1.2.1 1.2.2 Lịch sử phát triển hướng phát triển tương lai 21 Lịch sử phát triển 21 Hướng phát triển tương lai 22 1.3 Hướng dẫn cài đặt .23 1.4 Chương trình mẫu 23 1.4.1 1.4.2 1.4.3 Mục đích chương trình mẫu 23 Giải thích chương trình 24 Kết luận 24 Chương 2: Nghiên cứu lý thuyết đồ họa 2D, 3D .26 2.1 Đồ họa nói chung .26 2.1.1 Giới thiệu chung 26 2.1.2 Lịch sử phát triển 26 2.1.3 Các hệ màu thông dụng 27 2.1.3.1 Hệ màu RGB 27 2.1.3.2 Hệ màu CMYK (hệ màu trừ) 28 2.1.3.3 Hệ màu HSB (hệ tổng hợp) 29 2.1.3.4 Hệ màu Lab (hệ tổng hợp) 29 2.1.4 Các ứng dụng đồ họa 29 Đặng Văn Giỏi – Lớp 508CNT * _ 2.2 Đồ họa 2D 30 2.3 Đồ họa 3D 30 Chương 3: Nghiên cứu đồ họa 2D, 3D hệ điều hành Android viết chương trình minh họa 31 3.1 3.1.1 3.2 3.2.1 3.2.2 3.3 Đồ họa Android .31 Giới thiệu chung đồ họa Android 31 Đồ họa 2D Android 31 Một số thành phần đồ họa 2D 31 Chương trình minh họa 35 Đồ họa 3D Android 38 3.3.1 Một số thành phần đồ họa 3D 38 3.3.2 Chương trình minh họa 40 3.4 Chương trình minh họa 43 3.4.1 Chương trình (2D) 43 3.4.1.1 Mục đích chương trình minh họa 43 3.4.1.2 Ý tưởng thực 43 3.4.1.3 Phân tích chương trình 46 3.4.1.3.1 Sơ đồ hoạt động Game 46 3.4.1.3.2 Xác định actor mơ hình use case 47 3.4.1.3.2.1 Danh sách Actor 47 3.4.1.3.2.2 Sơ đồ Use Case 47 3.4.1.3.3 Thiết kế chương trình 51 3.4.1.3.3.1 Thiết kế kiến trúc hệ thống 51 3.4.1.3.3.2 Mô tả chi tiết thành phần 52 3.4.1.3.3.3 Một số quan hệ đối tượng 54 3.4.1.3.4 Thiết kế giao diện người dùng 55 3.4.1.3.4.1 Giao diện menu Xem hình 13 55 3.4.1.3.4.2 Giao diện thị thơng tin tác giả Xem hình 14 55 3.4.1.3.4.3 Giao diện thị xác minh Xem hình 15 55 3.4.1.3.4.4 Giao diện thị phần giới thiệu Xem hình 16 55 3.4.1.3.4.5 Giao diện thị tải liệu Xem hình 17 55 3.4.1.3.4.6 Giao diện Game Xem hình 18 55 3.4.1.3.4.7 Giao diện menu phụ Xem hình 19 55 3.4.1.3.4.8 Giao diện người chơi thua Xem hình 20 55 3.4.1.3.4.9 Giao diện người chơi thắng Xem hình 21 55 3.4.1.3.4.10 Giao diện lưu điểm Xem hình 22 55 3.4.1.3.4.11 Giao diện thị danh sách điểm Xem hình 23 55 3.4.1.3.5 Thiết kế thuật toán 55 3.4.1.3.5.1 Thuật toán xác định vị trí pX,pY có nằm vùng Maps 55 3.4.1.3.5.2 Thuật toán xác định va chạm sprite 56 3.4.1.4 Viết chương trình 57 3.4.1.4.1 Hiện thị menu 57 3.4.1.4.2 Hiện thị phần giới thiệu giao diện 59 3.4.1.4.3 Giao diện chơi Game 60 3.4.1.4.4 Hiện thị giao diện người chơi thua 66 3.4.1.5 Kiểm thử đánh giá chương trình 71 3.4.2 Chương trình mở rộng (3D) 72 3.4.2.1 Mục đích chương trình minh họa 72 3.4.2.2 Ý tưởng thực 72 Đặng Văn Giỏi – Lớp 508CNT * _ 3.4.2.3 Phân tích chương trình 72 3.4.2.3.1 Sơ đồ hoạt động Game 72 3.4.2.3.2 Xác định actor mô hình use case 73 3.4.2.3.2.1 Xác định actor 73 3.4.2.3.2.2 Sơ đồ use case đặc tả chi tiết 73 3.4.2.3.2.2.1 Sơ đồ use case 73 3.4.2.3.2.2.2 Danh sách use case 74 3.4.2.3.2.2.3 Đặc tả use case 74 3.4.2.3.3 Thiết kế chương trình 76 3.4.2.3.3.1 Kiến trúc hệ thống 76 3.4.2.3.3.2 Mô tả thành phần hệ thống 77 3.4.2.3.4 Thiết kế giao diện 78 3.4.2.3 Viết chương trình 78 3.4.2.4 Kiểm thử đánh giá chương trình (Đang nghiên cứu) 78 Chương 4: Kết luận hướng phát triển tương lai .79 4.1 Kết luận 79 4.2 Hướng phát triển tương lai 79 Tài liệu tham khảo 97 Đặng Văn Giỏi – Lớp 508CNT * _ Lời mở đầu Ngày Công nghiệp giải trí phát triển giới, bao gồm thành phần như: Game, âm nhạc, thời trang, chương truyền hình, điện ảnh, Gameshow, truyền thơng, tổ chức live show, Các mảng nằm ngành giải trí khơng mang tính giải trí mà cịn mang nhiều giá trị văn hóa, lối sống, phong tục người vùng miền, đồng thời quảng bá hình ảnh đất nước Việt Nam tới bè bạn khắp nơi giới Có thể nói ngành giải trí mang lại nhiều lợi nhuận ngành Game Game lĩnh vực giải trí tương tác quan trọng hàng đầu ngành cơng nghiệp nội dung số Doanh thu tồn cầu từ ngành tăng trưởng nhanh chóng từ tỷ USD (1994) lên 41.9 tỷ USD (2007) dự đoán đạt 68 tỷ USD (2012) Với tốc độ tăng trưởng bình quân 9% năm, Game trở thành ngành có tốc độ phát triển nhanh lĩnh vực giải trí Trong đó, Mỹ chiếm 40.42% thị phần, Anh 12.45% Nhật 11.87% Năm 2008, ngành Game Mỹ giá trị khoảng 22 tỷ USD vượt qua ngành công nghiệp âm nhạc (10 tỷ USD) ngành công nghiệp phim ảnh (9,5 tỷ USD), thu hút hàng triệu lao động chuyên gia phát triển, phân phối marketing Game Việt Nam thị trường Game lớn khu vực Đông Nam Á với 20 nhà phát hành Game nước Doanh thu năm gần liên tục tăng trưởng với mức trung bình 400 triệu USD/năm, chiếm 70% doanh thu ngành nội dung số Có mức tăng trưởng ấn tượng, ngành công nghiệp Game Việt Nam dừng lại mức phân phối phát hành gia công tựa Game nước Một vài năm gần đây, Studio lập nên nhằm phát triển sản xuất Game Việt Tính đến tháng năm 2011, số lượng Game Việt Nam sản xuất đưa vào triển khai thị trường có Thuận Thiên Kiếm (VNG), SQUAD, G3, Showbiz (VTC Studio) Jay Online (FGame) Tranh Hùng (SunSoft), Game offline có 7754 – tựa Game thành công lấy đề tài chiến dịch Điện Biên Phủ 83 Đặng Văn Giỏi – Lớp 508CNT * _ Hình 5: Các gói cho hệ điều hành Hình 6: Kết chạy file SDK Manager 84 Đặng Văn Giỏi – Lớp 508CNT * _ Hình 7: Add ADT Hình 8: Cài đặt thành công 85 Đặng Văn Giỏi – Lớp 508CNT * _ Hình 9: ảnh chụp từ đối tượng 3D 86 Đặng Văn Giỏi – Lớp 508CNT * _ Hình 10 Hiện thị hình trịn màu đỏ Hình 11: Kết chương trình minh họa TestAndroid2D 87 Đặng Văn Giỏi – Lớp 508CNT * _ Hình 12: Kết chương trình TestAndroid3D Hình 13: Giao diện menu 88 Đặng Văn Giỏi – Lớp 508CNT * _ Hình 14: Hiện thị thơng tin Hình 15: Xác thực xem muốn hay khơng Hình 16: Giao diện phần hướng dẫn chơi 89 Đặng Văn Giỏi – Lớp 508CNT * _ Hình 17: Hiện thị thơng báo tải liệu Hình 18: Giao diện trị chơi 90 Đặng Văn Giỏi – Lớp 508CNT * _ Hình 19: Giao diện menu phụ Hình 20: Giao diện người chơi thua 91 Đặng Văn Giỏi – Lớp 508CNT * _ Hình 21: Giao diện người chơi thắng Hình 22: Giao diện lưu điểm 92 Đặng Văn Giỏi – Lớp 508CNT * _ Hình 23: Hiện thị danh sách điểm cao Hình 24: Ví dụ map(bản đồ) 93 Đặng Văn Giỏi – Lớp 508CNT * _ Hình 25: Vị trí pX, pY nằm TMXLayer Hình 26: Vị trí pX, pY nằm TMXLayer 94 Đặng Văn Giỏi – Lớp 508CNT * _ Hình 27: Ảnh phần menu Hình 28: ảnh thể chức thị menu Hình 29: ảnh dùng phần giao diện Game Ảnh trái tim: Ảnh thể trạng thái tạm dừng: Ảnh thể bom: 95 Đặng Văn Giỏi – Lớp 508CNT * _ Hình 30: Giao diện menu Game Line3D Hình 31: Giao diện chơi Game Line3D 96 Đặng Văn Giỏi – Lớp 508CNT * _ Hình 32: Ví dụ minh họa cách tính ăn viên bi 97 Đặng Văn Giỏi – Lớp 508CNT * _ Tài liệu tham khảo [1] http://vietAndroid.com/forum.php [2] http://congtruongit.com/forum/showthread.php?t=16213 [3] http://vi.wikipedia.org/wiki/%C4%90%E1%BB%93_h%E1%BB%8Da_m%C3%A1y_t%C3%ADnh [4] http://developer.Android.com/index.html [5] docx_20111101_bao_cao_do_an_Android_3491 Võ Quang Hịa – Nhóm 09A, Lớp 07T4