Sử dụng UNITY3D ENGINE GAME đa nền tảng xây dựng ứng dụng giúp trẻ học chữ cái trên thiết bị di động

SỬ DỤNG UNITY3D XÂY DỰNG ỨNG DỤNG HỌC CHỮ CÁI Niên khóa: 2012-2016 VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGH NGHỆ THÔNG TIN NGUYỄN DUY HẢI SỬ DỤNG NG UNITY3D – ENGINE GAME ĐA NỀN TẢNG NG XÂY D DỰNG ỨNG DỤNG NG GIÚP TR TRẺ HỌC CHỮ CÁI TRÊN THIẾT TB BỊ DI ĐỘNG Ngành/Chuyên ngành: Công nghệ Thông tin ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hà Nội – 2016 VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGH NGHỆ THÔNG TIN NGUYỄN DUY HẢI SỬ DỤNG NG UNITY3D – ENGINE GAME ĐA NỀN TẢNG NG XÂY D DỰNG ỨNG DỤNG NG GIÚP TR TRẺ HỌC CHỮ CÁI TRÊN THIẾT TB BỊ DI ĐỘNG Ngành/Chuyên ngành: Công nghệ Thông tin Giảng viên hướ ớng dẫn: PGS TS Đ Đặng Thành Phu ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hà Nội – 2016 VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠNG NGHỆ THÔNG TIN Độc lập - Tự – Hạnh phúc Hà Nội, ngày tháng năm 2016 NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên: Ngày sinh: Chuyên ngành: Lớp hành chỉnh: Nguyễn Duy Hải 10/10/1993 Công nghệ thơng tin 1210A02 Giới tính: Nam Nơi sinh: Hải Phịng Mã số: 12A10010019 TÊN ĐỀ TÀI Sử dụng Unity3D – Engine game đa tảng xây dựng ứng dụng giúp trẻ học chữ cho thiết bị di động NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Nhiệm vụ cụ thể đồ án tốt nghiệp: - Tìm hiểu nghiên cứu Engine game Unity3D Ứng dụng phát triển game - Phân tích hệ thơng thiết kế kiến trúc ứng dụng giúp trẻ học chữ thiết bị di động chạy hệ điều hành Android - Áp dụng công nghệ Game Engine, sử dụng Unity3D ngôn ngữ lập trình C# để xây dựng ứng dụng NGÀY GIAO NHIỆM VỤ :11/01/2016 NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : / / GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN :PGS.TS Đặng Thành Phu Ngày tháng năm 2016 KHOA CƠNG NGHỆ THƠNG TIN LỜI NĨI ĐẦU Để hồn thành đồ án “Sử dụng Unity3D – Engine game đa tảng xây dựng ứng dụng giúp trẻ học chữ cho thiết bị di động”, trước tiênem xin gửi lời cảm ơn đến tất thầy cô khoa Công nghệ Thông tin – Viện Đại học Mở Hà Nội tận tình tình dạy dỗ, truyền đạt kiến thức cho em bốn năm đại học vừa qua nhờ mà em có chút kiến thức kinh nghiệm cần thiết để thực đề tài Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS TS Đặng Thành Phu – giáo viên hướng dẫn, người trực tiếp giúp đỡ, hướng dẫn động viên em hoàn thành đồ án Trong trình thực đồ án, em học hỏi thêm nhiều kiến thức bổ ích, áp dụng kiến thức trang bị tìm hiểu thêm kiến thức để giải vấn đề cụ thể mà thực tiễn đặt Đây hành trang tốt cho bước đường em Mặc dù cố gắng nỗ lực để hoàn thành tốt đồ án kiến thức kinh nghiệm thân hạn chếvà thời gian thực đồ án tương đối ngắn nên đồ án cịn nhiều thiết sót, em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu từ thầy côvà đồng nghiệp để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC Trang Chương 1NỀN TẢNG CÔNG NGHỆ 1.1 Ngơn ngữ lập trình C# 1.1.1 Giới thiệu ngôn ngữ lập trình C# 1.1.2 C# Net Framework 1.1.3 Cấu trúc chương trình C# 1.1.4 Cú pháp 1.2 Tổng quan công nghệ Game Engine 14 1.2.1 Khái niệm 14 1.2.2 Muc đích 14 1.2.3 Lịch sử 15 1.2.4 Xu hướng 17 1.2.5 Một số Game Engine 18 1.3 Game Engine Unity3D 27 1.3.1 Giới thiệu Unity3D 27 1.3.2 Các khái niệm thành phần Unity3D 30 1.3.3 Kiến trúc engine Unity Android 37 1.3.4 Làm quen với môi trường Unity 40 Chương 2KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH HỆ THỐNG 46 2.1 Xây dựng ý tưởng 46 2.2 Phân tích hệ thống ứng dụng 48 2.2.1 Quy trình xử lý 48 2.2.2 Mô hình tiến trình nghiệp vụ 49 2.2.3 Sơ đồ phân rã chức 50 2.2.4 Biểu đồ DFD mức (mức đỉnh) 51 2.2.5 Biểu đồ DFD mức (mức đỉnh) 52 Chương 3THIẾT KẾ KIẾN TRÚC ỨNG DỤNG,MINIGAME VÀ GIAO DIỆN 55 3.1 Thiết kế giao diện Menu ứng dụng 55 3.1 Thiết kế giao diện Chữ 56 3.1 Thiết kế giao diện menu MiniGame 57 3.4 Thiết kế giao diện MiniGame Đoán chữ 58 3.5 Thiết kế giao diện MiniGame Phản xạ 60 3.6 Thiết kế giao diện MiniGame Điền chữ 62 Chương 4DEMO ỨNG DỤNG VÀ HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG 64 4.1 Menu ứng dụng 64 4.2 Học chữ 65 4.3 Menu Mini Game 66 4.4 Mini Game Đoán Chữ 67 4.5 Mini Game Phản Xạ 68 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 TÓM TẮT ĐỒ ÁN Họ tên: Nguyễn Duy Hải Chuyên ngành: Cơng nghệ Thơng tin Khóa: 12 Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Đặng Thành Phu Tên đề tài: Sử dụng Unity3D – Engine game đa tảng xây dựng ứng dụng giúp trẻ học chữ cho thiết bị di động Trong xu hướng phát triển ngành công nghệ thông tin, làm việc,học tập giải trí thiết bị di động ngày phát triển Tuy nhiên thời điểm tại, lĩnh vực để phát triển ứng dụng di động chưa nhiều nhu cầu sử dụng thiết bị di động để làm việc, học tập giải trí ngày cao Các nhà sản xuất thiết bị di động lớn chọn Android làm hệ điều hành chủ đạo, số lượng người dùng thiết bị ngày tăng dẫn đến nhu cầu lớn phát triển phần mềm Vì thế, lập trình ứng dụng Android hướng cho lập trình viên Cũng nước giới, Nhà nước ta coi nghiệp giáo dục, đào tạo quốc sách hàng đầu Các thành tựu Công nghệ thông tin mang lại động lực giúp có thêm phương tiện đáp ứng yêu cầu nghiệp đổi giáo dục – đào tạo Với cơng nghệ ngày hồn thiện phần cứng, giá thành ngày giảm đóng góp to lớn lĩnh vực phần mềm việc đưa máy tính, điện thoại di động,… làm cơng cụ hỗ trợ cho công tác giảng dạy học tập xu hướng tất yếu Công nghệ thông tin với phương tiện phong phú, đa dạng cho phép mở phương pháp giảng học mới, hỗ trợ trình tư sáng tạo, khả xử lý văn bản, hình ảnh, âm thanh, truy cập, hỏi đáp, cập nhật, truyền bá nhanh chóng thơng tin Giáo dục nước ta có nhiều cố gắng việc sử dụng cơng nghệ thơng tin với nhiều hình thức đào tạo Tuy nhiên giáo án cho hình thức cịn nghèo nàn, hạn chế, đặc biệt lĩnh vực mở rộng khả tư duy, sáng tạo trẻ em Việc nghiên cứu tâm sinh lý, nhận thức trẻ em độ cịn nhỏ điều vơ cần thiết cho việc xây dựng chương trình giúp bậc phụ huynh tối ưu phát triển tư cho em với phương châm “chơi mà học, học mà chơi” Với suy nghĩ vậy, em đưa ý tưởng xây dựng ứng dụng điện thoại chạy hệ điều hành Android Unity3D – Engine game, cơng cụ lập trình game nhiều lập trình viên sử dụng để giúp trẻ học chữ cái, đỡ phần công sức bậc cha mẹ việc ni dạy Vì vậy, em chọn đề tài đồ án tốt nghiệp “Sử dụng Unity3D – Engine game đa tảng xây dựng ứng dụng giúp trẻ học chữ cho thiết bị di động” với nội dung: • Chương 1: Nền tảng cơng nghệ: Trong chương trình bày tảng cơng nghệ sử dụng đồ án,đó ngơn ngữ lập trình C#, cơng nghệ Engine Game, đặc biệt sâu vào Unity3D-một Engine game sử dụng đồ án • Chương 2: Khảo sát phân tích hệ thống: Từ việc xây dựng ý tưởng (kịch bản) đến xây dựng quy trình xử lý, mơ hình tiến trình nghiệp vụ, sơ đồ phân rã chức đến biểu đồ DFD mức trình bày chương • Chương 3: Thiết kế kiến trúc ứng dụng, mini game giao diện: Chi tiết thiết kế giao diện bước hoạt động hình ứng dụng, mini game • Chương 4: Demo ứng dụng hướng dẫn sử dụng: Qua cho thấy kết đề tài hướng dẫn cách sử dụng ứng dụng DANH MỤC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 Kiến trúc khung ứng dụng NET Hình 1.2 Cấu trúc chương trình C# Hình 1.3 Cú pháp chương trình C# 10 Hình 1.4 Các từ khóa C# 13 Hình 1.5 Unity 18 Hình 1.6 Corona SDK 19 Hình 1.7 GameSalad 20 Hình 1.8 Sprite Kit 21 Hình 1.9 Cocos2d-x 22 Hình 1.10 LibGDX 23 Hình 1.11 Andengine 25 Hình 1.12 Gideros 26 Hình 1.13 Các tảng Unity3D hỗ trợ 27 Hình 1.14 Thư mục Assets Windows Explorer 30 Hình 1.15 Thư mục Assets Unity 30 Hình 1.16 Các Scene Unity 31 Hình 1.17 Kéo tài nguyên vào Scene để sử dụng 32 Hình 1.18 Các Component GameObject 32 Hình 1.19 Sprite Unity 33 Hình 1.20 Cách tạo file script 34 Hình 1.21 Lập trình Unity C# Visual Studio 34 Hình 1.22 Một file script gắn vào đối tượng 35 Hình 1.23 Material Shader 36 Hình 1.24 Tổng quan kiến trúc Unity 37 Hình 1.25 Chu kỳ sống thành phần script 39 Hình 1.26 Giao diện mơi trường làm việc Unity 40 Hình 1.27 Cửa sổ Scene 42 Hình 1.28 Cửa sổ Hierarchy 42 Hình 1.29 Cửa sổ Inspector 43 Hình 1.30 Cửa sổ Game 43 Hình 1.31 Cửa sổ Project 44 Hình 1.32 Top bar Unity 45 Hình 2.1 Sơ đồ quy trinh xử lý 48 Hình 2.2 Mơ hình tiến trình nghiệp vụ 49 Hình 2.3 Sơ đồ phân rã chức 50 Hình 2.4 Biểu đồ DFD mức đỉnh 51 Hình 2.5 Biểu đồ DFD mức chức “Cài đặt” 52 Hình 2.6 Biểu đồ DFD mức chức “Học chữ cái” 53 Hình 2.7 Biểu đồ DFD mức chức “Mini Game” 54 Hình 3.1 Giao diện hình Menu ứng dụng 55 Hình 3.2 Biều đồ trình tự hoạt động Menu ứng dụng 55 Hình 3.3 Giao diện hình Chữ 56 Hình 3.4 Biều đồ trình tự hoạt động hình Chữ 56 Hình 3.5 Giao diện hình menu MiniGame 57 Hình 3.6 Biều đồ trình tự hoạt động hình menu MiniGame 57 Hình 3.7 Giao diện hình game Đốn chữ 58 Hình 3.8 Biều đồ trình tự hoạt động game Đoán chữ 59 Hình 3.9 Giao diện hình game Phản xạ 60 Hình 3.10 Biều đồ trình tự hoạt động game Phản xạ 61 Hình 3.11 Giao diện hình game Điền chữ 62 Hình 3.12 Biểu đồ trình tự hoạt động game Điền chữ 63 Hình 4.1 Màn hình demo Menu ứng dụng 64 57 3.1 Thiết kế giao diện menu MiniGame Hình 3.5 Giao diện hình menu MiniGame • Biểu đồ trình tự hoạt động Hình 3.6 Biều đồ trình tự hoạt động hình menu MiniGame 58 3.4 Thiết kế giao diện MiniGame Đốn chữ Tắt/bật nhạc Các hiển thị chữ ngẫu nhiên Home Phát âm lại chữ cần chọn Hình 3.7 Giao diện hình game Đốn chữ 59 • Biểu đồ trình tự hoạt động Hình 3.8 Biều đồ trình tự hoạt động game Đoán chữ 60 3.5 Thiết kế giao diện MiniGame Phản xạ Hình 3.9 Giao diện hình game Phản xạ 61 • Biểu đồ trình tự hoạt động Hình 3.10 Biều đồ trình tự hoạt động game Phản xạ 62 3.6 Thiết kế giao diện MiniGame Điền chữ Hình 3.11 Giao diện hình game Điền chữ 63 • Biểu đồ trình tự hoạt động Hình 3.12 Biểu đồ trình tự hoạt động game Điền chữ 64 Chương DEMO ỨNG NG D DỤNG VÀ HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG D 4.1 Menu ứng dụng ụng Màn hình Menu enu ứng dụng hiển thị chức chính: • Chữ cái: đđể vào hình học chữ tiếng Việệt • Trị chơi: ơi: vào hhình chọn mini game để chơi • Thốt: kh khỏi ứng dụng Bên cạnh th bật tắt nhạc ứng dụng ng ấn vào biểu tượng để tắắt, biểu tượng để bật Hình 4.1 Màn hình demo Menu ứng dụng 65 4.2 Học chữ Màn hình hiểnn th thị chữ bảng chữ cái, ấnn vào nút next để hiển thị chữ ữ ấn vào nút previous đểhiện thị chữ trước Hoặc Ho ấn vào ô để di chuyển đến chữ tương ứng ng Bật tắt nhạcc n cách ấn vào biểu tượng loa Nhấn vào biểu tư tượng để trở hình Menu ứng ng dụng d Hình 4.2 Màn hình demo chức ch học chữ (hình 1) Khi ấn vào mộtt chữ ch cái, âm phát âm chữ đư bật, đồng thời hiển thị hình ảnh nh vvề đồ dùng, vật dụng, vật quen thuộộc sống ngày có chữ vừa ấn Khi ấn vào hình ảảnh vừa hiện, âm phát âm hình ảnh bật, đồng thờii hiển hi thị lại chữ 66 Hình 4.3 Màn hình demo chức ch học chữ (hình 2) 4.3 Menu Mini Game Màn hình Menu Mini Game hiển thị lựa chọn để vào hình mini game: đốn chữ, phảnn xxạ điền chữ Bật tắt nhạc nềnn b cách ấn vào biểu tượng loa Trở menu ứng ng ddụng cách ấn vào biểu tượng Hình 44.4 Màn hình demo Menu Mini Game 67 4.4 Mini Game Đốn Ch Chữ Màn àn hình Mini Game Đốn Chữ hiển chữ ngẫẫu nhiên khác nhau, có mộtt ch chữ phát âm Phía ô chữ ữ tổng số điểm chơi được, c, m lần chọn tương ứng với điểểm Bật tắt nhạc nềnn bbằng cách ấn vào biểu tượng loa,ấnn vào bi biểu tượng home (ngôi nhà) để trở Menu Mini Game Để nghe lạii âm chữ ch mà Mini Game vừaa phát âm ta ấn vào biểu tượng Hình 4.55 Màn hình demo Mini Game Đốn Chữ Khi Mini Game phát ngẫu nhiên âm phát âm củủa chữ hiển thị àn hình bbốn chữ khác có m chữ phát âmthì nhiệm ệm vụ v bé chọn chữ ợc phát âm N Nếu chọn sai, Mini Game ssẽ có hiệu ứng thông báo bé chọnn sai chữ đúng, sau chuyểển sang chơi khác với chữ khác N Nếu bé chọn úng Mini Game có hiệu ứng thơng báo chọn bé s 68 thêm điểm sau chuyển sang chơi khác với chữ ữ ngẫu ng nhiên khác Hình 4.6 Màn hình demo Mini Game Đoán Chữ (chọnn sai) 4.5 Mini Game Phản ản X Xạ Màn hình Mini Game Ph Phản Xạ hiển ô chữ ngẫu u nhiên khác di chuyển dần từ phía hình xu xuống, có mộtt chữ ch phát âm Phía hình hi tổng số điểm chơi được, c, m lần chọn tương ứng với mộột điểm Bật tắt nhạc nềnn bbằng cách ấn vào biểu tượng loa,ấnn vào bi biểu tượng home (ngôi nhà) để trở Menu Mini Game Để nghe lạii âm ch chữ mà Mini Game vừa phátt âm ta ấn vào biểu tượng 69 Hình 4.7 Màn hình demo Mini Game Phản Xạ Khi Mini Game phát ngẫu nhiên âm phát âm chữ hiển thị hình bốn chữ khác di chuyển dần từ phía hình xuống có chữ phát âmthì nhiệm vụ bé phải chọn chữ phát âm trước chữ xuống hết hình Nếu chọn sai chưa chọn kịp chữ đúng, Mini Game có hiệu ứng thông báo bé chọn sai/chưa chọn được, sau chuyển sang chơi khác với chữ khác Nếu bé chọn Mini Game có hiệu ứng thông báo chọn bé thêm điểm sau chuyển sang chơi khác với chữ ngẫu nhiên khác Hình 4.8 Màn hình demo Mini Game Phản Xạ (chọn sai) 70 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Đánh giá Với yêu cầu đề tài đồ án xây dựng mục tiêu cốt lõi cho việc cung cấp ứng dụng giúp phát triển trí tuệ cho trẻ nhỏ giai đoạn từ đến tuổi Đồ án đạt kết sau: • Hoạt đông tốt thiết bị chạy hệ điều hành (HĐH) Android • Tương thích với nhiều kích cỡ hình thiết bị chạyHĐH Android khác • Giao diện bắt mắt • Dễ sử dụng: trẻ dễ dàng sử dụng ứng dụng chơi game, ứng dụng thiết kế theo lối đơn giản, khơng phức tạp khó hiểu Tuy nhiên mặt giới hạn thời gian thực đồ án mặt khác hạn chế kiến thức nên tránh khỏi sai sót, hạn chế cụ thể là: • Kịch hấp dẫn • Ứng dụng có dung lượng cao chưa tối ưu • Chưa đáp ứng hồn tồn u cầu mong muốn Hướng phát triển - Nghiên cứu phát triển thêm kịch việc học chữ MiniGame hấp dẫn để giúp trẻ vừa học vừa chơi có hiệu - Phát triển thêm đồ họa nội dung - Tối ưu ứng dụng giúp giảm dung lượng hoạt động mượt - Tích hợp quảng cáo đưa lên kho ứng dụng 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Phạm Cơng Hịa, Ngơn ngữ lập trình hướng kiện Tài liệu lưu hành nội - Khoa CNTT – Viện Đại học Mở Hà Nội, 2009 [2] Dương Văn Minh, Đồ án: Nghiên cứu engine game di động đa tảng cocos2d-x ứng dụng vào làm game H-Bird 246 hệ điều hành Android, đồ án tốt nghiệp 2014 – Khoa Khoa CNTT, Viện Đại học Mở Hà Nội [3 ] Lê Thị Kiều Oanh, Đồ án: Nghiên cứu công nghệ game engine xây dựng trò chơi Android, đồ án tốt nghiệp 2015 – Khoa Khoa CNTT, Viện Đại học Mở Hà Nội [5] https://vi.wikipedia.org/wiki/Game_engine [6] http://unityviet.com/ Tiếng Anh [1] Ben Tristem, Unity Game Development in 24 Hours, Sams Teach Yourself (2nd Edition) Sams Publishing, 2015 [2] Terry Norton,Learning C# by Developing Games with Unity 3D Beginner's Guide Packt Publishing, 2013 [3] http://docs.unity3d.com/ [4] http://stackoverflow.com/ ... tài: Sử dụng Unity3D – Engine game đa tảng xây dựng ứng dụng giúp trẻ học chữ cho thiết bị di động Trong xu hướng phát triển ngành công nghệ thông tin, làm việc ,học tập giải trí thiết bị di động. .. nghiệp ? ?Sử dụng Unity3D – Engine game đa tảng xây dựng ứng dụng giúp trẻ học chữ cho thiết bị di động? ?? với nội dung: • Chương 1: Nền tảng cơng nghệ: Trong chương trình bày tảng cơng nghệ sử dụng. ..VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGH NGHỆ THÔNG TIN NGUYỄN DUY HẢI SỬ DỤNG NG UNITY3D – ENGINE GAME ĐA NỀN TẢNG NG XÂY D DỰNG ỨNG DỤNG NG GIÚP TR TRẺ HỌC CHỮ CÁI TRÊN THIẾT TB BỊ DI ĐỘNG Ngành/Chuyên