Đồ án thiết kế và phát triển 2d platformer game với phong cách metroid vania

MỤC LỤC CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ PLATFORMER GAME 1.1 Khái niệm Platformer game 1.2 Một số game tiêu biểu 1.3 Một số phong cách thiết kế 1.3.1 Tuyến tính 1.3.2 Phi tuyến tính 1.3.3 Metroidvania Phân rã: Metroid Castlevania CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ THIẾT KẾ GAME 10 2.1 Khái niệm Thiết kế game (Game Design) 10 2.2 Mechanics-Dynamics-Aesthetics (MDA) Framework 10 2.2.1 Game Mechanics 10 2.2.2 Game Dynamics 11 2.2.3 Game Aesthetics 11 CHƯƠNG MÔ TẢ THIẾT KẾ SẢN PHẨM GAME 3.1 Tổng quan 11 11 3.1.1 Tên game: Cecilius 11 3.1.2 Bối cảnh 11 3.1.3 Tóm tắt cốt truyện 12 3.2 Các đối tượng tương tác game 12 3.2.1 Nhân vật 12 3.3 Phong cách đồ họa 14 3.4 Gameflow 16 3.5 Mockup hình giao diện 17 3.5.1 Splash screen 17 3.5.2 Main menu 18 3.6 Mechanics, Dynamics Aesthetics 19 3.6.1 Mechanics 19 3.6.2 Dynamics 21 3.6.3 Aesthetics 23 CHƯƠNG HIỆN THỰC HÓA 26 4.1 Quy trình làm việc 26 4.2 Các cơng cụ hỗ trợ 27 4.2.1 Quản lý: Notion 27 4.2.2 Quản lý source code: Git 29 4.2.3 Trao đổi: Messenger 29 4.3 Kiến trúc hệ thống cơng nghệ 4.3.1 Mơ hình Model-View-Controller 30 30 4.3.1.1 Ngun thể mơ hình MVC 30 4.3.1.2 Biến thể MVC – Passive View MVC 31 4.3.2 Service Locator 32 4.3.3 Unity Game Engine 33 4.3.3.1 Giới thiệu Unity Game Engine 33 4.3.3.2 Mơ hình Component-based Unity 36 4.3.3.3 Kết hợp MVC vào Unity 37 4.3.4 Tổ chức hệ thống cho game 39 4.4 Kế hoạch triển khai dự tính 40 4.5 Kết thu 42 4.5.1 Màn hình Menu 42 4.5.2 Màn hình cốt truyện 43 4.5.3 Màn hình gameplay 44 Thay đổi địa hình, thu phóng camera 44 Giải đố: mê cung (puzzle 1) 44 Giải đố: công tắc (puzzle 2) 46 Hố đen: thay đổi trọng lực 47 CHƯƠNG KẾT LUẬN 5.1 Đánh giá sản phẩm 48 48 5.1.1 Ưu điểm 48 5.1.2 Hạn chế 48 5.2 Hướng phát triển 48 5.2.1 Đồ án 48 5.2.2 Tương lai 49 NGUỒN THAM KHẢO 49 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Game Super Mario Bros Hình 1.2 Game Castlevania: Symphony of the Night Hình 1.3 Minh họa chế locks and keys game Hollow Knight 10 Hình 3.1 Bản phác thảo trạng thái đứng yên (idle) 14 Hình 3.2 Bản phối màu trạng thái đứng yên (idle) 16 Hình 3.3 Bản artwork nhân vật 16 Hình 3.4 Một phối cảnh vector cho gameplay 17 Hình 3.5.Một artwork theo phong cách digital 17 Hình 3.6 Gameflow 18 Hình 3.7 Mockup: hình chờ Menu 19 Hình 3.8 Mockup: hình Menu 20 Hình 3.9 Minh họa thử thách giải đố 22 Hình 3.10 Minh họa thử thách hố đen 22 Hình 3.11 Sơ đồ trạng thái cho diễn hoạt nhân vật 23 Hình 3.12 Tạo aesthetics từ yếu tố đồ họa cho gameplay 26 Hình 4.1 Quy trình làm việc nhóm 28 Hình 4.2 Tổ chức workspace Notion 29 Hình 4.3 Khu vực lưu trữ assets Notion 30 Hình 4.4 Game Super Mario Bros 30 Hình 4.5 Khu vực Task List 31 Hình 4.6 Mơ hình Supervising MVC 33 Hình 4.7 Mơ hình Passive View MVC 34 Hình 4.8 Service Locator Pattern 35 Hình 4.9 Giao diện Unity 36 Hình 4.10 Asset Store tích hợp trực tiếp bên engine 37 Hình 4.11 Giao diện quản lý projects Unity Hub 38 Hình 4.12 Giao diện thể component game object 39 Hình 4.13 Minh họa mơ hình AMVC 40 Hình 4.14 Sơ đồ lớp thể mơ hình AMVC 40 Hình 4.15 Cấu trúc đối tượng Unity 41 Hình 4.16 Màn hình chờ Menu 44 Hình 4.17 Màn hình hiển thị Menu 45 Hình 4.18 Một khung hình đoạn cutscene đầu game 45 Hình 4.19 Gameplay: thay đổi địa hình 46 Hình 4.20 Gameplay: tương tác với giải đố mê cung 47 Hình 4.21 Gameplay: hình giải đố 47 Hình 4.22 Gameplay: mở đường sau giải đố mê cung 47 Hình 4.23 Gameplay: giải đố cơng tắc 48 Hình 4.24 Gameplay: mở đường sau giải đố cơng tắc 48 Hình 4.25 Gameplay: hố đen hút nhân vật 49 Hình 4.26 Gameplay: vượt qua vực thẳm dài với dãy hố đen 49 CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ PLATFORMER GAME 1.1 Khái niệm Platformer game Từ lâu, khái niệm game nhập vai hay Role-Playing Game (RPG) khơng cịn xa lạ nhiều người RPG đồng thời đại diện cho nhiều dòng game nhỏ bên nó, RPG đóng vai trò yếu tố game thể loại cụ thể Platformer game số nhiều nhánh RPG game hành động có số quy luật như: ● Nhập vai vào nhân vật chính, có cốt truyện, bối cảnh xảy ● Thế giới platformer game thường chịu ảnh hưởng định luật vật lý như: trọng lực, va chạm cơ, … không đơn game dạng top-down (góc nhìn từ xuống) ● Nhân vật thường có kỹ nhảy, di chuyển, chạy, … mô lại thao tác đời thực Dùng chuyển động để vượt qua địa hình (platform) khác 1.2 Một số game tiêu biểu Nói đến platformer game từ xưa khơng thể khơng kể đến số game kinh điển Super Mario Bros quen thuộc hay Castlevania Thậm chí số platformer game cịn đóng vai trị đặt móng cho thể loại sau Với Mario, người chơi thấy rõ yếu tố vật lý đặt vào nhiều Việc chuyển động Mario trở nên phong phú có yếu tố gia tốc Ngồi hành động chạy Mario cịn có trường hợp quay đầu sang hướng ngược lại chạy (skid) Với hành động nhảy Mario cịn điều khiển độ cao cú nhảy Về yếu tố nhập vai có câu chuyện phía sau mà biết người chơi nhập vai vào Mario để vượt qua địa hình hiểm trở (platform) Hình 1.1 Game Super Mario Bros Một game tiêu biểu khác Castlevania thuộc dịng platformer game Tuy chuyển động đơn giản Mario phần thiết kế map chuỗi game Castlevania để lại dấu ấn lịch sử ngành game sinh dòng game gọi Metroidvania kết hợp với chế platformer game khác tên Super Metroid X: ● Super Metroid X mang đến chế locks and keys ● Castlevania mang đến phong cách thiết kế map interconnection Cơ chế locks and keys phong cách thiết kế map interconnection trình bày phần sau Hình 1.2 Game Castlevania: Symphony of the Night 1.3 Một số phong cách thiết kế Có nhiều phong cách thiết kế game thuộc thể loại platformer Phạm vi báo cáo trình bày vài phong cách thiết kế phổ biến tìm hiểu 1.3.1 Tuyến tính Một cách thiết kế cổ điển thiết kế game với cốt truyện có diễn biến đường thẳng có trình tự Người chơi đưa vào cốt truyện chơi để cốt truyện diễn biến theo trình tự ban đầu nhà phát triển đưa Một ví dụ game Mario có cốt truyện đơn giản Mario giải cứu công chúa Toadstool phải vượt qua thử thách đường Điều đặc biệt phiên Mario trước nằm việc thiết kế map để Mario từ trái sang phải để qua Điều thể rõ tính chất tuyến tính thiết kế 1.3.2 Phi tuyến tính Khác với cách thiết kế tuyến tính, thiết kế phi tuyến tính cốt truyện hay gameplay thường rẽ nhánh không ép người chơi vào đường thẳng định Chính tạo phong phú mặt trải nghiệm, đồng thời khó để triển khai 1.3.3 Metroidvania Metroidvania nhánh (sub-genre) thuộc dòng game phiêu lưu hành động 2D (2D action adventure), tập trung vào phi tuyến tính khả khám phá theo chế kỹ năng-chìa khố Sở dĩ Metroidvania gọi nhánh (sub-genre) thân tên danh từ ghép thể loại game khác là: Metroid Castlevania Metroid Castlevania chất lại games thuộc thể loại action adventure Tuy nhiên, có lối thiết kế đặc trưng ấn tượng nên thừa nhận dịng game học tập Phân rã: Metroid Castlevania Metroid hay với tên đầy đủ game làm nên dòng Metroid là: Super Metroid Yếu tố cốt lõi cách thiết kế dịng Metroid chế (mechanic) locks and keys map thiết kế để phục vụ cho chế Cơ chế locks and keys gồm yếu tố sau: ● Map Metroid 1994 tiết lộ trước cho người chơi số lối bị chặn lại cách (chướng ngại vật, vị trí q cao khơng nhảy tới được, khoá cửa, ) Đây gọi cửa ● Khi người chơi thời điểm tìm cách qua cửa, họ ngộ họ thiếu thứ như: kỹ năng, vật phẩm, Những thứ gọi chìa khố Ví dụ, game Hollow Knight, có số chỗ người chơi dù có cố gắng nhảy theo cách chạm bậc khoanh đỏ hình dưới: Hình 4.10 Asset Store tích hợp trực tiếp bên engine Về việc quản lý project thành phần khác, người dùng sử dụng Unity Hub để quản lý bao gồm: ● Quản lý project người dùng ● Quản lý phiên Editor Unity ● Quản lý giấy phép ● 36 Hình 4.11 Giao diện quản lý projects Unity Hub 4.3.3.2 Mơ hình Component-based Unity Như đề cập phần giới thiệu, Unity framework thiết kế theo hướng component-based nghĩa thứ bao bọc thành component ứng với MonoBehaviour file script Mọi thứ game loop hay cấu trúc tầng thấp Unity lo liệu, việc coding Unity trở thành việc tạo component ứng với file script lắp chúng vào game object Chính việc lắp ráp component cách độc lập, việc ta tái sử dụng code thực dễ dàng hơn: 37 Hình 4.12 Giao diện thể component game object 4.3.3.3 Kết hợp MVC vào Unity Kết hợp MVC vào Unity, biến thể đề xuất AMVC - Application MVC Về bản, mơ hình dựa sở MVC Tuy nhiên, có thêm thành phần Application Thành phần kết nối ba phần riêng biệt model, view controller lại với cung cấp cho chúng cách thức để giao tiếp dễ dàng thơng qua thuộc tính app Hình sau minh hoạ cho mơ hình AMVC: 38 Hình 4.13 Minh họa mơ hình AMVC Nhờ vào khái niệm Generic C# (hoặc template C++), ta xây dựng AMVC dễ dàng mang tính tổng quát Dưới sơ đồ lớp thể sơ lược mơ hình AMVC sử dụng khái niệm Generic: Hình 4.14 Sơ đồ lớp thể mơ hình AMVC 39 Mọi thứ nằm phạm vi AMVC có nguồn gốc Entity Entity cung cấp điểm truy cập đến Application (App) thông qua getter thuộc tính app Getter thuộc tính app sử dụng hàm Assert để tìm application phù hợp (application kiểu T, ví dụ T Gameplay Application) thơng qua AppManager Các class tầng cao Model, View hay Controller, đa hình thuộc tính app tuỳ vào kiểu App T cung cấp bên generic 4.3.4 Tổ chức hệ thống cho game Hệ thống giao tiếp game object game, đồng thời dùng để truyền tải data toàn cục thiết kế dựa hai mẫu design pattern Singleton Service Locator cấu trúc Unity sau: AppRoot - Service - Service - … - Service n Cụ thể, đối tượng mang tính chất tồn cục như: AudioManager, BgmController, SfxController tính Service gắn vào AppRoot (locator): Hình 4.15 Cấu trúc đối tượng Unity Đồng thời game object AppRoot trở thành Singleton Do đó, việc truy xuất Service cần gọi thơng qua AppRoot Ví dụ ta cần gọi SfxController để phát hiệu ứng âm thanh, ta gọi sau: 40 4.4 Kế hoạch triển khai dự tính Giai đoạn Thời gian Công việc Chuẩn bị 19/3 - 24/3 Hiếu + Bách: ● Họp lên kế hoạch triển khai design document ● Lên ý tưởng cho prototype ● Tìm hiểu khả thành viên nhóm Phác thảo 25/3 - 3/4 Hiếu: ● Thực prototype chức game ● Phác thảo cảnh gameplay (hình tĩnh) Bách: ● Tìm hiểu cấu trúc code project ● Phác thảo tạo hình diễn hoạt nhân vật ● Ghép phác thảo đồ họa vào prototype Lặp 3/4 - 18/4 Hiếu + Bách: họp bàn thiết kế thử thách cho game, cập nhật design document Bách: ● Dựng cảnh ghép art cho gameplay ● Lên màu cho diễn hoạt nhân vật ● Dựng camera 41 Hiếu: ● Đề xuất nháp thiết kế thử thách cho game ● Cải tiến chuyển động điều khiển nhân vật Cụ thể hóa thiết kế 22/4 - 1/5 Hiếu + Bách: cụ thể hóa cốt truyện mở đầu game, đặt tên game Bách: cập nhật design document Lặp 10/5 - 30/5 Hiếu + Bách: chốt thiết kế thử thách game Hiếu: bắt đầu triển khai thiết kế thử thách Bách: tạo cutscene, vẽ artwork cho cốt truyện mở đầu game Lặp 15/6 - 25/6 Bách: ● Dựng hình Menu, ghép flow hình ● Bổ sung, làm đẹp cho gameplay (hiệu ứng) Hiếu: ● Hoàn chỉnh chức câu đố, thử thách ● Thêm art cho đối tượng thử thách Kết thúc đồ án 26/6 - 28/6 Bách: tổng hợp document, lên cấu trúc viết báo cáo 42 4.5 Kết thu Phiên hoàn chỉnh gameplay gồm thử thách đề phần thiết kế hình tương ứng Ngồi ra, nhóm release thử tảng itch.io cho phép chơi trực tiếp web 4.5.1 Màn hình Menu Hình 4.16 Màn hình chờ Menu 43 Hình 4.17 Màn hình hiển thị Menu 4.5.2 Màn hình cốt truyện Hình 4.18 Một khung hình đoạn cutscene đầu game 44 4.5.3 Màn hình gameplay Thay đổi địa hình, thu phóng camera Hình 4.19 Gameplay: thay đổi địa hình Giải đố: mê cung (puzzle 1) 45 Hình 4.20 Gameplay: tương tác với giải đố mê cung Hình 4.21 Gameplay: hình giải đố Hình 4.22 Gameplay: mở đường sau giải đố mê cung 46 Giải đố: công tắc (puzzle 2) Hình 4.23 Gameplay: giải đố cơng tắc Hình 4.24 Gameplay: mở đường sau giải đố cơng tắc 47 Hố đen: thay đổi trọng lực Hình 4.25 Gameplay: hố đen hút nhân vật Hình 4.26 Gameplay: vượt qua vực thẳm dài với dãy hố đen 48 CHƯƠNG KẾT LUẬN 5.1 Đánh giá sản phẩm 5.1.1 Ưu điểm Về phần sản phẩm, nhóm tự đánh giá ưu điểm sau: ● Độ hoàn thiện chức tương đối cao phần đồ họa, âm phối cảnh ● Gameplay có kết hợp nhiều chế chơi khác ● Tạo cảm xúc cho người chơi không gian thông qua việc đầu tư âm hình ảnh ● Có thể cốt truyện qua cutscene Về phần kỹ thuật thực hóa: ● Có nghiên cứu kỹ thuật tổ chức code Unity sử dụng design pattern Service Locator mơ hình MVC ● Thống quy trình làm việc phù hợp cho hai người ● Có tổ chức quản lý tasks theo dõi tiến độ 5.1.2 Hạn chế Về phần sản phẩm, nhóm tự thấy cịn có số hạn chế sau: ● Nội dung game hạn chế, chưa đủ nhiều dự định ban đầu ● Chưa áp dụng tính chất thiết kế map thể loại metroidvania ● Còn số bugs ảnh hưởng đến trải nghiệm người chơi Về phần kỹ thuật thực hóa: ● Chưa áp dụng triệt để mơ hình MVC ● Ước lượng thời gian chưa hiệu ● Tối ưu hiệu suất chưa triệt để 5.2 Hướng phát triển 5.2.1 Đồ án Trong tương lai gần, game mở rộng nội dung gameplay đầy đủ với dự tính ban đầu: ● Map có zones ứng với phần cốt truyện 49 ● Có thêm nhiều chế ● Cố gắng đưa thiết kế map theo phong cách metroidvania ● Bổ sung đoạn escape run (đuổi bắt) ● Tối ưu hiệu suất game 5.2.2 Tương lai Triển khai hoàn thiện chi tiết, tinh chỉnh cho game hoàn chỉnh yếu tố cần thiết game như: ● Map: hiển thị địa hình map Zone ● Cơ chế locks and keys thiết kế hiệu ● Kết hợp thêm kỹ thuật diễn hoạt cho nhân vật uyển chuyển Nếu có điều kiện, nhóm thử việc phát hành game tảng game PC như: Steam hay itch.io tích hợp API thu liệu người dùng để có phân tích xác cho việc tối ưu trải nghiệm chơi game NGUỒN THAM KHẢO [1] Wikipedia, MDA Framework https://en.wikipedia.org/wiki/MDA_framework [2] EDUARDO DIAS DA COSTA, Unity with MVC: How to Level Up Your Game Development https://www.toptal.com/unity-unity3d/unity-with-mvc-how-to-level-up-your-game-devel opment https://bitbucket.org/eduardo_costa/thelab-unity-mvc/overview [3] Robert Nystrom, Game Programming Patterns https://gameprogrammingpatterns.com/ 50 ... Một số phong cách thiết kế Có nhiều phong cách thiết kế game thuộc thể loại platformer Phạm vi báo cáo trình bày vài phong cách thiết kế phổ biến tìm hiểu 1.3.1 Tuyến tính Một cách thiết kế cổ... THIỆU VỀ PLATFORMER GAME 1.1 Khái niệm Platformer game 1.2 Một số game tiêu biểu 1.3 Một số phong cách thiết kế 1.3.1 Tuyến tính 1.3.2 Phi tuyến tính 1.3.3 Metroidvania Phân rã: Metroid Castlevania... phần thiết kế map chuỗi game Castlevania để lại dấu ấn lịch sử ngành game sinh dòng game gọi Metroidvania kết hợp với chế platformer game khác tên Super Metroid X: ● Super Metroid X mang đến chế