Проектирование и реализация компьютерной игры

                Министерство образования и науки Украины

           Донецкий национальный технический университет

       Кафедра КСМ 
 
 

                                                Пояснительная записка

       На  курсовую работу по дисциплине

       «Объектно-ориентированное программирование»  

       Тема:  Проектирование и реализация компьютерной игры

                                                «Waka-Waka» 
 

   Разработала_________________________________ Вереитина Д.А

                                                               подпись, дата                           ст. гр. КЭМ-08

Руководитель  работы_________________________ Павлий В.А

                                                подпись, дата                              Михайлова Т.В 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                Донецк 2009

                                                         

                                              СОДЕРЖАНИЕ

       Введение

       1 Постановка задачи

       2 Объектно-ориентированный анализ и проектирование

       2.1 Объектно-ориентированный анализ

       2.2 Объектно-ориентированное проектирование

       2.2.1 Диаграммы классов

       2.2.2 Диаграммы объектов

       2.2.3 Диаграммы прецедентов

       2.2.4 Диаграммы состояний

       3 Рабочее проектирование

       3.1 Структуры данных приложения

       3.2 Разработка классов

       3.3 Тестирование работоспособности  системы классов

       3.4 Обоснование выбора структур  данных

       3.5 Обоснование выбора алгоритмов

       Выводы

       Перечень  ссылок

       Приложение  А. Техническое задание

       Приложение  Б. Описание программы

       Приложение В. Руководство программиста

       Приложение  Г. Руководство оператора

       Приложение  Д. Текст программы  
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ

       Темой данной курсовой работы является разработка и реализация компьютерной игры.

       Первые  примитивные компьютерные и видеоигры  были разработаны в 1950-х и 1960-х годах. Они работали на таких платформах, как осциллографы, университетские мейнфреймы и компьютеры EDSAC. Самой первой компьютерной игрой стал симулятор ракеты, созданный в 1942 году Томасом Голдсмитом Младшим и Истл Рей Менном.

       По  определению, которое сложилось  к данному моменту времени, компьютерная игра — компьютерная программа, служащая для организации игрового процесса, связи с партнёрами по игре, или сама выступающая в качестве партнёра.

       В рамках курса изучения языка процедурного и объектно-ориентированного программирования, данная задача является как развивающей  и интересной для программиста, так  наиболее требовательной к уровню владения принципами ООП, то есть методами наследования, полиморфизма, инкапсуляции и типизации.

       Разработанное приложение функционирует в среде  MS DOS, но имеет графический интерфейс диалога с пользователем, который был реализован с помощью соответствующих графических библиотек и функций. 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                 

                                    1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 

       Реализация игры в среде MS DOS на языке С++. Должно быть разработано объектно-ориентированное проектирование (с использованием UML) и программное обеспечение с использованием принципов ООП, с анимацией изображения экземпляра класса.

       Описание  игры:

       Данная  игра является 2d аркадой. В начале игры пользователь видит на экране заставку. Далее при нажатии клавиши «Enter» он переходит в пункты Меню, где выбирает необходимые для него операции в данный момент. В наличие Меню всего три пункта операций. Первый является      входом в игру. Второй описывает правила игры. Третий является выходом о информация о которых поясняется  ниже. Выбрав пункт Меню «New game» пользователь может начать игру, принцип которой состоит в следующем: главный персонаж игры «Waka-Waka», которым руководит пользователь, в процессе поедает различные объекты наподобие пищи, при этом набирая определенное количество калорий. То есть как только персонаж подходит близко к еде, он набирает калории .Эти объекты (пища) имеет разные цвета, каждому из которых  соответствует определенное количество калорий. Если объект«Waka-Waka»  в процессе питания съедает более 1000 калорий , то персонаж погибает от «ожирения».При этом на экране появляется сообщение о проигрыше. Однако, если персонаж успевает зайти в спорт зал, то все калории обнуляются и «Waka-Waka»  вновь может начать набор калорий.  
 
 
 
 
 
 

2 ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЙ АНАЛИЗ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ 

       2.1 Объектно-ориентированный анализ 

       В результате фазы анализа определяется, что должна делать система. В игре присутствуют 4 класса.

       Первый  класс – game. В этом классе созданы методы, с помощью которых происходит инициализация графического режима и прорисовка заставки, меню.

       Второй  класс – food. Предназначен для создания пищи, которую будет поедать персонаж. В этом классе созданы методы, реализующие инициализацию, прорисовку, удаления, изменение положения объкта. Класс food включает в себя такие свойства  как x,y-координаты центра объектов;dx,dy-радиусы объектов;point- количество очков,набранные при пересечении радиуса объекта waka waka и объектов класса food;val- переменная,которая хранит в себе набор цветов от1 до7.            

       Третий  класс – man. В этом классе созданы методы, с помощью который происходит прорисовка, перемещение, отслеживание положения главного персонажа. Класс man включает в себя такие свойства как x,y-координаты центра главного персонажа;dx,dy-радиусы главного персонажа; kkal-количество каллорий, набранные главным персонажем; direct-направление движение главного персонажа;arrow, arrow2-переменные,под которые выделяется память.

          Четвертый класс – sportzal. В данном классе реализован метод, который необходим для прорисовки спортзала. 

       2.2 Объектно-ориентированное проектирование

       UML— язык графического описания для объектного моделирования в области разработки программного обеспечения.

       В результате проектирования определяется, как система должна быть построена, чтобы выполнять то, что необходимо.

       Выполним  различные этапы процесса объектно-ориентированного проектирования для данной задачи. Для этого воспользуемся диаграммами UML.

           

             2.2.1 Диаграммы классов 

       Для реализации необходимых возможностей игры были созданы четыре класса, диаграммы которых, представлены на рисунке 2.1. 

       

       Рисунок 2.1. Диаграмма классов 

       2.2.2 Диаграммы объектов 

       В игре используется массив f[N] из 10 объектов класса food, объекты классов game, man, sportzal. Связь этих объектов представлена на рисунке 2.2. 

       

       Рисунок 2.2. Диаграмма объектов 

       2.2.3 Диаграммы прецедентов 

       UML предоставляет диаграммы прецедентов (или вариантов использования), чтобы сделать более легким процесс сбора требований. Диаграмма прецедентов моделирует взаимодействие между внешними клиентами системы и прецедентами системы. Каждый прецедент представляет собой определенную возможность, которую система обеспечивает клиенту. По стандарту UML каждый прецедент представляется овалом.

       На  рисунке 2.3 показана диаграмма прецедентов для системы меню, а на рисунке 2.4 – диаграмма прецедентов для системы игрового процесса. 

       

       Рисунок 2.3. Диаграмма прецедентов для системы меню

       Выбор пользователем пункта меню New game означает переход в основную часть программного кода  - игровой цикл. Выбор пользователем пункта меню About означает вход и возможность ознакомления с правилами игры. Выбор пользователем пункта меню Exit означает выход из меню. 

       

       Рисунок 2.4. Диаграмма прецедентов для системы перемещения персонажа

    Данная  диаграмма описывает принцип  перемещения главного персонажа.       А именно при нажатии пользователем  клавиши «Влево» персонаж перемещается влево, клавиши «Вправо»- вправо, «Вверх» - вверх, «Вниз»-  «вниз».Но если нажата клавиша «Есs»,то происходит процесс выхода из игры 
 
 
 

       2.2.4 Диаграммы состояний 

       Диаграммы состояний (statechart diagrams или state diagrams) дают способ выразить, как и при каких условиях объекты в системе меняют состояние.

       Диаграмма состояний меню представлены на рисунке 2.5 и диаграмма состояний игрового процесса на рисунке 2.6 
 

 

       Рисунок 2.5. Диаграмма состояний меню

Диаграмма описывается  следующим образом : при запуске  функции меню происходит прорисовка пунктов меню. Далее следует проверка- нажата ли какая либо кнопка на клавиатуре, если нет, то возвращаемся обратно в проверку, если да, то происходит переход к следующей проверке- нажата ли клавиша Enter, если да, то начинает своё действие один из пунктов меню, если нажата иная клавиша, то происходит процесс ожидания нажатия клавши – вверх или вниз, при этом переключаются пункты меню и происходит возврат в основной цикл.