FOI Nastava - Platforme za razvoj računalnih igara

Sadržaj se učitava...

FOI Nastava

apps

mdi-login

Platforme za razvoj računalnih igara

Computer Game Development Platforms
2023/2024

4 ECTSa

Informacijski i poslovni sustavi 1.2 (IPS)

Katedra za teorijske i primijenjene osnove informacijskih znanosti

6. semestar

Osnovne informacijemdi-information-variant

Izvođači nastavemdi-account-group

Nastavni plan i programmdi-clipboard-text-outline

Model praćenjamdi-human-male-board

Ispitni rokovimdi-clipboard-check-outline

Rasporedmdi-calendar-clock

Konzultacijemdi-account-voice

Izvođenje kolegija

Studij	Studijski program	Semestar	Obavezan
Informacijski i poslovni sustavi 1.2 (IPS)	Analiza i dizajn poslovnih sustava	6	izborni
Informacijski i poslovni sustavi 1.2 (IPS)	Umjetna inteligencija u poslovanju	6	izborni
Informacijski i poslovni sustavi 1.2 (IPS)	Umreženi sustavi i računalne igre	6	izborni
Informacijski i poslovni sustavi 1.2 (IPS)	Razvoj programskih sustava	6	izborni

Cilj kolegija

Upoznavanje studenata s problematikom razvoja platforme za razvoj računalnih igara (engl. game engine) s posebnim naglaskom na odabir infrastrukture potrebne za razvoj računalne igre. Upoznavanje s metodama integracije različitih tehnologija potrebnih za razvoj računalne igre od konvencionalnih do najsuvremenijih metoda temeljenih na metodama umjetne inteligencije.

Preduvjeti

Matematika 1 (IPS 1.2)
Informacijski i računalni sustavi (IPS 1.2)
Baze podataka 1 (IPS 1.2)
Programiranje 1 (IPS 1.2)
Programiranje 2 (IPS 1.2)

Norma kolegija

Predavanja

15 sati

Vježbe u praktikumu

30 sati

Nastavnik	Uloga na kolegiju	Oblik nastave	Tjedana	Sati	Grupa
Schatten Markus	Nositelj	Predavanja Vježbe u praktikumu	15 15	1 2	1 5
Okreša Đurić Bogdan	Suradnik	Vježbe u praktikumu	0	2	3

Sadržaj predavanja

Uvod u predmet i definiranje načina rada (1 sat)
Platforme za razvoj računalnih igara. Arhitekture platformi za razvoj računalnih igara. Osnovni elementi platformi za razvoj računalnih igara. Žanrovi računalnih igara i platforme za razvoj računalnih igara.
Elementi oblikovanja platforme računalnih igara (2 sata)
Stroj računalne igre. Razvoja okolina (engl. Integrated Development Environment – IDE). Sustav za verzioniranje programskog rješenja. Kolaborativni alati. Drugi pomoćni alati. Rad s ulaznim jedinicama. Rad s izlazim jedinicama. Mrežna infrastruktura. Podatkovna infrastruktura. Alati za rad s grafičkim, video i audio elementima igre. Ostali mediji računalne igre. Integracija sustava. Sažetak.
Mehanike u računalnim igrama (2 sata)
Mehanike u računalnim igrama. Odnos između mehanika i žanrova računalnih igara. Mehanike igranja na različitim platformama. Dizajn mehanika igranja. Algoritmi i mehanike igranja u dvodimenzionalnim igrama. Osnovne karakteristike dvodimenzionalnih igara. Tipični žanrovi dvodimenzionalnih igara. Primjeri mehanika igranja i algoritama u dvodimenzionalnim igrama. Algoritmi i mehanike igranja u trodimenzionalnim igrama. Osnovne karakteristike 3D igara. Tipični žanrovi 3D igara. Primjeri mehanika igranja i algoritama u 3D igrama.
Umjetna inteligencija u računalnim igrama. (2 sata)
Kratka povijest umjetne inteligencije u računalnim igrama. Zašto računalne igre za umjetnu inteligenciju. Zašto umjetna inteligencija za računalne igre. Reprezentacija svijeta. Korisnost. Učenje = Maksimizacija korisnosti (Reprezentacija svijeta). Ad-hoc pristupi. Konačni automati. Stabla ponašanja. UI temeljena na korisnosti. Drugi pristupi. Pretraživanje stabala. Evolutivno računalstvo. Nadzirano učenje. Podupirano učenje. Nenadzirano učenje. Hibridni algoritmi. Sažetak.
Igranje igara (2 sata)
Zašto koristiti UI za igranje igara. Igranje s ciljem pobjede u ulozi igrača. Igranje s ciljem pobjede u ulozi ne-igrača. Igranje s ciljem skupljanja iskustva u ulozi igrača. Igranje s ciljem skupljanja iskustva u ulozi ne-igrača. Oblikovanje UI algoritama za računalnu igru. Kako UI može igrati igru. Pristupi temeljeni na planiranju. Pristupi temeljeni na podupiranom učenju. Pristupi temeljeni na nadziranom učenju. Hibridni pristupi. Kakve igre može igrati UI. Igre na ploči. Igre karata. Klasične arkadne igre. Strategijske igre. Utrke. „Pucačine” i druge igre u prvom licu. Ozbiljne igre. Interaktivna fikcija. Druge igre. Sažetak.
Generiranje sadržaja (2 sata)
Zašto generirati sadržaj. Taksonomija. Taksonomija sadržaja. Taksonomija metoda. Taksonomija uloga. Kako generirati sadržaj. Metode temeljene na traženju. Metode temeljene na algoritmu rješavanja (engl. solver based). Metode temeljene na gramatikama. Stanični automati (engl. cellular automata). Šum i fraktali. Strojno učenje. Uloge generiranja sadržaja. Što je moguće generirati. Razine i mape. Vizualni efekti. Audio sadržaj. Priča. Pravila i mehanika igre. Igre. Evaluacija generatora sadržaja. Sažetak.
Virtualna i proširena stvarnost u računalnim igrama (engl. virtual and augmented reality) (2 sata)
Osnovni koncepti i karakteristike virtualne i proširene stvarnosti u računalnim igrama. Tipični žanrovi pogodni za igre virtualne stvarnosti. Tipični žanrovi pogodni za igre proširene stvarnosti. Sportske igre. Pregled mehanika pogodnih za vitualnu i proširenu stvarnost.
Integracija platforme za razvoj računalne igre (2 sata)
Povezivanje kompomenti platforme za razvoj računalnih igara. Skriptni jezici. Sučelja. Mrežna sučelja. Osnove podrške za mrežno igranje. Prijenos podataka preko mreže. Sinkronizacija događaja i animacija preko mreže. Servisi za podršku mrežnom igranju. Upravljanje procesima. Virtualizacija. Orkestracija. Sažetak.

Sadržaj seminara/vježbi

Vježbe u računalnim laboratorijima
Vježbe u računalnim laboratorijima prate sadržaj predavanja te služe kao priprema za izradu vlastitog projekta platforme za razvoj odabrane računalne igre. Na laboratorijskim vježbama koristit će se odgovarajući alati za razvoj računalnih igara i umjetne inteligencije.

Ishodi učenja kolegija

Primijeniti osnovne koncepte izrade računalnih igara (stvaranje vizualnih objekata, upravljanje ulaznim jedinicama, stvaranje animacije, programiranje interakcije s korisnikom, spremanje i učitavanje podataka, rad sa zvukom).
Usporediti algoritme koji se koriste u tipičnim žanrovima računalnih igara (akcijske igre, logičke igre, igre s riječima, igre za razonodu).
Kreirati i modificirati različite mehanike u računalnim igrama (nasumično generiranje objekata, kretanje objekata, pucanje, detekcija kolizije, kretanje kroz ograničeni prostor, generiranje nivoa).
Konstruirati prototipove igara različitih žanrova (akcija, avantura, trkača igra, igra iz prvog lica).
Kreirati vlastitu računalnu igru temeljenu na standardnim algoritmima.
Modelirati višedretvene programe.
Koristiti mrežne resurse u razvoju programa.
Predložiti rješenje arhitekture platforme za razvoj računalne igre (engl. game engine, game platform, game infrastructure)
Implementirati elemente umjetne inteligencije za razvoj računalne igre koristeći odgovarajuće metode i tehnike

Ishodi učenja programa

razumjeti stanje i trendove razvoja suvremenih informacijskih i komunikacijskih tehnologija (ICT), razumjeti njihov utjecaj na pojedinca, organizaciju i društvo te procijeniti njihovu primjenjivost u zadanom kontekstu
razumjeti i primijeniti ključne aspekte informacijske tehnologije (programiranje, algoritmi, strukture podataka, baze podataka i znanja
razumjeti i primijeniti suvremene tehničke koncepte i prakse u informacijskim tehnologijama (arhitektura računala, operacijski sustavi, mreže računala)
razumjeti i primijeniti matematičke metode, modele i tehnike primjerene rješavanju problema iz područja informacijskih i poslovnih sustava
razumjeti bitne čimbenike koji utječu na poslovanje organizacije i pojedinaca te primijeniti osnovne metode i koncepte planiranja, upravljanja i obračuna poslovanja
analizirati stanje, identificirati prilike i definirati probleme s kojima se susreću organizacije i pojedinci u primjeni ICT, te formulirati rješenja uz primjenu ICT
razumjeti osnovna vertikalna područja primjene ICT (industrija, zdravstvo, promet, turizam, država i sl.), te horizontalne aplikacije (uredski sustavi, DSS, CRM, ERP, DMS i sl.)
razumjeti i primijeniti suvremene metodološke pristupe razvoja organizacijskih i informacijskih sustava, te oblikovanja organizacije i organizacijske strukture
razumjeti suvremene organizacijske koncepte i upravljati organizacijskom kulturom
modelirati poslovne procese i podatke u organizacijama i primijeniti modele u razvoju informacijskih i poslovnih sustava
razumjeti i primijeniti metode, tehnike razvoja informacijskih i programskih sustava u suvremenim razvojnim okolinama
razumjeti i primijeniti procese, metode i tehnologije upravljanja IT uslugama i resursima te podrške i pružanja različitih vrsta usluga vezanih uz ICT
razumjeti i primijeniti etička načela, zakonsku regulativu i norme koje se primjenjuju u struci
razumjeti osnovna načela i metode upravljanja organizacijom i uspješno raditi u timu
uspješno komunicirati s klijentima, korisnicima i kolegama na verbalan i pisani način uz primjenu odgovarajuće terminologije uključujući i sposobnost komunikacije o struci na stranom jeziku
pratiti stručnu literaturu na hrvatskom i stranom jeziku, pripremiti i samostalno održati prezentacije na hrvatskom i stranom jeziku stručnoj i općoj publici, te kritičku evaluaciju prezentirane stručne teme
razumjeti i primijeniti vještine učenja potrebne za cjeloživotno učenje i nastavak obrazovanja na diplomskom studiju.
razumjeti i primijeniti osnovne principe planiranja i razvoja karijere u struci i vlastitih poduzetničkih poduhvata

Osnovna literatura

Georgios N. Yannakakis and Julian Togelius (2018) Artificial Intelligence and Games, Springer
Gregory, J. (2018). Game engine architecture. crc Press.
Okita, A. (2019). Learning C# Programming with Unity 3D, second edition. Routledge

Dopunska literatura

Čubrilo M. (1989) Matematička logika za ekspertne sustave, Informator, Zagreb.
Barrera, R., Sithu Kyaw, A., Naing Swe, T. (2018). Unity 2017 Game AI Programming - Third Edition: Leverage the power of Artificial Intelligence to program smart entities for your games. Packt Publishing Ltd.
DaGraca, M. (2017). Practical Game AI Programming: Unleash the power of Artificial Intelligence to your game. Packt Publishing Ltd.
Bennett, C., Sagmiller, D. V. (2014). Unity AI Programming Essentials. Packt Publishing Ltd.
Palacios, J. (2018). Unity 2018 Artificial Intelligence Cookbook. Packt Publishing Ltd.
Felicia, P. (2019). Unity from Zero to Proficiency (Beginner): A Step-by-step guide to coding your first game. Independently published.

Slični kolegiji

Redoviti studenti

Izvanredni studenti

izvanredni rok

Datum: 27.11.2024.

Vrijeme: 16:00

Opis: Na Fakultetu

izvanredni rok

Datum: 25.04.2025.

Vrijeme: 16:00

Opis: Na Fakultetu

U kalendaru ispod se nalaze konzultacije predmetnih nastavnika, no za detalje o konzultacijama možete provjeriti na profilu pojedinog predmetnog nastavnika.