Использование графических редакторов при создании компьютерных игр

Муниципальное образовательное учреждение

 средняя общеобразовательная школа №34

при создании компьютерных игр

Комсомольск–на–Амуре, 2023

Содержание

Введение

Мы выбрали эту тему, потому что нам интересна работа с компьютерной графикой, программами для создания игр, 3D печатью. Создавать новые проекты, редактировать уже созданные с учетом новых технологий и возможностей.

Игра - непременный спутник развития человечества. На стадии археокультуры игры выполняли чрезвычайно важные функции. Они использовались для социализации подрастающего поколения, для подготовки к коллективной охоте, для тренировки. Вместе с появлением компьютеров появились компьютерные игры, которые сразу же нашли массу поклонников.

Люди начали рисовать задолго до того, как научились писать. В Сиби­ри, в Кузнечном Алатау найден рисунок, возраст которого – 34 тысячи лет! С тех пор прошли многие тысячи лет, появились письменность и книгопечатание, человек овладел энергией атомного ядра и вышел в космическое пространство, а что изменилось в технике рисования? Стали лучше краски, кисти, появились перья, карандаши, фломастеры, но в принципе все осталось тем же самым, та же цепочка: глаз – рука – инструмент – изображение, те же требования к способностям художника.

Но вот появилась вычислительная техника. В начале 1960-х годов родилась новая область вычислитель­ной техники – интерактивная машинная графика (сегодня чаще называемая компьютерной), где компьютер используется уже не столько для обработки чисел, сколько для работы с графической информацией.

Сейчас, с появлением мощных персональных компьютеров, число людей, стремящихся реализовать себя в компьютерном искусстве, существенно увеличилось и продолжает расти огромными темпами. Ведь почти каждый пользователь компьютера когда-то пытался создать что-то красивое.

Цель данной работы: Исследовать возможности графического редактора IbisPaint X и его практическое применение при создании компьютерной игры. Выявить значение компьютерной графики в жизни человека. Исследовать значение компьютерная графика в дизайне. Проанализировать роль компьютерной графики в современном мире.

Задачи исследования:

Ознакомиться с основными понятиями компьютерной графики;

Ознакомиться с программами для создания компьютерных игр;

Изучить и провести анализ научной литературы по выбранной теме.

Актуальность работы:

В век информационной культуры, когда во все виды человеческой деятельности внедрены компьютерные технологии, язык искусства расширяет свои возможности средствами компьютерной графики. Активное внедрение новых технологий в искусство подтверждает актуальность данной работы. В художественной практике. Сейчас можно встретить произведения, выполненные средствами компьютерной графики. Эти произведения нуждаются в искусствоведческом анализе, что также подчеркивает актуальность темы. Также в XXI веке профессия Геймдизайнер является очень востребованная.

тЕОРЕТИЧЕСКАЯ часть

1. История развития компьютерной графики

Компьютерная графика в начальный период своего возникновения была далеко не столь эффектной, какой она стала в настоящие дни. Идея компьютерной графики не сразу была подхвачена, но ее возможности быстро росли, и постепенно она стала занимать одну из важнейших позиций в информационных технологиях.

Первой официально признанной попыткой использования дисплея для вывода изображения из ЭВМ явилось создание в Массачусетском технологическом университете машины Whirlwind-I в 1950 г. Таким образом, возникновение компьютерной графики можно отнести к 1950-м годам. Сам же термин "компьютерная графика" придумал в 1960 г. сотрудник компании Boeing У. Феттер.

Первое реальное применение компьютерной графики связывают с именем Дж. Уитни. Он занимался кинопроизводством в 50-60-х годах и впервые использовал компьютер для создания титров к кинофильму.

Следующим шагом в своем развитии компьютерная графика обязана Айвэну Сазерленду, который в 1961 г., еще будучи студентом, создал программу рисования, названную им Sketchpad (альбом для рисования). Программа использовала световое перо для рисования простейших фигур на экране. Полученные картинки можно было сохранять и восстанавливать. В этой программе был расширен круг основных графических примитивов, в частности, помимо линий и точек был введен прямоугольник, который задавался своими размерами и расположением.

Первоначально компьютерная графика была векторной, т.е. изображение формировалось из тонких линий. Эта особенность была связана с технической реализацией компьютерных дисплеев. В дальнейшем более

широкое применение получила растровая графика, основанная на представлении изображения на экране в виде матрицы однородных элементов (пикселей).

1.1. Компьютерная графика

Компьютерная графика - область информатики, изучающая методы и свойства обработки изображений с помощью программно-аппаратных средств.

Компьютерная графика прочно вошла в нашу жизнь. Компьютерная или машинная графика - это вполне самостоятельная область человеческой деятельности, со своими проблемами и спецификой. Компьютерная графика - это и новые эффективные технические средства для проектировщиков, конструкторов и исследователей, и программные системы и машинные языки, и новые научные, учебные дисциплины, родившиеся на базе синтеза таких наук как аналитическая, прикладная и начертательная геометрии, программирование для ПК, методы вычислительной математики и т.п. Машина наглядно изображает такие сложные геометрические объекты, которые раньше математики даже не пытались изобразить.

Само понятие «компьютерная графика» уже достаточно известно - это создание рисунков и чертежей с помощью компьютера. Интерактивная компьютерная графика - это так же использование компьютеров для подготовки и воспроизведения изображений, но при этом пользователь имеет возможность оперативно вносить изменения в изображение непосредственно в процессе его воспроизведения, т.е. предполагается возможность работы с графикой в режиме диалога в реальном масштабе времени. Интерактивная графика представляет собой важный раздел компьютерной графики, когда пользователь имеет возможность динамически управлять содержимым изображения, его формой, размером и цветом на поверхности дисплея с помощью интерактивных устройств управления.

1.2. Виды компьютерной графики

В зависимости от способа формирования изображений компьютерную графику подразделяют:
1.на двумерную (часто её называют 2D):
- растровая
- векторная
- фрактальная
2.трехмерную (3D)

Теперь подробнее, что представляет каждая из них.

Растровая графика, это набор точек (пикселей) различающихся по цвету, поэтому когда мы смотрим на огромное количество этих точек, создается впечатление цельной картинки. Чем больше точек, тем лучше, четче и красивее будет выглядеть картинка. Это с одной стороны, с другой же, пиксели являются главным минусом растровой графики. Ведь увеличивая растровую картинку, вместе с ней начнут увеличиваться и пиксели, они станут более заметными, в результате чего рисунок станет «рваным» и некрасивым.

Растровое изображение ближе к фотографии, оно позволяет более точно воспроизводить ее основные характеристики: освещенность, прозрачность и глубину резкости.

Какие существуют программы для работы с растровой графикой?
•Paint;
•StarOffice Image;
•Microsoft Photo Editor,
•Adobe Photoshop;
•Fractal Design Painter;
•Micrografx Picture Publisher.

Для чего она применяется?
1. Для обработки изображений, требующих высокой точности передачи оттенков цветов и плавного перетекания полутонов.
Например, для:
• ретуширования, реставрирования фотографий;
• создания и обработки фотомонтажа, коллажей;
• применения к изображениям различных спецэффектов;
2. Для получения изображения в растровом виде после сканирования.
3. Для художественного творчества путем использования различных спецэффектов.

Векторные картинки состоят из обычных примитивов (круг, прямая, квадрат), которые задаются математическими формулами. По-разному трансформируя эти примитивы, можно нарисовать любую картинку. Естественно, можно смело увеличивать и уменьшать картинку, не боясь за потерю качества. А почему? Потому что при масштабировании в математические формулы вносятся поправки по размеру картинки, что никак не влияет на качество.

Векторная графика экономна в плане дискового пространства, необходимого для хранения изображений: это связано с тем, что сохраняется не само изображение, а только некоторые основные данные, используя которые, программа всякий раз воссоздает изображение заново. Кроме того, описание цветовых характеристик почти не увеличивает размер файла.
У векторной графики есть свой главный минус. Векторные картинки получаются не такими насыщенными по цвету, как растровые. Цветовая составляющая в векторной графике значительно меньше, чем в растровой.

Программы для работы с векторной графикой:
• Star Office Draw;

• встроенный векторный редактор в MicrosoftWord;
• Corel Draw;
• Adobe Illustrator;

• Fractal Design Expression;

• Macromedia Freehand;

• Auto CAD.

Для чего она применяется?
1. Для создания вывесок, этикеток, логотипов, эмблем и прочих символьных изображений.
2. Для построения чертежей, диаграмм, графиков, схем.
3. Для рисованных изображений с четкими контурами, не обладающих большим спектром оттенков цветов.
4. Для моделирования объектов изображения.
5. Для создания 3-мерных изображений.

И последний тип это фрактальная графика. Что же вообще такое фрактал? Фрактал это математическая фигура обладающая свойствами самоподобия. То есть, фрактал составлен из некоторых частей, каждая из которых подобна всей фигуре. Проще говоря, один объект копируется несколько раз, в результате чего получается рисунок. Изображение строится по уравнению (или по системе уравнений), поэтому ничего, кроме формулы, хранить не надо. Изменив коэффициенты в уравнении, можно получить совершенно другую картину. Способность фрактальной графики моделировать образы живой природы вычислительным путем часто используют для автоматической генерации необычных иллюстраций.

Программы:
• Фрактальная вселенная 4.0;
• Fracplanet;

• TheFractory.
Этот вид графики применяют математики и художники.

Что же такое трехмерная графика и чем она отличается от двумерной? Вообще, в результате работы над трехмерным объектом в какой – либо программе, модель не получается объемной (т. е мы не можем разглядеть её со всех сторон), мы лишь получаем проекцию этой модели на плоскость. Другими словами, «получается объем на плоскости». Мы видим трехмерную картинку (да, мы воспринимаем объем окружающей среды и самой модели), но видим её только с одной стороны.

2. История РАЗВИТИЯ компьютерных игр

В далеком шестьдесят первом году двадцатого века в Массачусетском Технологическом (знаменитый MIT) на одном из мэйнфреймов впервые родилась компьютерная игра под названием SpaceWar. Знаменитая SpaceWar была весьма любопытна с технологической точки зрения: в те времена и на том компьютере еще не было привычных нам растровых графических дисплеев, только текстовые терминалы и, как вершина графических возможностей, векторные графические дисплеи, где электронный луч на каждом кадре не бегает по строкам, а прямо отрисовывает заданные программой контуры объектов.

Суть игры-прародительницы была весьма проста: два небольших кораблика летали по экрану и стреляли друг в друга снарядами. Так что первый в мире жанр – это, безусловно, аркада. Коммерсанты берутся за дело.

Самоназвание «аркада», между прочим, происходит от архитектурной детали, эдакого крытого коридорчика, где традиционно размещались игральные автоматы, которым предстояло родиться практически точно через десять лет после появления SpaceWar.

В 1971 году Нолан Башнелл (Nolan Bushnell) создал и начал продавать первую коммерческую аркадную игру: Computer Space. Дальше – менее эпохальные, но достаточно известные Odyssey, выпущенный Magnavox, и Tank от Kee.

Конец почти безраздельного властвования аркад закончился в середине семидесятых: группа разработчиков во главе с Вильямом Кроутером (William Crowther) разработала игру Adventure, первую текстовую «бродилку», положив начало жанру adventure game. Adventure работала на мэйнфреймах фирмы DEC (серии KA-10).

В 1976 году Башнелл продал Atari фирме Warner Communications за двадцать шесть миллионов долларов, и та ориентировала его на домашний рынок, нечто вроде современных приставок, но с единственной игрой.

В 1977 году фирма Apple начала продажи Apple II, в 1978 знаменитейшая игра Space Invaders родилась все в той же японской фирме Taito, а в 1979 разработчиками из Atari основана фирма Activision. Тогда же появилась Atari 800, где впервые был задействован восьмибитный процессор.

Индустрия в эти годы благополучно взяла крупный рубеж: больше одного миллиарда долларов (а если пересчитать эту цифру на современные доллары, получится около двух с половиной миллиардов). Продано было около 300000 приставок и игральных автоматов. Продаж уже больше шести миллиардов долларов, игры так и сыпались: Donkey Kong от Nintendo, Galaxian, Centipede, Tempest, сестричка Pac-Man'а по имени Ms.Pac-Man.

Компьютеры потихоньку становились все мощнее, игры все красивее, с 1987 на IBM PC стали появляться игры, похожие на сегодняшние, как раз тогда начал широко применяться видеоадаптер VGA, а потом и SVGA, и показ 256 цветов вместо 16 очень сильно поднял качество графики.

3. Типы компьютерных игр

3D Shooter (3D-шутеры, "бродилки") – название произошло от понятия 3D - 3 dimensions (три измерения) и shooter (англ. «стрелок»). Основной принцип состоит в изображении виртуального пространства и предметов посредством игровой программы, исполняемой на компьютере. При этом игрок может воздействовать на виртуальную игровую среду. Применяется для обозначения всех видов компьютерных игр, содержащих элементы боя в виртуальном трехмерном пространстве. В основном используется техника «шутер от первого лица» - при этом изображение на экране монитора компьютера имитирует вид из глаз игрока. С точки зрения организации игры различаются Singleplayer и Multiplayer - игра в одиночку против компьютера и игра с другими игроками. Примеры: Doom, Quake, Counter-Strike, Half-life, Unreal, Tomb Rider.

Arcade (аркада) – игры в которых игроку приходится действовать быстро, полагаясь в первую очередь на свои рефлексы и реакцию. Аркады характеризуются развитой системой бонусов: начисление очков, постепенно открываемые элементы игры и т.д. Термин «аркада» по отношению к компьютерным играм возник во времена игровых автоматов, которые устанавливались в торговых галереях (arcades). Игры на них были простыми в освоении (чтобы привлечь побольше играющих). В последствии эти игры перекочевали вигровые приставки и до сих являются основным жанром на них.

Simulation (симуляторы) – игра-симуляция. При помощи компьютера, как можно более полно, имитируется управление каким-либо сложным технической системы (например: боевым истребителем, автомобилем и т.д.). Примеры: серия Need for Speed, Descent III, Aviator.

Strategy (стратегии) – игра требующая выработки стратегии, например для победы в военной операции. Игрок управляет не одним персонажем, а целым подразделением, предприятием или даже вселенной. Различают: походовые или пошаговые стратегические игры (Turn-Based Strategy, TBS). Игроки поочерёдно делают ходы, и каждому игроку отводится неограниченное или ограниченное (в зависимости от типа и сложности игры) время на свой ход. Стратегические игры в реальном времени (Real Time Strategy, RTS). Все игроки выполняют свои действия одновременно, и ход времени не прерывается.

Примеры: WarCraft, StarCraft, Dune.

Sport (спортивные) – как и следует из названия - имитация какой-либо спортивной игры, например футбола. Примеры: FIFA, NBA, Tennis

Практическая часть

Первым этапом в нашей работе было создание персонажа для компьютерной игры. Для создания изображения мы использовали программу IbisPaint X, которая является растровым графическим редактором.

(Приложение 1)

Вторым этапом нашей работы было создание игры. Для этого мы использовали программу. Тип компьютерной игры – разновидность аркад. (Приложение 2)

Для наглядности мы распечатали наш персонаж на 3D принтере.

Третий этап - анкетирование среди учеников нашей школы.

Были заданы 4 вопроса, на которые были получены следующие ответы и по результатам построены диаграммы. Было проведено анкетирование среди 4 классов

Вопросы:

1)Знаете ли вы что такое графический дизайн? (да/нет)

2)Какие вы знаете жанры компьютерных игр? (свои варианты ответов)

3)В каких областях может использоваться графический дизайн? (свои варианты ответов)

4)Как часто вы играете в компьютерные игры?

а) менее часа

б) 3-4 часа

в) 5-6 часов

г) больше 7 часов

д) вообще не играю

(ПРИЛОЖЕНИЕ 3)

Заключение

Хотя компьютерная графика служит всего лишь инструментом, структура и методы основаны на передовых достижениях фундаментальных и прикладных наук: математики, физики, химии, биологии, статистики, программирования и многих других. Это замечание справедливо как для программных, так и аппаратных средств создания и обработки изображений на компьютере. Поэтому компьютерная графика является одной из наиболее развивающихся отраслей информатики.

Ознакомившись с различными графическими редакторами, их работой, возможностями, нюансами по рисованию можно сделать вывод, что графические редакторы интересны не только профессионалам, но и любителям. Они очень просты в использовании, не требуют больших математических, компьютерных знаний, языков программирования. Все виды компьютерной графики, могут быть применимы в различных областях: научной, деловой, художественной и т.д.

Без компьютерной графики не обходится ни одна современная программа. Работа над графикой занимает до 90% рабочего времени программистских коллективов, выпускающих программы массового применения. Современный человек стремится окружить себя массой красивых и полезных вещей, среди которых не последнее место занимает компьютерная графика. А с развитием компьютерных технологий компьютерная графика приобрела совершенно новый статус, поэтому сегодня компьютерная графика применима везде.

И такая профессия как геймдизайнер востребована в XXI веке. Так как Геймдизайнер — специалист, отвечающий за разработку правил и содержания игрового процесса создаваемой игры. Роль геймдизайнера аналогична роли постановщика задачи в обычном программировании и режиссёра в кино. Графический дизайн может применятся не только у разработчиков игр, но и у людей которые занимаются фото, дизайном помещений.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Область применения компьютерной графики. // Портал ДОТ URL: https://edusar.soiro.ru

2. Фрактальная графика // URL: http://esate.ru

3. Графический дизайн//Википедия URL: https://ru.wikipedia.org

4. Компьютерная графика//Википедия URL: https://ru.wikipedia.org

5. Эволюция пикселя: малоизвестные факты об истории компьютерной графики//3D NEWS URL: https://3dnews.ru

6. http://gebo-kolo.com/images/book/086.pdf - Бурлаков И.В. «Психология компьютерных игр»

7. http://www.tiflocomp.ru/games/archive/review/sound_role.php - Зелинский А.П. «Развивающая роль звуковых компьютерных игр»

8. http://rodionov.info/literature.sht - Родионов А. «Своя игра»

Приложение 1

Ш
аг 1: создать полотно размером с нужную нам текстуру

Ш
аг 2: вставить нужную нам текстуру в полотно

Ш
аг 3: создать новый слой и отрисовать новую текстуру

Ш аг 4: сохранить изображение с прозрачным фоном

Приложение 2

шаг 1: Открыть папку с игрой и найти в ней папку с нужными текстурами

шаг 2: Перенести нужный файл с текстурой в редактор и провести изменения в его виде

шаг 3: Вернуть файл с текстурой в папку игры и проверить его работоспособность

Приложение 3

Вопросы:

1)Знаете ли вы что такое графический дизайн?

2)Какие вы знаете жанры компьютерных игр?

3)В каких областях может использоваться графический дизайн?

4)Как часто вы играете в компьютерные игры?

а) менее часа

б) 3-4 часа

в) 5-6 часов

г) больше 7 часов

д) вообще не играю