Обучающая программа «Разработка 3D шахмат на Unity 3D»

 

ОГБПОУ

Смоленский политехнический техникум

Обучающая программа

Разработка 3D шахмат на Unity 3D

Руководитель проекта:

Исполнители: студенты группы 3-09-П

СМОЛЕНСК, 2017

Оглавление

Введение. 3

Разработка шахматной игры.. 3

Что такое Unity?. 3

Возможности Unity. 3

Скриптинг. 3

Рендринг. 3

О шахматах. 3

Реализация программы.. 3

Вывод. 3

Источники. 3

Введение

Образовательные учреждения, в процессе обучения и воспитания, создают условия для интеллектуального развития через активную познавательную деятельность. Поскольку обучение носит развивающий характер, то необходимо определить наиболее эффективные обучающие дидактические средства. Одним из таких средств могут быть шахматы, игра в которые несет серьезный развивающий потенциал.

Современная методология обучения указывает на важную роль шахмат в: формировании творческих качеств личности учащегося; развитии планирующей функции мышления, тренинга гибкости мышления; повышения уровня логического мышления учащихся, и тем самым их успехами в овладении учебными предметами; развитии интеллектуальных способностей; воспитании умственных способностей и памяти; формировании образного мышления.

В техникуме проводятся не только занятия по дисциплинам, но и учебно-воспитательная и проф. ориентационная работа, в рамках которой ежегодно проходит Неделя специальности 09.02.03 «Программирование в компьютерных системах».

Наиболее интересное мероприятие Недели - конкурс по электронным шахматам. Для этого конкурса мы разработали обучающую программу игры в шахматы. Программа способствует всестороннему развитию личности, развитию у учащихся пространственного и системного мышления, навыков стратегического планирования.

Цель проекта - создание обучающей программы для игры в шахматы. Для разработки проекта была использована среда UNITY 3D.

Разработка шахматной игры

Видеоигра реализована на языке программирования C#. Шахматные фигуры смоделированы в Autodesk 3D Max.

Для того чтобы отобразить шахматное поле, мы воспользовались векторным методом. Передвижение фигур реализовано через метод transform, при котором шахматная фигура является компонентом. Для того чтобы фигуры могли перемещаться по доске, к ним привязывались скрипты, описывающие движение объекта в 3D пространстве. Скрипты создавались вручную в Visual Studio. Кроме того, для игры было реализовано меню.

При разработке мы столкнулись с рядом трудностей, таких как: недостаточное знание языка программирования, отсутствие опыта работы с Unity и 3D редактором, сложность программирования алгоритма шахматной игры.

Что такое Unity?

Unity является кроссплатформенным игровым движком, встроенным в интегрированную среду разработки, созданную Unity Technologies. Она используется для разработки видеоигр, для веб-плагинов, настольных платформ, консолей и мобильных устройств. Среда Unity была представлена на Всемирной конференции разработчиков Apple 2005 г. Дэвидом Хелгасоном, Николаем Фрэнсисом, и Иоахимом Антэ.

Возможности Unity

В Unity можно:

- создавать 3D-объекты / сцены;

- импортировать объекты, созданные в пакетах 3D-моделирования;

- использовать сценарии для управления изменениями анимаций / сцены.

Unity3d имеет несложный Drag and Drop интерфейс, который можно освоить за месяц. Весь движок (от и до) только на английском языке. Русификации в Unity нет. Unity разбит на несколько окон: Hierarchy, где находятся названия всех объектов на сцене, которые можно группировать и легко переходить по ним, Scene, где можно рассмотреть определенную сцену под нужным вам ракурсом, Inspector, который поможет с настройкой выделенного объекта, Project, где видны все материалы проекта, Toolbar (или меню с инструментами).

Скриптинг

Сценарии игрового движка построены на Mono, реализации с открытым исходным кодом на платформе. NET Framework.

Программисты могут использовать:

- JavaScript

- C#

- С++

- Python

Рендринг

Unity поддерживает графические средства и форматы файлов из 3ds Max, Maya, Blender, Adobe Photoshop и других графических программ. Эти активы могут быть добавлены к проекту игры, и управлятся с помощью графического пользовательского интерфейса Unity.

О шахматах

Для демонстрации некоторых аспектов возможностей Unity мы разработали 3D шахматы.

На протяжении многих столетий игра в шахматы считалась элитным увлечением. Она требовала серьезной мыслительной деятельности. Именно из-за больших нагрузок, вызываемых напряжением ума, древняя игра и заслужила право быть всемирно признанным, развивающим личность, средством. С помощью этой игры у детей развиваются такие виды мыслительной деятельности как анализ и синтез.

Способность к анализу порождает наблюдательность, креативность, умение быстро находить решение; синтез помогает мыслить обобщенно, отделять главное от второстепенного, строить целостные представления о вещах. Обе эти операции служат основами логического и образного мышления, обеспечивают развитие воображения и эффективное запоминание. Шахматы служат также средством для развития определенных черт характера: настойчивость, усидчивость, способность к длительной концентрации внимания, воля к победе.

Целью обучения игре в шахматы является развитие личности, которая достигается за счет решения нескольких задач сразу:

1. Познавательную: расширяет кругозор, учит думать, запоминать, сравнивать, обобщать, предвидеть результаты своей деятельности. Развивает изобретательность и логическое мышление.

2. Воспитательную: вырабатывает целеустремленность, выдержку, волю, усидчивость. А также внимательность и собранность. Ребенок, обучающийся этой игре, становится самокритичнее, привыкает самостоятельно думать, принимать решения, бороться до конца, не унывать при неудачах.

3. Эстетическую: обогащает внутренний мир, развивает фантазию, учит радоваться красивым комбинациям.

4. Физическую: побуждает уделять время физкультуре, чтобы хватало сил и выносливости сидеть за шахматной доской.

5. Коррекционную: помогает гиперактивному человеку стать спокойнее, уравновешеннее, учит длительно сосредотачиваться на одном виде деятельности.

Обучение игре в шахматы должно основываться на основных гуманистических и дидактических принципах:

- сознательности и активности;

-последовательности, систематичности и концентричности расположения материала;

- постепенности и прогрессивности;

- индивидуально-дифференцированного подхода;

-взаимосвязи обучения и творчества как важного фактора формирования личности.

Реализация программы

Все модели шахматных фигур были созданы в 3D MAX.

- Король

Ходит на одно поле по вертикали, горизонтали или диагонали. Важнейшая фигура, поскольку невозможность защитить короля от атаки противника означает проигрыш партии.

- Ферзь

Ходит на любое число полей по вертикали, горизонтали или диагонали — сочетает в себе качества ладьи и слона. В общем случае сильнейшая фигура на шахматной доске.

- Слон

Ходит на любое число полей по диагонали. В силу геометрии шахматной доски, слон перемещается только по полям одного цвета. В зависимости от цвета полей диагоналей, по которым ходит эта фигура, слон называется белопольным или чернопольным. 

- Конь

Ходит русской буквой «Г» — сначала на два поля по вертикали и далее на одно поле по горизонтали или на два поля по горизонтали и на одно вертикали. Единственная фигура в современных шахматах, которая может «перепрыгивать» через свои фигуры или фигуры противника. 

- Ладья

Ходит на любое число полей по вертикали или горизонтали.

- Пешка

Ходит на одно поле по вертикали вперёд. Из исходного положения может также сделать первый ход на два поля вперёд. Бьёт на одно поле по диагонали вперёд. Единственная фигура в шахматах, у которой обычный ход и ход со взятием различаются.

Вывод

Одной из главных особенностей Unity, является мультиплатформенность, то есть одна игра, может работать как на IPad, так и на Windows. Из-за этой особенности Unity является популярным игровым движком в разработке видеоигр.

Шахматы были и остаются одной из лучших интеллектуальных игр. Эта игра является отличной «зарядкой» для мозга.

Применение данной программы способствует повышению интереса учащихся не только к изучению основ игры в шахматы, но и возможно будет стимулировать желание разработать аналогичную обучающую программу в какой-нибудь области науки.

Источники

1.  https://www.assetstore.unity3d.com/en/#!/content/39912 (дата обращения 15.02.17)

2.  https://www.assetstore.unity3d.com/en/#!/content/68969 (дата обращения 22.02.17)

3.  https://www.assetstore.unity3d.com/en/#!/content/2351 (дата обращения 29.02.17)

4.  https://unity3d.com/ru/get-unity (дата обращения 05.03.17)

5.  http://www.autodesk.com/education/free-software/3ds-max (дата обращения 11.03.17)

6.  https://ru.wikipedia.org/wiki/Шахматные_фигуры (дата обращения 18.03.17)

7.  http://ppt4web.ru/informatika/unity.html (дата обращения 22.03.17)

8.  http://journal.preemstvennost.ru/arkhiv/year-2015/50-nomer-8-04-2015/950-obuchenie-shakhmatam-kak-uslovie-lichnostnogo-razvitiya-rebenka (дата обращения 25.03.17)