Разработка приложения: футбольный симулятор

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования  Московской области

Международный  университет  природы,  общества и  человека  «Дубна»

 

Филиал Дмитровский  институт непрерывного образования

 

 

 

 

 

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

 

 

 

Тема «Разработка приложения футбольный симулятор»    

 

 

ФИО студента  Лужин Борис Владимирович______________________

Группа  809 Специальность  230105 “Программное обеспечение    вычислительной  техники и автоматизированных систем”   

 

 

Выпускающая ПЦК «Математики, естественно-научных дисциплин и  информационных технологий»        

 

 

 

Руководитель проекта __________________ /Вахромеев В.В.   /

 

 

Рецензент   __________________ /Живодерова В.В.          /

 

 

Дипломный проект допущен к защите  “19”        июня          2013 г.

 

 

Председатель  ПЦК  _________________ / С.Г. Богданов   /

 

 

 

 

 

 

 

г. Дмитров, 2013г.

Содержание

  Введение

В современном, стремительно развивающемся мире, информационные технологии стали неотъемлемой его частью. С каждым днем человеческий труд все больше автоматизируется роботами, терминалами и прочими технологиями.

Благодаря программистам мы можем связаться с любым человеком из любой точки мира, при помощи технологий Skype, RedCall и др. Эти люди придумали поисковые системы Google, Mail, Yandex. Они написали операционные системы семейств Windows и Unix, создали бесконечное множество игр и программ, упростив нашу жизнь настолько, что мы можем заказывать пищу, не вставая с рабочего места.

Многие люди любят проводить  свободное время за компьютерными играми, погружаясь в виртуальный мир с новыми возможностями. Существует множество различных жанров: аркады, стратегии, RPG(Role-playing game) в том числе и спортивные симуляторы: футбол, баскетбол, хоккей и др.

Темой своей дипломной работы я  выбрал реализацию футбольного симулятора, так как люблю этот вид спорта, а так же считаю его наиболее популярным.

В мои задачи входит:

• Создать интерфейс, реализующий передвижения игроков
• Написать логическую структуру игры (движение игроков, пас, удар)
• Реализовать атаку и защиту команд

Для реализации проекта я выбрал язык С++ и кроссплатформенную среду разработки Qt5.0.2 

1. Предварительный анализ

Уже многие годы лучшими играми в  жанре спортивных симуляторов считаются серии игр FIFA и PES. За счет прорыва компьютерной графики эти игры позволяют окунуться в мир футбольной тактики и стратегии, сыграть за звездные клубы, побыть успешными игроками и стать тренером любимой команды.

Рис.1.1 – Гемплей FIFA 13

Рис.1.2 – Гемплей PES 13

 

 

 

Сравнивая FIFA 13 и PES 2013, мы обнаружим следующие преимущества и недостатки:

FIFA 13	PES 2013
Возможность выбора команд из 27 футбольных лиг	Всего около 50 команд
Присутствует большой выбор  режимов игры	Реализован официальный турнир «Лига чемпионов»
Два варианта защиты: тактическая  и стандартная	Один вариант защиты
Атакующие игроки продумывают свои действия на два шага вперед	Атакующие игроки продумывают свои действия на два шага вперед
Упрощенный удар по воротам, позволяющий чаще попадать в створ.	Реалистичная модель удара и  движения сетки ворот от касания  мяча
Предусмотрена возможность игры через интернет

Таблица 1.1 – Сравнение возможностей FIFA 13 и PES 2013

Вывод:

В данном дипломном проекте реализуется  вариант логической структуры футбольного симулятора три на три (в команде 2 игрока и вратарь) с визуализацией перемещения игроков.

2. Основные проектные решения

1. Постановка задачи

Разработать приложение, которое реализует  логическую структуру футбольного  симулятора.

• создать визуальную картинку игры
• корректное отображение входных, выходных данных
• составить инструкцию пользователю

2. Требования к программе

1. Требования к функциональным характеристикам

Приложение обеспечивает возможность  выполнения следующих функций:

• Движение игроков
• Атака
• Защита
• Матрица для перемещения игроков
• Визуальная реализация игры
• Возможность ставки в начале игры
• Матч прекращается после пяти забитых либо пропущенных мячей

2. Требования к надежности

При закрытии программы пользователем вывести предупреждающее сообщение о выходе из программы.

 

 

 

 

 

3. Требования к составу технических средств

Для корректной работы программы  система должна работать на IBM-совместимых персональных компьютерах.

Минимальная конфигурация:

Процессор: Pentium III(1000 Mh) и выше;

ОЗУ: 32 Мб и выше;

ПЗУ: 10 Мб и выше.

4. Требования к программной совместимости

Система должна работать под управлением  операционных систем семейства Windows, реализующих Win32 API и Unix. Для запуска приложения потребуется программа Qt 5.0.2

3. Обоснование выбора среды разработки

Qt 5.0.2 - кросс-платформенный инструментарий разработки ПО на языке программирования C++. Есть также «привязки» ко многим другим языкам программирования: Python — PyQt, PySide; Ruby — QtRuby; Java — Qt Jambi; PHP — PHP-Qt и другие.

Позволяет запускать написанное с  его помощью ПО в большинстве  современных операционных систем путём  простой компиляции программы для каждой ОС без изменения исходного кода. Включает в себя все основные классы, которые могут потребоваться при разработке прикладного программного обеспечения, начиная от элементов графического интерфейса и заканчивая классами для работы с сетью, базами данных и XML. Qt является полностью объектно-ориентированным, легко расширяемым и поддерживающим технику компонентного программирования.

Отличительная особенность Qt от других библиотек — использование Meta Object Compiler (MOC) — предварительной системы обработки исходного кода (в общем-то, Qt — это библиотека не для чистого C++, а для его особого наречия, с которого и «переводит» MOC для последующей компиляции любым стандартным C++ компилятором). MOC позволяет во много раз увеличить мощь библиотек, вводя такие понятия, как слоты и сигналы. Кроме того, это позволяет сделать код более лаконичным. Утилита MOC ищет в заголовочных файлах на C++ описания классов, содержащие макрос Q_OBJECT, и создаёт дополнительный исходный файл на C++, содержащий метаобъектный код.

 

 

 

Qt позволяет создавать собственные  плагины и размещать их непосредственно  в панели визуального редактора.  Также существует возможность  расширения привычной функциональности  виджетов, связанной с размещением  их на экране, отображением, перерисовкой при изменении размеров окна.

4. Организация входных и выходных данных

1. Выходные данные

• Интерфейс, реализующий движение игроков
• Футбольное поле, в виде матрицы
• Счет игры
• Меню игры

5. Разработка пользовательского интерфейса

Пользовательские интерфейсы бывают двух видов:

Процедурно-ориентированные  интерфейсы:

• Обеспечивают пользователю функции, необходимые для выполнения задач;
• Акцент делается на задачи;
• Пиктограммы представляют приложения, окна или операции;
• Содержание папок и справочников отражается с помощью таблицы-списка.

Объектно-ориентированные  интерфейсы:

• Обеспечивает пользователю возможность взаимодействия с объектами;
• Акцент делается на входные данные и результаты;
• Пиктограммы представляют объекты;
• Папки и справочники являются визуальными контейнерами объектов.
• Включают в себя подвид т.н. прямого манипулирования.

 

 

 

Рис. 2.1 – Виды пользовательских интерфейсов.

В данном проекте использовано одноуровневое интерфейс-меню с пунктами:

• Начать игру
• Меню

1. Справка
2. Об авторе
3. Назад

6. Словесное описание алгоритма

1. Описание логики игры

• При запуске программы, на экране появляется окно главного меню, а за ним окно программы.
• В окне программы рисуются игроки, поле и сетка для передвижения игроков.
• Размер поля зависит от размера окна.
• Если растягивать окно, то поле будет искать оптимальный размер для пропорции два к одному.
• Если нажать кнопку «Начать игру» - окно главного меню закрывается и включается таймер.
• Каждую единицу времени, установленную таймером, картинка перерисовывается.
• Атаку начинает синяя команда, ее игроки движутся вперед, пока не достигнут конца поля, случайным образом смещаясь вверх или вниз по оси «у».
• Каждую единицу времени мяч получает координаты игрока, который им владеет.
• Игроки защищающейся команды начинают движение в сторону игроков атаки и пока они не находятся рядом с игроками атаки – перемещаются к координатам противника.
• Если рядом с атакующим игроком находится игрок защищающейся команды, то атакующий игрок пытается его обыграть, а защитник отнять у него мяч.
• Мяч отнимается в том случае если координаты по осям «х» и «у» совпадают у обоих игроков.
• Если рядом со вторым игроком атакующей команды рисуется второй защитник, то он пытается открыться для получения паса, а защитник пытается его закрыть.
• Если игрок с мячом входит в позицию, из которой можно пробить по воротам, то он решает либо бить, либо двигаться дальше.
• Если у игрока неудобный угол для удара, он отдает пас, второму игроку.
• Если игрок пробил по воротам, то либо мяч поймает вратарь и отдаст его игроку своей команды, либо игрок забьет гол.
• Если забит гол, то на табло к результату забившей команды прибавляется 1, и игроки устанавливаются в позицию после забитого мяча и атаку начинает пропустившая команда.
• Если игрок добегает до границ поля по оси «у» он начинает смещение к центу поля, продолжая двигаться вперед.
• Если игрок добегает до границ поля по оси «х» он отдает пас и начинает смещение в сторону от ворот.
• Если одна из команд забила пять мячей, то таймер останавливается, на экран выводится сообщение, с информацией о победившей команде и появляется окно с кнопкой выхода.

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Описание структуры классов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Тестирование

После написания программы, ее нужно протестировать. На рис. 2.7.1 изображено главное меню программы, которое появляется после ее запуска.

Рис.2.7.1. – Главное  меню программы

Если нажать на кнопку «Меню» появляется меню программы (Рис. 2.7.2) Здесь располагаются  кнопки: «Справка», «Об авторе», «Назад».

Рис.2.7.2 – Меню программы

Окно справки и окно об авторе изображены на Рис. 2.7.3 и Рис.2.7.4.

Рис.2.7.3 – Окно справки

Рис.2.7.4 – Окно информации об авторе

Вернувшись в главное меню, нажимается кнопка «Начать игру». На Рис.2.7.5 Продемонстрирован старт игры. Игроки находятся на изначальных позициях.

 

Рис.2.7.5 – Начало игры

На Рис.2.7.6 изображено как голкипер ловит мяч.

Рис.2.7.6 – Голкипер поймал мяч

На Рис.2.7.7 – Продемонстрировано как крассная команда забивает гол. Мяч оказывается в воротах позади голкипера. На табло красной команде прибавляется единица. Игроки устанавливаются в позиции после забитого мяча.

Рис.2.7.7 – Гол красной  команды

После того как одна из команд забивает пять мячей таймер останавливается  и на экране появляется окно с кнопкой выхода (Рис.2.7.8). Так же в заголовке окна пишется какая команда победила.

Рис.2.7.8. – Окно завершения программы

8. Руководство пользователя

1. Общие сведения о программном продукте

Программа реализует:

• Перемещение игроков
• Атаку
• Защиту
• Возможность паса
• Удары по воротам

 

2. Описание запуска

Программа запустится только при наличии  приложения Qt 5.0.2.

1. Скопировать с носителя папку Футбольный симулятор v.1.0
2. Запустить файл Футбольный симулятор v1.0.pro
3. В программе Qt 5.0.2 нажать кнопку запуска.