Материалы всероссийской научно-технической конференции Автоматизир

ИГРАБЕЛЬНОСТЬ

Студент гр. ИСУГИ4-1М Н.В. Васенев

Научный руководитель - канд. техн. наук, доцент ИА. Шмидт Пермский национальный исследовательский политехнический университет

На сегодняшний день мир имеет приличную библиотеку игр, на­ считывающую тысячи экземпляров. И это только компьютерные иг­ ры. А если учесть мобильные и планшетные устройства, то счет дой­ дет до сотен тысяч. Каждая игра имеет свой жанр. Жанров не так много, порядка двадцати. Однако любой жанр, будь то пошаговая стратегия или сумасшедший шутер, исчисляется тысячами игр. Но лишь единицы из них становятся популярными. В таких играх могут быть средняя графика, неплохой звук и не самое лучшее управление, но уж в плане геймплея они должны быть превосходны.

О геймплее и играбельности слышали все, но немногие могут описать их на словах. Что такое качественный геймплей и хорошая играбельность? Как сделать так, чтобы игроку было интересно иг­ рать? Чем его увлечь? За какие ниточки нужно тянуть, чтобы он по­ грузился в мир игры?

Геймплей как часть играбельности. Играбельность определя­ ется тем, как легко и интересно играть в игру, как глубоко пользова­ тель вовлекается в игровой процесс, а также насколько популярна игра в мировом масштабе. Что такое геймплей? Казалось бы, для пони­ мания геймплея необходимо разложить его на составляющие элементы игры, включая графику, управление и прочее. Но так ли все просто? И делится ли он на составляющие? При таком подходе зачастую теряет­ ся смысл. Человек играет, чтобы получить удовольствие. И если ему было интересно играть, он его получил. Но как добиться такого резуль­ тата разработчикам? Если бы существовал простой ответ, все игры были бы успешными. Геймплей - это гармония звуков, сюжета, управления, динамики и в последнюю очередь графики. Именно гармония создает атмосферу, затаскивает игрока в другое измерение. Именно гармо­ ния, превращает все коды, звуки и текстуры в игру.

Всему свое время. Рассмотрим другую составляющую успеш­ ной игры - новшества. Нельзя стать удачливым разработчиком, если не следовать новшествам. Почему?

Ответ прост! Около 70 % доходов новой игры делается при ре­ лизе. Со временем человек привыкает к нововведениям и уже пере­ стает думать о них. А если не думает, значит, меньше играет.

У всех была такая ситуация: вам понравился трейлер к какому-то фильму и вы решили, что посмотрите его как только будет время. Но через месяц об этом фильме уже мало кто говорит. И вы благополуч­ но забываете про него. Вероятно, посмотрите его абсолютно случай­ но в Интернете. Это говорит о том, что мы более обращаем внимание на то, о чем все говорят. А говорят все всегда только о том, что поя­ вилось недавно, а не о том, чему двадцать лет.

Выходит, чтобы игра оставалась популярной, нужно постоянно обновлять ее, добавлять что-то новое, каждый раз, все время. Создать совершенно новую игру, аналогов которой нет, это пол-дела. Вот со­ хранить ее популярность - целая задача.

Существует немало игр, созданных, казалось бы, совсем без тради­ ционных правил. По каким-то невообразимым законам, которые до по­ явления игры никто бы не воспринял всерьез. Но выходит игра, и оказы­ вается, что новые правила всем нравятся. И вот уже сотни разработчиков штурмуют новый бастион, пародируя и переиначивая эти новые прави­ ла. На свет появляются десятки клонов. Выходят клоны клонов... Игроки радуются появлению нового жанра или направлению в жанре.

Однако психология игроков живет по стандартным законам. Иг­ рокам хочется нового, и вот уже разработчики и сценаристы снова трудятся день и ночь. Придумывают новую концепцию, изобретают новые правила и законы, стараются для того, чтобы играбельность была на уровне. Новая игра имела успех, потому что вышла в нужное время с нужной концепцией и геймплеем. И, может быть, даже пред­ ставлена в нужном месте (но это не точно).

Все гениальное просто. Все интересующиеся компьютерными иг­ рами знакомы со словом «казуальный». Игроки обсуждают оказуаливание игр, специалисты - рынок казуальных игр и вкусы казуальной аудитории. Казуалы - это обычные люди. В противовес тем, кто дни и ночи напролет проводит в игре. Назовем их игроманами. Для игроманов игра крайне важна, они готовы тратить на нее уйму времени и сил, получая удовольст­ вие от преодоления трудностей и соревнуясь с другими. Достигнуть слож­ ной цели, доказав, что ты играешь лучше других, это стиль игромана.

Для казуалов игра - это развлечение и отдых. Для них важно удо­ вольствие от процесса игры. Казуалы не видят смысла тратить время и силы на преодоление внутриигровых трудностей. Убьют они босса или нет, добудут редкие вещи или нет, пройдут игру полностью или нет - все это не имеет значения для казуалов. Если игра становится скучной, они просто прекращают играть. У них есть масса дел поважнее, поэто­ му они играют нерегулярно, не сидят в игре несколько часов. Они иг­ рают понемногу, отвлекаясь на более важные дела.

Казуалам и игроманам нужны разные игры. Казуалов на много порядков больше, и они готовы платить гораздо больше денег. Не просто потому, что обычных людей всегда больше, чем фанатов чеголибо. Подавляющее большинство игроманов - это школьники и сту­ денты, у которых много свободного времени. А большинство казуа­ лов - это взрослые люди, у которых масса более важных дел и увле­ чений, после которых просто не остается достаточно свободного времени и сил. Казуалы преодолевают трудности в реальной жизни, а в играх восстанавливают силы. И у них есть на это деньги. Поэтому почти все современные игры все сильнее подстраиваются под казуа­ лов - намного более многочисленную и платежеспособную аудито­ рию. Принцип проще-лучше зарекомендовал себя на примере таких популярных онлайн-игр, как WoT, WoW, LoL, а также мобильных игр Flappy Bird или Subway Surfer.

Пять советов, которые помогут начать:

1.Игра должна развивать минимум один навык: логика, реакция, социальные навыки, координация движений. Но если такой навык один, игра быстро становится скучной, а если их много или они пло­ хо сочетаются, то получается каша.

2.Игра должна обучать. Это значит, что сложность должна идти по нарастающей: больше монстров, сложнее задачки. Однако если

поднимать планку слишком быстро, игра станет непроходимой,

аесли медленно, - скучной.

3.Игра должна поощрять. Тут все ясно, это рекорды, которые нужно побить, развитие сюжета, новое оружие, новые возможности...

лишь бы поощрение не было слишком частым или слишком редким.

4. Игра не должна утомлять. Дело простое: короткие партии в настольных играх, смена настроения в ужасах, видеовставки в квестах и так далее.

5. Игра должна идти по правилам. Если нет правил, научиться ничему нельзя, нет и надежды на то, что те же исходные данные да­ дут те же последствия. Правила могут быть самыми необычными, но они должны сохраняться на протяжении всей игры.

Подводя черту. Какой вывод можно заключить? Само по себе соблюдение вышеперечисленных правил важно, но мало что гаран­ тирует. Можно сделать две разные игры, каждая из них будет по­ строена в строжайшем соответствии с этими пятью принципами. Но только одна из них будет интересной и захватывающей, за счет того, что вышла в нужный момент и в нужном месте, тем самым за­ пав в души игрокам. Выходит, чтобы игра была играбельной, разра­ ботчик должен угадать время, место и, разумеется, способ.

УНИВЕРСАЛЬНАЯ ЛОГИЧЕСКАЯ ЯЧЕЙКА FPGA

Аспирант Р.В. Вихорев

Научный руководитель - заслуженный изобретатель РФ, д-р техн. наук, профессор С.Ф. Тюрин

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Логическая ячейка (Logic Cell) ПЛИС FPGA, чаще называемая LUT (Look Up Table просмотровая таблица - таблица истинности), выполнена на основе мультиплексора, который строится в виде дерева из элементарных мультиплексоров 2-1 на базе передающих МОП-тран- зисторов, входы данных которого настраиваются так называемыми конфигурируемыми ячейками статической памяти SRAM [1]. Загружая в конфигурационную память SRAM значения таблицы истинности логической функции п переменных, можно реализовать любые функ­ ции, включая константы. Стандартное число входов (адресных входов ПЗУ), как правило, равно четырем, однако современные «продвину­ тые» ПЛИС имеют сложные, перестраиваемые LUT с числом входов 6,7, например [2-4]. Имеются сообщения о LUT с числом входов, рав­ ным 8. Однако такие логические элементы реализуют только одну ло­ гическую функцию от п переменных. В связи с этим для реализации т логических функций необходимо т LUT.

Логический элемент DC LUT. Предлагается LUT, реализую­ щий систему из т логических функций, - DC LUT, причем реализа­ ция дизъюнкций конституент обеспечивается структурами, анало­ гичными структурам межсоединениям. Предлагаемый DC LUT изо­ бражен на рис. 1.

VCC

Рис. 1. Логический элемент DC-LUT

Моделирование логического элемента для реализации сис­ тем логических функций с уточненной схемой блока дизъюнкций конституент логической функции. Выполним моделирование логи­ ческого элемента для реализации систем логических функций с уточ­ ненной схемой блока дизъюнкций конституент логической функции для п = 2 (см. рис. 1) в системе схемотехнического моделирования N1 Multisim 10 фирмы National Instruments Electronics Workbench Group.

На рис. 2 ключи XI, X2 моделируют переменные. На рис. 3 клю­ чи S1-S4 моделируют настройку Н.

Управление затворами транзисторов блока дизъюнкций осуще­ ствляется инверторами, установленными на выходах «развернутого», по отношению к классическому LUT, дерева транзисторов (рис. 4). Причем альтернативные цепочки при неактивации путей в дереве обеспечивают подачу логической единицы. На рис. 3 указана на­ стройка на реализацию функции «Исключающее ИЛИ» - горит све­ тодиод на выходе блока ИЛИ, так как переменные XI, Х2 имеют раз­ личное значение.

Рис. 4. Дерево транзисторов DC-LUT

Выполненное моделирование подтверждает работоспособность предлагаемого уточненного технического решения блока дизъюнк­ ций конституент DC LUT, подана заявка на выдачу патента.

Оценка эффективности логического элемента DC LUT. Срав­ ним по сложности L известное программируемое устройство - LUT L(n) и предложенное - DC LUT (Ldc). Сложность ЛЭ LUT FPGA, реализующего одну функцию, определяется выражением:

LLUTI, = 2Л+12я + 2 • 2",

(1)

где 2Л+1 - 2 + 2 = 2Л+1 - количество транзисторов в дереве передающих

транзисторов + два транзистора в выходном инверторе, 2Л - количе­

ство транзисторов в группе инверторов входных переменных, 2 • 2Лколичество транзисторов в группе инверторов, которые находятся на выходе настроечных входов.

Сложность предлагаемого DC LUT, реализующего т функций от п переменных, определяется выражением:

Ах: штл = 2 + 2п + п2 + m2 + 2т,

(2)

где 2л+1- 2 + 2 = 2л+1 - количество транзисторов в дереве передающих транзисторов + два транзистора в входном инверторе, 2п - количе­

ство транзисторов в группе инверторов входных переменных, 2 • 2Лколичество транзисторов в группе выходных инверторов, тТ + 2т -

количество транзисторов в т блоках вычисления функций, /г*2Л - количество транзисторов в блоках конституент нуля.

Таким образом, получаем выигрыш по формуле (3) на рис. 5: 5 (2п+| +2п+2-2п)т

2Л+1 +2п+п2" -¥ш2п +2т

Рис. 5. Сравнение сложности LUT и DC-LUT

Выводы. Таким образом, модифицирована структура предло­ женного логического элемента дешифратора DC LUT для реализации систем функций в ПЛИС типа FPGA, который основан на схеме в виде дерева передающих МОП-транзисторов. Уточняется структура блоков дизъюнкций конституент с учетом требования активирования только одного пути в схеме.

В измененной схеме сигналы с модифицированного дерева тран­ зисторов DC поступают на затворы МОП-транзистора блока дизъ­ юнкций, а настроечная информация из конфигурационной памяти поступает на стоки этих транзисторов.

Выполненное моделирование в системе схемотехнического мо­ делирования N1 Multisim 10 фирмы National Instruments Electronics Workbench Group подтверждает работоспособность предлагаемых новых решений.

Библиографический список

1.Цыбин С. Программируемая коммутация ПЛИС: взгляд из­ нутри [Электронный ресурс]. - URL: http://www.kit-e.ru/articles/ plis/2010_l l_56.php (дата обращения: 16.12.2014).

2.Самкова Е. Stratix IV против Virtex-5. Точка не поставлена [Электронный ресурс]. - URL: http://www.russianelectronics.ru/le^der- r/review/2189/doc/46576 (дата обращения: 16.01.2015).

3.Aria II GX. Altera [Электронный ресурс]. - URL: http://icgamma.ru/linecard/altera/arria2gx (дата обращения: 16.01.2015).

4.An Ultra-Low-Energy, Variation-Tolerant FPGA Architecture Us­ ing Component-Speci_c Mapping [Электронный ресурс]. - URL: http://thesis.library.caltech.edu/7226 (дата обращения: 11.11.2014).

5.Тюрин С.Ф. Логические элементы для реализации систем функций в ПЛИС FPGA // Проектирование и технология электрон­ ных средств. - 2013. - № 4. - С. 33-37.

6.Системная реализация логики в ПЛИС FPGA / С.Ф. Тюрин, А.Ю. Городилов, О.А. Громов, А.А. Сулейманов // Вестник Перм. ун-та. Сер. Математика. Механика. Информатика. - 2013. - № 4. - С. 85-90.

7. Дж. Д. Ульман. Вычислительные аспекты СБИС / пер. с англ. А.В. Неймана; под ред. П.П. Пархоменко. - М.: Радио

исвязь, 1990. - 480 с.

8.Tyurin S.F., Grekov A.V., Gromov О.A. The principle of recovery logic FPGA for critical applications by adapting (3). - P. 328-332. DOI: 10.5829/idosi.wasj .2013.26.03.13474

9.Tyurin S.F., Gromov O.A. A residual basis search algorithm of fault-tolerant programmable logic integrated circuits // Russian Electri­ cal Engineering. - 2013. - 84 (11). - P. 647-651. DOI: 10.3103/S1068371213110163

РАЗРАБОТКА ПОДСИСТЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ

ДЕЛОВЫХ ИГР: АВТОМАТНАЯ МОДЕЛЬ

Студенты гр. БИ-11-1 Д.Д. Кожевников, Н.В Красилич

Научный руководитель - канд. техн. наук, доцент О.Я Викентьева Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», Пермский филиал

Современные образование предполагает широкое внедрение ак­ тивных методов обучения с целью развития у обучаемого навыка самостоятельного принятия решений в реальных условиях. Одним из наиболее широко используемых способов активизации учебного про­ цесса являются деловые игры, которые воссоздают реальные ситуа­ ции, имеющие место в профессиональной деятельности. В процессе деловой игры студентам приходится на практике использовать полу­ ченные ранее знания и компетенции для решения задач, которые пе­ ред ними ставит деловая игра.

В 2013 г. было разработано определение, которое является на се­ годня одним из наиболее популярных в мире. «Ап Exploratory Taxon­ omy of Business Games» дает определение деловой игре как игре

вбизнес-среде, которая приводит к следующим результатам: обуче­ ние игроков бизнес-навыкам и/или оценка (качественная или количе­ ственная) способностей игроков [1]. Данное определение достаточно популярно за рубежом, однако в России обычно пользуются другими определениями.

Классическое определение деловой игры согласно Я.М. Бельчи­ кову и М.И. Бирштейн звучит следующим образом. Деловая игра - метод имитации принятия решений руководящих работников или специалистов в различных производственных ситуациях, осуществ­ ляемый по заданным правилам группой людей или человеком с ПК

вдиалоговом режиме, при наличии конфликтных ситуаций или ин­ формационной неопределенности [2].

Для реализации модели производственной и управленческой деятельности, предназначенной для отработки профессиональных

компетенций студентов, на кафедре информационных технологий

в бизнесе НИУ ВШЭ-Пермь был создан проект «Студия компетентностных деловых игр» (далее - СКДИ), который позволяет формиро­ вать и проверять компетенции, используя деловые игры, построенные на основе реальных бизнес-процессов.

Структурная схема СКДИ представляет собой набор взаимосвя­ занных подсистем, каждая из них имеет собственную зону ответст­

венности за тот или иной функционал.

Подсистема проектирования отвечает за подготовительный этап деловой игры. Используя описания реальных бизнес-процес­ сов, производственных стандартов и прочих исходных материа­ лов, данная подсистема должна предоставить следующим подсис­

темам сценарий деловой игры, описание правил, целей игры,

а также полный комплекс учебно-методических и контрольно­ измерительных материалов [3].

В подсистеме проектирования находится автоматная модель, ко­ торая отвечает за формирование логики выполнения и проведения деловой игры. Данная модель необходима для перехода от модели реального бизнес-процесса (унифицированного бизнес-процесса) к модели учебного бизнес-процесса (унифицированного учебного), а затем к алгоритму проведения деловой игры.

Автоматная модель отвечает за логику выполнения и прове­ дения деловой игры. Она позволяет впоследствии реализовать процесс принятия решений участниками деловой игры в подсис­ теме проведения.

Прежде чем рассмотреть автоматную модель и алгоритмы ее функционирования более подробно, необходимо обратиться к уже разработанным языкам описания унифицированных бизнес-про­ цессов (УБП) и унифицированных учебных бизнес-процессов (УУБП).

Язык описания унифицированного бизнес-процесса состоит из двух метамоделей: «Последовательность операций» и «Операция». Описание языка представлено в табл. 1.