Fortgeschrittenen-Praktikum Entwicklung von Multiplayer-Spielen für Mobiltelefone Christoph Kaiser Andreas Singer Betreuer Dr. Albrecht Schmidt Richard

Fortgeschrittenen-Praktikum

Entwicklung von Multiplayer-Spielen für Mobiltelefone

Christoph Kaiser

Andreas Singer

BetreuerDr. Albrecht SchmidtRichard Atterer

LMU MünchenInstitut für InformatikLFE Medieninformatik

13.01.2005Entwicklung von Multiplayer-Spielen für Mobiltelefone

2

Agenda

1. Motivation2. Technologischer Überblick

3. Entwicklung von Mehrspieler-Anwendungen für mobile Endgeräte

4. Highlander

5. Zusammenfassung

6. Diskussion


3

1. Motivation

Mobiltelefone bilden für die Informatik eine zunehmend wichtige Plattform

Mobiltelefone wurden zu programmierbaren Allroundgeräten

Hohe Verbreitung und nahezu allgegenwärtige Verfügbarkeit

Unterhaltungsanwendungen um Zeit tot zu schlagen


4

Agenda

1. Motivation

2. Technologischer Überblick3. Entwicklung von Mehrspieler-Anwendungen

für mobile Endgeräte

4. Highlander

5. Zusammenfassung

6. Diskussion


5

2. Technologischer ÜberblickMobile Endgeräte

Betriebssysteme: Microsoft Windows Mobile Linux Palm OS SavaJe Symbian OS


6

2. Technologischer ÜberblickMobile Endgeräte

Symbian OS Historie: 1998: Gründung von Symbian 2000: Erster Einsatz in einem Mobiltelefon Gegenwart: Viele Lizenznehmer

Symbian OS Schlüsselcharakteristika: Offene Applikationsumgebung Multitasking Flexibles Benutzeroberflächen-Design


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2. Technologischer ÜberblickProgrammierung mobiler Endgeräte

C++ Für alle Symbian OS Plattformen außer FOMA Vorteile: Zugriff auf mehr Systemressourcen

als Java, hohe Ausführungsgeschwindigkeit Nachteil: Kompliziert und schwer für Anfänger Entwicklungswerkzeuge: MS Visual C++,

MetroWerks CodeWarrior, C++Builder, C++BuilderX


8

2. Technologischer ÜberblickProgrammierung mobiler Endgeräte

Java: Vorteil: schneller Einstieg Nachteile: langsam, Zugriffsmöglichkeiten,

optionale APIs Entwicklungswerkzeuge: JBuilder, Sun ONE

Studio, Eclipse


9

2. Technologischer ÜberblickBluetooth

Kurzstrecken Funktechnologie Bildung von dynamischen ad-hoc Netzen Reichweite ca. 10 m 2,4 GHZ ISM-Band (weltweit frei nutzbar) Störungssicher durch Frequency hopping Mehrere Datenkanäle (Sprache, Daten) Übertragungskapazität insgesamt ca. 1 MBit/s


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Bluetooth Protocol Stack


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L2CAP

Niedrigste, ansprechbare Ebene

Paketorientiert

Kleine Datenmengen, schnelle Antwortzeiten

Keine Datenflusskontrolle


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RFCOMM

Aufbauend auf L2CAP, höherer Overhead und deshalb langsamer

Streamorientiert

Datenflusskontrolle

Empfohlen für Series 60


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Agenda

1. Motivation

2. Technologischer Überblick


4. Highlander

5. Zusammenfassung

6. Diskussion


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3. Mehrspieler-AnwendungenKommunikationstechnologien im MIDP

HTTP (HTTPS ab MIDP 2.0) TCP (verbindungsorientiert u. verlässlich) UDP (verbindungslos, schnell, wichtig für

zeitkritische Anwendungen) Serielle Kabel- und Infrarotverbindungen Bluetooth (optional, geringe Verzögerungszeit,

Piconetze, sehr gut geeignet für Spiele) SMS und MMS (Kosten)


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3. Mehrspieler-AnwendungenMultiplayer-Spieltypen

Multiplayer-Einzelspiele

HTTP, TCP Rundenbasierte Spiele

TCP „Act Whenever“ Spiele

TCP/UDP, Bluetooh „Slow Update“ Spiele

HTTP


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3. Mehrspieler-AnwendungenFeatures für Multiplayerspiele

Dauerhafte Benutzerkonten Warteräume (Lobbies) Ranglisten/Statistiken (Highscore) Spielerchat Verzögerungsanzeige (Ping)


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3. Mehrspieler-AnwendungenCodeoptimierungstechniken

Code-Analysen mit dem Method-Profiler Kein unnötiger Code in Schleifen Vermeidung von Strings (oder als Konstante) Optimierung der Methoden

(Parameterzahl, Methodentyp, Vermeidung) Reduzierung von Arrayzugriffen Sparsame Klassen- und Objektverwendung Schnellere Berechnungsoperationen bevorzugen


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3. Mehrspieler-AnwendungenEmpfehlungen zu Bluetooth

Parallele Ausführung von Aktionen bringt keinen Gewinn

Nebenaktivitäten (Headsets, Datenübertragungen, ...) vermeiden

Zuverlässige Verbindung gewährleistet, keine eigene Fehlerbehandlung notwendig

Geeignete Protokoll- und Paketwahl Vermeidung des SNIFF-Modus Info-Meldung bei regulärem Beenden


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3. Mehrspieler-AnwendungenTraps und Probleme

Emulatoren ungenau und instabil Unbrauchbare Fehlermeldungen Häufige, geräteabhängige Fehler Performance-Probleme (z.B. mutable Images) Eingeschränkte mathematische Funktionalität Beschränkte Ressourcen- und Rechenleistung

Häufige Tests und Optimierungen


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Agenda

1. Motivation



4. Highlander5. Zusammenfassung

6. Diskussion


21

4. HighlanderSpielidee

Kampfspiel Primär für

Multiplayer Statistiken Punke- und

Rängesystem Computer-

gegner


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4. HighlanderImplementierung



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Bluetooth Verbindungsaufbau: Spieler selektiert Client/Server Rolle Server wechselt in Limited Dedicated Inquiry Access Code (LIAC) Server registriert Service und wartet auf Client Verbindung Client sucht nach allen verfügbaren Geräten im LIAC Mode Client sucht auf allen gefundenen Telefongeräten nach Service Client ermittelt zu allen gefundenen Services die Connection URL Client öffnet eine StreamConnection zum ausgewählten Server Server wird benachrichtigt und bekommt eine StreamConnection


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Kampf Allgemein


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BattleCanvas – Thread


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BattleLogic


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Multiplayer-Modus Läuft synchron ab Nur Aktionen werden übertragen

Computergegner Überprüft ob Schild bewegt werden muss Setzt zufallsgesteuert einen Tick aus Entscheidet ob Schild oder Schwert bewegt wird


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Computergegner

Zielberechnung


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4. HighlanderBenutzerstudie

FragebogenAngaben zur Person: Alter Erfahrung im Umgang mit Mobiltelefonen (Note 1-5) Bisherige Spielgewohnheiten


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FragebogenFragen zum Trainingsmodus: Konnte das Spiel gestartet werden Konnte der Trainingsmodus gestartet werden Wurde mehrere Male evtl. in verschiedenen Varianten (Revanche,

Neustart) gespielt? Hält der Spieler den Trainingsmodus für sinnvoll, bzw. würde er

es in bestimmten Situationen nutzen? Hat das Spielen im Trainingsmodus Spaß gemacht? (Note 1-5) Hat der Spieler allgemeine Verbesserungsvorschläge?


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FragebogenFragen zum Mehrspielermodus: Konnte eine Verbindung hergestellt werden Konnte der Mehrspielermodus gestartet werden Wurde mehrere Male evtl. in verschiedenen Varianten (Revanche,

Client/Server wechseln) gespielt? Hält der Spieler den Mehrspielermodus für sinnvoll, bzw. würde er

es in bestimmten Situationen nutzen? Hat das Spielen im Mehrspielermodus Spaß gemacht? (Note 1-5) Spezielle Verbesserungsvorschläge für Grafik, Sound, Interaktion,

Netzgeschwindigkeit oder andere


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Ergebnisse – Informationen zu den Testpersonen

Erfahrung in der Handybenutzung

0

10

20

30

40

50

1 2 3 4 5

Erfahrung (Schulnote)

Tei

lneh

mer

(%

)

Alter der Teilnehmer

0

20

40

60

80

14-16 21-27

Altersgruppen

Teiln

ehm

er (%

)


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Ergebnisse – Trainingsmodus Alle Aufgaben wurden geschafft, wobei 20% auf den

Moduswechsel mit der Taste 7 hingewiesen werden mussten Niemand hat die Instructions gelesen 70% würden den Trainingsmodus als Zeitvertreib nutzen 20% verließen beim Navigieren im Menü aus Versehen die

Applikation

Ergebnisse – Mehrspielermodus Alle Testpersonen würden den Mehrspielermodus wieder nutzen


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Ergebnisse – Interessante Zusammenhänge Spielspaß im Mehrspielermodus von 2,6 auf 1,7 verbessert Junge Spieler haben mehr Spaß am Spiel

Beurteilung des Spielspaßes

0

10

20

30

40

50

60

1 2 3 4 5

Spielspaß (Schulnote)

Teiln

ehm

er (

%)

Einzelspieler Modus

Mehrspieler Modus


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Ergebnisse – Verbesserungsvorschläge Mehr Abwechslung und Spieltiefe durch

zusätzliche Features (untersch. Spielfiguren, Waffen, Händler,...)

Moduswechsel Taste nicht für jeden bequem zu bedienen und nicht intuitiv auffindbar


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Agenda

1. Motivation



4. Highlander

5. Zusammenfassung6. Diskussion


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5. Zusammenfassung

Technologischer Überblick (Symbian OS, C++, Java, Bluetooth)

Einführung in die Entwicklung von Multiplayer-Spielen (Kommunikationstechnologien, Spieltypen, Spielfeatures, Codeoptimierungstechniken, Bluetooth Empfehlungen, Traps und Probleme)

Highlander (Spielidee, Implementierung, Benutzerstudie)


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Agenda

1. Motivation



4. Highlander

5. Zusammenfassung

6. Diskussion


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6. Diskussion

Fragen? Kritiken? Anmerkungen?


40

Ende

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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