Проектная работа учащихся 5а класса, представленная на школьной научно-практической конференции, март 2018г.
творческая работа учащихся по информатике и икт (5 класс)

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №40»

Творческая работа

«Простейшая 2D игра на «GameMaker 8.0»

Выполнили: Брейтор Дмитрий, Гаваев Ростислав – ученики 5А класса МОУ «СОШ№40»

Руководитель: Кулавский Иван Владимирович, учитель физики и информатики

Саранск 2018

Содержание

Введение

Дополнительные занятия у 5А класса в МОУ «СОШ№40» дали возможность на базе школы заниматься созданием различных проектов по информатике. В данном случае работа является простейшим результатом, который каждый из учеников может сделать.

Проблема: Можно ли создать на базе школьной компьютерной техники простейшую игру и апробировать ее на различных операционных системах.

Актуальность темы: В век информатизации и IT–технологий программисты ценятся на вес золота. А программисты с воображением и творческим потенциалом бесценны. Поэтому, подготовка таких кадров должна начинаться со школьного возраста.

Основная цель данного проекта: усвоение основ алгоритмизации, информатики, математики и применение их в практике.

Задачи:

1. Изучить основные материалы по темам: основы программирования, создание компьютерных игр.
2. Выбрать базовую платформу для создания игр.
3. Составить план создания игры, выбрать вид игры.
4. Определить основные инструменты для создания игр, подготовка шаблонов.
5. Создать простейшую игру с прохождением уровней.

Практическая значимость: Данная работа является примером привлечения школьников к техническому творчеству, также это подготовка будущих конструкторов, программистов, IT-специалистов.

Научный интерес заключается в том, что при выполнении данной работы получены теоретические знания по учебным предметам и практические навыки работы с различными программами и системными утилитами..

1. Основы алгоритмизации

1. Общие сведения о программировании

Решение задач на компьютере основано на понятии алгоритма. Алгоритм – это точное предписание, определяющее вычислительный процесс, ведущий от варьируемых начальных данных к исходному результату.

Алгоритм означает точное описание некоторого процесса, инструкцию по его выполнению. Разработка алгоритма является сложным и трудоемким процессом. Алгоритмизация – это техника разработки (составления) алгоритма для решения задач на ЭВМ.

Изобразительные средства для описания (представление) алгоритма

Для записи алгоритма решения задачи применяются следующие изобразительные способы их представления:

1. Словесно- формульное описание.
2. Блок-схема (схема графических символов).
3. Алгоритмические языки.
4. Операторные схемы.
5. Псевдокод.

Для записи алгоритма существует общая методика:

1. Каждый алгоритм должен иметь имя, которое раскрывает его смысл.
2. Необходимо обозначить начало и конец алгоритма.
3. Описать входные и выходные данные.
4. Указать команды, которые позволяют выполнять определенные действия над выделенными данными.

Общий вид алгоритма:

• название алгоритма;
• описание данных;
• начало;
• команды;
• конец.

Формульно-словесный способ записи алгоритма характеризуется тем, что описание осуществляется с помощью слов и формул. Содержание последовательности этапов выполнения алгоритмов записывается на естественном профессиональном языке предметной области в произвольной форме.

Графический способ описания алгоритма (блок - схема) получил самое широкое распространение. Для графического описания алгоритмов используются схемы алгоритмов или блочные символы (блоки), которые соединяются между собой линиями связи.

Каждый этап вычислительного процесса  представляется геометрическими фигурами (блоками). Они делятся на арифметические или вычислительные (прямоугольник), логические (ромб) и блоки ввода-вывода данных (параллелограмм).

Схемы алгоритмов:

Рис. 1.

Порядок выполнения этапов указывается стрелками, соединяющими блоки. Геометрические фигуры размещаются сверху вниз и слева на право. Нумерация блоков производится в порядке их размещения в схеме.

Алгоритмические языки  - это специальное средство, предназначенное для записи алгоритмов в аналитическом виде. Алгоритмические языки близки к математическим выражениям и к естественным языкам. Каждый алгоритмический язык имеет свой словарь. Алгоритм, записанный на алгоритмическом языке, выполняется по строгим правилам этого конкретного языка.

Операторные схемы алгоритмов. Суть этого способа описания алгоритма заключается в том, что каждый оператор обозначается буквой (например, А – арифметический оператор, Р – логический оператор и т.д.).

Операторы записываются слева направо в последовательности их выполнения, причем, каждый оператор имеет индекс, указывающий порядковый номер оператора. Алгоритм записывается в одну строку в виде последовательности операторов.

Псевдокод – система команд абстрактной машины. Этот способ записи алгоритма с помощью операторов близких к алгоритмическим языкам.

Принципы разработки алгоритмов и программ

Типы алгоритмических процессов

По структуре выполнения алгоритмы и программы делятся на три вида:

• линейные;
• ветвящиеся;
• циклические;

Линейные вычислительные процессы

Линейный алгоритм (линейная структура) – это такой алгоритм, в котором все действия выполняются последовательно друг за другом и только один раз. Схема представляет собой последовательность блоков, которые располагаются сверху вниз в порядке их выполнения. Первичные и промежуточные данные не оказывают влияния на направление процесса вычисления.

Алгоритмы разветвляющейся структуры

На практике часто встречаются задачи, в которых в зависимости от первоначальных условий или промежуточных результатов необходимо выполнить вычисления по одним или другим формулам.

Такие задачи можно описать с помощью алгоритмов разветвляющейся структуры. В таких алгоритмах выбор направления продолжения вычисления осуществляется по итогам проверки заданного условия. Ветвящиеся процессы описываются оператором IF (условие).

Рис. 2.

Циклические вычислительные процессы

Для решения многих задач характерно многократное повторение отдельных участков вычислений. Для решения таких задач применяются алгоритмы циклической структуры (циклические алгоритмы). Цикл – последовательность команд, которая повторяется до тех пор, пока не будет выполнено заданное условие. Циклическое описание многократно повторяемых процессов значительно снижает трудоемкость написания программ.

Существуют две схемы циклических вычислительных процессов.

 
Рис. 3.

Особенностью первой схемы является то, что проверка условия выхода из цикла проводится до выполнения тела цикла. В том случае, если условие выхода из цикла выполняется, то тело цикла не выполняется ни разу.

Особенностью второй  схемы является то, что цикл выполняется хоты бы один раз, так как первая проверка условия выхода из цикла осуществляется после того, как тело цикла выполнено.

Существуют циклы с известным числом повторений и итерационные циклы. При итерационном цикле выход из тела цикла, как правило, происходит при достижении заданной точности вычисления.

Языки программирования

Языки программирования – это искусственные языки записи алгоритмов для исполнения их на ЭВМ. Программирование (кодирование) - составление программы по заданному алгоритму.

Классификация языков программирования. В общем, языки программирования делятся на две группы: операторные и функциональные. К функциональным относятся ЛИСП, ПРОЛОГ и т.д.

Операторные языки делятся на процедурные и непроцедурные (Smalltalk, QBE). Процедурные делятся на машино - ориентированные и машино – независимые.

К машино – ориентированным языкам относятся: машинные языки, автокоды, языки символического кодирования, ассемблеры.

К машино – независимым языкам относятся:

1. Процедурно – ориентированные (Паскаль, Фортран и др.).
2. Проблемно – ориентированные (ЛИСП и др.).
3. Объектно-ориентированные (Си++, Visual Basic, Java и др.).

1.2 Программирование игр на различных платформах

Десять лучших, по мнению ресурса BytesWire, игровых движков для создания собственных игр.

• Unity 5. Лучший выбор для разработчика, позволяет создавать игры как 2D, так и 3D.
• Construct 2. Система для создания двумерных игр через простой интерфейс на базе HTML5. ...
• libGDX. ...
• LÖVE. ...
• MONKEY X. ...
• GDevApp. ...
• Angel 2D. ...
• GameMaker.

Свободные движки[править | править код]

• CheapHack (англ.) — более не разрабатываемый движок на основе TomazQuake
• Construct Classic — создание игр для Windows, больше не поддерживается разработчиками.
• Crystal Space — полный каркас для разработки 3D-приложений.
• DarkPlaces — графический движок, являющийся форком Quake engine.
• Delta3D— соединяет другие хорошо известные бесплатные проекты в простое API, изначально разрабатывался U.S. Navy.
• Exult (англ.) — свободная реинкарнация игрового движка Ultima VII
• FIFE (англ.) — свободный 2D ISO-движок, поддерживающий ресурсы (прим. переводчика: assets) Fallout 1 & 2
• Game Editor — кросплатформенный движок для создания двухмерных игр. Имеет встроенный скриптовый C-подобный язык.
• GZDoom — исходники игрового движка Doom, основанные на ZDoom.
• GemRB — свободная реализация Infinity Engine.
• INSTEAD — программа-интерпретатор для простых текстовых приключенческих игр.
• M.U.G.E.N — двухмерный движок для игр жанра файтинг (например, Mortal Kombat).
• Nebula Device — трехмерный игровой движок реального времени, разработанный немецкой студией игр Radon Labs.
• OGRE — открытый графический движок, являющийся конкурентом «Nebula Device».
• Ren'Py — бесплатный многоплатформенный движок, написанный на Python. Создан для визуальных романов (графических квестов с диалоговой системой) в 2D-графике.
• Stratagus — кроссплатформенный игровой движок для стратегических игр реального времени.
• URQ — популярный российский движок для создания игр в жанре Interactive Fiction.
• ZDoom — один из многих портов исходников Doom.

Эти движки доступны для свободного использования, но без исходного кода будут доступны под открытой лицензией. Многие из этих движков являются коммерческими:

• DX Studio — бесплатный игровой движок с полным инструментарием для разработки видеоигр. В обновленной до ПРО версии будут доступны дополнительные возможности.
• Game Maker — бесплатный игровой движок ориентирован как на начинающих, так и людей, которые не умеют программировать. Платное обновление открывает Прямую поддержку 3D, а также возможность запуска машинного кода.
• Stencyl — бесплатная версия позволяет создавать Flash-игры.
• Source engine SDK — для создания модификаций на движке Source, бесплатно распространяемый Valve через сеть Steam всем игрокам, купившим любую Source-игру от Valve. Одновременно с выпуском игры Alien Swarm Valve предоставила для загрузки SDK, включающий в себя собираемый исходный код. Он является бесплатным для всех пользователей Steam, в отличие от SDK для других игр на движке Source. Это позволяет тотальным конверсиям не зависеть от других игр Valve и быть бесплатными для всех.
• Unity 5.3.3p — мультиплатформенный игровой движок, не оформленный к определенному стилю игр Windows, Mac OS X и Linux. Бесплатная версия несколько ограничена по сравнению с PRO-версией. Поддерживает iOS, Android, Nintendo Wii, PlayStation 3, Playstation 4, Xbox 360 и Xbox One.
• Unreal Engine 4 / UDK — UE3 до сих пор считается самым популярным игровым движком верхнего уровня. Epic games выпустила бесплатную версию под названием UDK (двоичный релиз движка), которая позволяет использовать движок для создания некоммерческих игр и бесплатных приложений. Коммерческие также могут быть при определенных условиях.[2]
• CryEngine 3 SDK — CryEngine 3 — движок нового поколения, разработанный Crytek для создания игр Crysis 2, Crysis 3 и Warface.
• Blender Game Engine(BGE) — свободный игровой движок, который распространяется вместе с пакетом по 3D-моделированию Blender.
• Corona - бесплатный кроссплатформенный движок для создания 2D-игр и приложений от компании Corona Labs. Поддерживает iOS, Android, Windows, Mac OS, tvOS, Android TV и Fire OS. Поддерживает подключение нативных (iOS/Android) библиотек.

Проприетарные движки[править | править код]

2013 Oddity Engine 2 Движок от Oddity Interactive игра Tr-Zero

• Blitz3D — графический движок со своим языком программирования BlitzBasic.
• IMUSE — специально разработанный движок для синхронизации музыки с визуальными действиями.
• Hedgehog Engine — двух/трёхмерный движок для игр серии Sonic the Hedgehog (начиная с игры Sonic Unleashed).
• Odyssey Engine — использован для создания трехмерных ролевых игр, а также игры Star Wars: Knights of the Old Republic.
• OGRE — онлайновый движок для ролевых игр.
• Quasar — игровой объектно-ориентированный движок следующего поколения, разрабатываемый компанией Syide Technologies.
• Retribution Engine — Игровой движок для создания игр в стиле Экшн.
• Shark 3D — нечто среднее между Spinor для ПК, видеоиграми и трехмерными приложениями реального времени.
• Truevision3d — трехмерный игровой движок, использующий DirectX API.
• Unity (game engine) — современный кроссплатформенный игровой трехмерный движок. Скриптинг выполняется на языках C#, Javascript, Boo (диалект Python).
• Vicious Engine — игровой движок, портируемый под Microsoft Windows, Sony PlayStation 2, Microsoft Xbox, и Sony PlayStation Portable.
• Trinigy Vision Engine — www.trinigy.de.
• LyN engine — движок компании Ubisoft, используемый в собственных разработках.
• Vicarious Visions Alchemy — движок компании Intrinsic Graphics.
• Luminous Studio — разрабатываемый компанией Square Enix игровой движок.
• Xash3D — Клон движка GoldSource с поддержкой некоторых возможностей, почти полностью с ним совместимый. Присутствует Порт на Android и другие мобильные ОС (Получил популярность после портирования на него игры Counter-Strike)

2. Результаты работы

План создания макета:

Таблица 1

1. На занятиях разбирались задачи различного плана. От простейших, до олимпиадных. Задачи Магницкого, логические задачи.
2. Основные правила работы в кабинете информатики. Основные сведения о ОС и программном обеспечении.
3. Работа с Game Maker 8.0 : создание спрайтов, объектов, комнат, анимация.
4. Начальные сведения о программном коде. Базовые примеры.
5. Отработка навыков создания простейших игр.

Заключение

Проектная работа показала, что:

1. Знание основ программирования и алгоритмизации служат подспорьем для решения различных задач.
2. Множество эмоций, полученных знаний, проведенной практики, является огромным движением в развитии технического творчества и подготовке школьников к самостоятельной жизни в современном обществе.
3. Создание простейших игр школьниками является толчком к их развитию в техническом и информационном плане. Эта работа показывает, какой труд совершают программисты и создали компьютерных игр в общем. Поэтому школьники начинают ценить не саму игру, а идею, заключенную в ней.

Все поставленные задачи были выполнены. Проектная работа выполнена в соответствии с поставленной целью.

Список использованной литературы

1.Техника безопасности - http://83.mchs.gov.ru/pressroom/news/item/1327146/

2. Техника безопасности  - https://vprokate.perm.ru/articles/?id=9

3. Техника безопасности  - https://www.e-reading.club/chapter.php/75217/28/Korshever_Natalya_-_Garazh_i_masterskaya1.html

4. Правила оформления проектных работ - https://nsportal.ru/shkola/fizika/library/2013/12/28/issledovatelskaya-rabota-tormoznoy-put

5. Правила оформления проектных работ - http://spb226.ru/materialy-dlya-uchastnikov-programmy/rekomendacii-po-oformleniyu-proektnoy-raboty/

6. Правила оформления проектных работ - http://school-134.ru/yno/OR.htm

7. Основы ПДД - http://sch479uv.mskobr.ru/conditions/security/instrukciya_po_pravilam_dorozhnogo_dvizheniya_dlya_shkol_nikov/

8. Законы физики - https://physics.ru/courses/op25part2/content/chapter1/section/paragraph9/theory.html