Luận Văn Nghiên cứu đồ họa 2D, 3D và phát triển Game trên hệ điều hành Android

TÓM TẮT NỘI DUNG CỦA KHÓA LUẬN
Tên đề tài: “ Nghiên cứu đồ họa 2D, 3D và phát triển Game trên hệ điều hành Android”

Chương 1: Giới thiệu hệ điều hành Android.
Nội dung chính của chương một là giới thiệu một cách tổng quan về hệ điều hành Android. Cung cấp những kỹ thuật cơ bản để cài đặt bộ công cụ phát triển ứng dụng.
Chương 2: Nghiên cứu lý thuyết đồ họa 2D, 3D.
Giới thiệu lý thuyết đồ họa 2D, 3D.
Những thành phần cơ bản của đồ họa máy tính.
Các ứng dụng sử dụng kỹ thuật đồ họa 2D, 3D.
Chương 3: Nghiên cứu đồ họa 2D, 3D và viết chương trình mẫu trên hệ điều hành Android.
Tìm hiểu lý thuyết đồ họa của hệ điều hành Android, một số thành phần quan trọng của đồ họa 2D, 3D của hệ điều hành này.
Xây dựng hai ví dụ minh họa về đồ họa 2D, 3D. Viết trò chơi Bom Offline 2D và xây dựng ý tưởng cho trò chơi Line3D.
Chương 4: Kết luận và hướng phát triển trong tương lai.
Trình bày các kết quả đạt được và những khó khăn cần giải quyết. Định hướng phát triển trong tương lai.


Danh mục thuật ngữ và từ viết tắt được sử dụng [TABLE="class: MsoNormalTable"]
[TR]
[TD="width: 64"] STT
[/TD]
[TD="width: 66"] Từ
[/TD]
[TD="width: 489"] Giải nghĩa
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD="width: 64"] 1
[/TD]
[TD="width: 66"] 2D
[/TD]
[TD="width: 489"] 2 Chiều
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD="width: 64"] 2
[/TD]
[TD="width: 66"] 3D
[/TD]
[TD="width: 489"] 3 Chiều
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD="width: 64"] 3
[/TD]
[TD="width: 66"] 3G
[/TD]
[TD="width: 489"] Third Generation Technology – Thế hệ thứ 3
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD="width: 64"] 4
[/TD]
[TD="width: 66"] GPS
[/TD]
[TD="width: 489"] Định vị toàn cấu
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD="width: 64"] 5
[/TD]
[TD="width: 66"] EDGE
[/TD]
[TD="width: 489"] Enhanced Data Rates for GSM Evolution EDGE (công nghệ web trên di động nâng cấp từ GPRS)
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD="width: 64"] 6
[/TD]
[TD="width: 66"] NFC
[/TD]
[TD="width: 489"] Near Field Communication – Giao tiếp trường gần
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD="width: 64"] 7
[/TD]
[TD="width: 66"] XML
[/TD]
[TD="width: 489"] eXtensible Markup Language - Ngôn ngữ Đánh dấu Mở rộng
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD="width: 64"] 8
[/TD]
[TD="width: 66"] SDK
[/TD]
[TD="width: 489"] Software Development Kit - Phát triển phần mềm
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD="width: 64"] 9
[/TD]
[TD="width: 66"] ADT
[/TD]
[TD="width: 489"] Android Development Tools – Công cụ phát triển Android
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD="width: 64"] 10
[/TD]
[TD="width: 66"] API
[/TD]
[TD="width: 489"] Application Programming Interface – Giao diện lập trình ứng dụng
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]


Danh mục các hình dùng trong khóa luận
Hình 1.Kiến chúc hệ điều hành Android
Hình 2: Bảng liệt kê một số kiểu file trong Linux.
Hình 3: Mô tả cây thư mục.
Hình 4: Tóm tắt quá trình cập nhật các phiên bản tính đến năm 2011.
Hình 5: Các gói cho các hệ điều hành.
Hình 6: Kết quả khi chạy file SDK Manager.
Hình 7: Add ADT.
Hình 8: Cài đặt thành công.
Hình 9: 3 bức ảnh được chụp từ 1 đối tượng 3D.
Hình 10: Hiện thị một hình tròn màu đỏ.
Hình 11: Kết quả chương trình minh họa TestAndroid2D.
Hình 12: Kết quả chương trình TestAndroid3D.
Hình 13: Giao diện menu chính.
Hình 14: Hiện thị thông tin.
Hình 15: Xác thực xem muốn thoát hay không.
Hình 16: Giao diện phần hướng dẫn chơi.
Hình 17: Hiện thị thông báo đang tải dữ liệu.
Hình 18: Giao diện chính của Game Bom Offline.
Hình 19: Giao diện menu phụ.
Hình 20: Giao diện khi người chơi thua cuộc.
Hình 21: Giao diện khi người chơi thắng cuộc.
Hình 22: Giao diện lưu điểm.
Hình 23: Hiện thị danh sách điểm cao.
Hình 24: Ví dụ 1 map (bản đồ).
Hình 25: Vị trí pX, pY nằm trên TMXLayer.
HÌnh 26: Vị trí pX, pY nằm ngoài TMXLayer.
Hình 27: Ảnh nền phần menu chính.
Hình 28: 3 ảnh thể hiện 3 chức năng chính hiện thị trên menu.
Hình 29: 3 ảnh dùng trong phần giao diện chính của Game.
Hình 30: Giao diện menu Game Line3D.
Hình 31: Giao diện chơi Game Line3D.
Hình 32: Ví dụ minh họa cách tính ăn viên bi.



MỤC LỤC
Lời cảm ơn. 1
TÓM TẮT NỘI DUNG CỦA KHÓA LUẬN 2
Danh mục thuật ngữ và từ viết tắt được sử dụng. 3
Danh mục các hình dùng trong khóa luận. 4
Lời mở đầu. 9
Chương 1: Giới thiệu hệ điều hành Android. 11
1.1 Giới thiệu chung về hệ điều hành Android. 11
1.1.1 Giới thiệu chung về hệ điều hành Android. 11
1.1.2 Kiến trúc hệ điều hành Android. 13
1.1.2.1 Tầng hạt nhân Linux (Linux Kernel layer) 13
1.1.2.2 Phần Libraries. 14
1.1.2.3 Phần Android runtime. 14
1.1.2.4 Tầng Application Framework. 14
1.1.2.5 Tầng Application. 15
1.1.3 Hệ thống tập tin trên hệ điều hành. 16
1.1.3.1 Tổng quan về hệ thống file trên Android. 16
1.1.3.2 Các kiểu file trên Android. 17
1.1.3.3 Tổ chức quyền sở hữu và quyền hạn trên file. 17
1.1.3.4 Cây thư mục trên hệ điều hành Android. 19
1.1.4 So sánh giữa các hệ điều hành. 19
1.1.4.1 So sánh giữa hệ điều hành di động và hệ điều hành trên desktop. 19
1.1.4.2 So sánh hệ điều hành Android với các hệ điều hành di động khác. 20
1.2 Lịch sử phát triển và hướng phát triển trong tương lai. 21
1.2.1 Lịch sử phát triển. 21
1.2.2 Hướng phát triển trong tương lai. 22
1.3 Hướng dẫn cài đặt. 23
1.4 Chương trình mẫu. 23
1.4.1 Mục đích chương trình mẫu. 23
1.4.2 Giải thích chương trình. 24
1.4.3 Kết luận. 24
Chương 2: Nghiên cứu lý thuyết đồ họa 2D, 3D 26
2.1 Đồ họa nói chung. 26
2.1.1 Giới thiệu chung. 26
2.1.2 Lịch sử phát triển. 26
2.1.3 Các hệ màu thông dụng. 27
2.1.3.1 Hệ màu RGB 27
2.1.3.2 Hệ màu CMYK (hệ màu trừ) 28
2.1.3.3 Hệ màu HSB (hệ tổng hợp) 29
2.1.3.4 Hệ màu Lab (hệ tổng hợp) 29
2.1.4 Các ứng dụng của đồ họa. 29
2.2 Đồ họa 2D. 30
2.3 Đồ họa 3D. 30
Chương 3: Nghiên cứu đồ họa 2D, 3D của hệ điều hành Android và viết chương trình minh họa. 31
3.1 Đồ họa trong Android. 31
3.1.1 Giới thiệu chung về đồ họa Android. 31
3.2 Đồ họa 2D trong Android. 31
3.2.1 Một số thành phần trong đồ họa 2D. 31
3.2.2 Chương trình minh họa. 35
3.3 Đồ họa 3D trong Android. 38
3.3.1 Một số thành phần trong đồ họa 3D. 38
3.3.2 Chương trình minh họa. 40
3.4 Chương trình minh họa. 43
3.4.1 Chương trình chính (2D). 43
3.4.1.1 Mục đích chính của chương trình minh họa. 43
3.4.1.2 Ý tưởng thực hiện. 43
3.4.1.3 Phân tích chương trình. 46
3.4.1.3.1 Sơ đồ hoạt động của Game. 46
3.4.1.3.2 Xác định actor và mô hình use case. 47
3.4.1.3.2.1 Danh sách Actor. 47
3.4.1.3.2.2 Sơ đồ Use Case. 47
3.4.1.3.3 Thiết kế chương trình. 51
3.4.1.3.3.1 Thiết kế kiến trúc hệ thống. 51
3.4.1.3.3.2 Mô tả chi tiết các thành phần. 52
3.4.1.3.3.3 Một số quan hệ giữa các đối tượng. 54
3.4.1.3.4 Thiết kế giao diện người dùng. 55
3.4.1.3.4.1 Giao diện menu chính. Xem hình 13. 55
3.4.1.3.4.2 Giao diện hiện thị thông tin tác giả. Xem hình 14. 55
3.4.1.3.4.3 Giao diện hiện thị xác minh thoát. Xem hình 15. 55
3.4.1.3.4.4 Giao diện hiện thị phần giới thiệu. Xem hình 16. 55
3.4.1.3.4.5 Giao diện hiện thị khi tải dữ liệu. Xem hình 17. 55
3.4.1.3.4.6 Giao diện chính của Game. Xem hình 18. 55
3.4.1.3.4.7 Giao diện menu phụ. Xem hình 19. 55
3.4.1.3.4.8 Giao diện khi người chơi thua cuộc. Xem hình 20. 55
3.4.1.3.4.9 Giao diện khi người chơi thắng cuộc. Xem hình 21. 55
3.4.1.3.4.10 Giao diện lưu điểm. Xem hình 22. 55
3.4.1.3.4.11 Giao diện hiện thị danh sách điểm. Xem hình 23. 55
3.4.1.3.5 Thiết kế các thuật toán. 55
3.4.1.3.5.1 Thuật toán xác định vị trí pX,pY có nằm trong 1 vùng của Maps. 55
3.4.1.3.5.2 Thuật toán xác định va chạm giữa 2 sprite. 56
3.4.1.4 Viết chương trình. 57
3.4.1.4.1 Hiện thị menu chính. 57
3.4.1.4.2 Hiện thị phần giới thiệu về giao diện chính. 59
3.4.1.4.3 Giao diện chơi Game. 60
3.4.1.4.4 Hiện thị giao diện khi người chơi thua cuộc. 66
3.4.1.5 Kiểm thử và đánh giá chương trình. 71
3.4.2 Chương trình mở rộng (3D). 72
3.4.2.1 Mục đích chính của chương trình minh họa. 72
3.4.2.2 Ý tưởng thực hiện. 72
3.4.2.3 Phân tích chương trình. 72
3.4.2.3.1 Sơ đồ hoạt động của Game. 72
3.4.2.3.2 Xác định actor và mô hình use case. 73
3.4.2.3.2.1 Xác định actor. 73
3.4.2.3.2.2 Sơ đồ use case và đặc tả chi tiết. 73
3.4.2.3.2.2.1 Sơ đồ use case. 73
3.4.2.3.2.2.2 Danh sách các use case. 74
3.4.2.3.2.2.3 Đặc tả các use case. 74
3.4.2.3.3 Thiết kế chương trình. 76
3.4.2.3.3.1 Kiến trúc hệ thống. 76
3.4.2.3.3.2 Mô tả thành phần hệ thống. 77
3.4.2.3.4 Thiết kế giao diện. 78
3.4.2.3 Viết chương trình. 78
3.4.2.4 Kiểm thử và đánh giá chương trình (Đang nghiên cứu). 78
Chương 4: Kết luận và hướng phát triển trong tương lai 79
4.1 Kết luận. 79
4.2 Hướng phát triển trong tương lai. 79
Tài liệu tham khảo. 97



Lời mở đầu
Ngày nay Công nghiệp giải trí hiện đang rất phát triển trên thế giới, bao gồm các thành phần cơ bản như: Game, âm nhạc, thời trang, chương truyền hình, điện ảnh, Gameshow, truyền thông, tổ chức live show, . Các mảng nằm trong ngành giải trí không chỉ mang tính giải trí mà còn mang nhiều giá trị về văn hóa, lối sống, phong tục và con người của từng vùng miền, đồng thời quảng bá hình ảnh của đất nước Việt Nam tới bè bạn khắp nơi trên thế giới.
Có thể nói một trong những ngành giải trí mang lại nhiều lợi nhuận nhất đó là ngành Game. Game là lĩnh vực giải trí tương tác quan trọng hàng đầu trong ngành công nghiệp nội dung số. Doanh thu toàn cầu từ ngành này tăng trưởng nhanh chóng từ 7 tỷ USD (1994) lên 41.9 tỷ USD (2007) và dự đoán sẽ đạt 68 tỷ USD (2012). Với tốc độ tăng trưởng bình quân 9% một năm, Game đã trở thành ngành có tốc độ phát triển nhanh nhất trong lĩnh vực giải trí. Trong đó, Mỹ chiếm 40.42% thị phần, Anh 12.45% và Nhật 11.87%. Năm 2008, ngành Game ở Mỹ giá trị khoảng 22 tỷ USD vượt qua ngành công nghiệp âm nhạc (10 tỷ USD) và ngành công nghiệp phim ảnh (9,5 tỷ USD), thu hút hàng triệu lao động là các chuyên gia phát triển, phân phối và marketing Game.
Việt Nam là thị trường Game lớn nhất trong khu vực Đông Nam Á với hơn 20 nhà phát hành Game trên cả nước. Doanh thu các năm gần đây liên tục tăng trưởng với mức trung bình 400 triệu USD/năm, chiếm 70% doanh thu của ngành nội dung số. Có mức tăng trưởng ấn tượng, nhưng ngành công nghiệp Game ở Việt Nam chỉ mới dừng lại ở mức phân phối phát hành và gia công các tựa Game nước ngoài.
Một vài năm gần đây, các Studio được lập nên nhằm phát triển sản xuất Game thuần Việt. Tính đến giữa tháng 6 năm 2011, số lượng Game do Việt Nam sản xuất đang đưa vào triển khai trên thị trường có Thuận Thiên Kiếm (VNG), SQUAD, G3, Showbiz (VTC Studio) mới đây nhất là Jay Online (FGame) Tranh Hùng (SunSoft), Game offline có 7754 – một tựa Game rất thành công lấy đề tài chiến dịch Điện Biên Phủ.
Sự phát triển nhanh chóng của thị trường Game Việt đòi hỏi một lượng nhân lực lớn ở tất cả các khâu của quá trình sản xuất Game như: thiết kế đồ họa Game (Games Design), lập trình Game (Programming), âm thanh (Audio)
Với sự phát triển bùng nổ của ngành Game như hiện nay, việc nghiên cứu và phát triển Game là một hướng đi khá tốt cho các lâp trình viên. Với đề tài “Nghiên cứu đồ họa 2D, 3D và phát triển Game trên hệ điều hành Android”, tôi nghĩ rằng nó sẽ giúp một phần nào đó cho việc hiểu và phát triển Game nói riêng cũng như ngành công nghiệp giải trí nói chung trong tương lai gần.

Các vấn đề chính được làm rõ trong đề tài này là:
+ Lý thuyết đồ họa 2D.
+ Lý thuyết đồ họa 3D.
+ Xây dựng một ứng dụng Game hoàn chỉnh (2D) và một phần mở rộng (3D).