ZVOČNA IGRA NA MOBILNI NAPRAVI Z OPERACIJSKIM SISTEMOM ANDROID

Transcription

1 UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA ELEKROTEHNIKO, RAČUNALNIŠTVO IN INFORMATIKO Blagoj Soklevski ZVOČNA IGRA NA MOBILNI NAPRAVI Z OPERACIJSKIM SISTEMOM ANDROID Diplomsko delo Maribor, avgust 2015

2 ZVOČNA IGRA NA MOBILNI NAPRAVI Z OPERACIJSKIM SISTEMOM ANDROID Diplomsko delo Študent: Študijski program: Blagoj Soklevski Univerzitetni študijski program Računalništvo in Informacijske tehnologije Mentor: izr. prof. dr. Aleš Holobar

3 i

4 ZAHVALA Zahvaljujem se mentorju izr. prof. dr. Alešu Holobarju, ki mi je stal ob strani od začetka do konca priprave diplomske naloge. Hvala za odlično mentorstvo, za vso strokovno pomoč, moralno podporo ter za vse nasvete in usmeritve pri pripravi diplomske naloge. Posebna zahvala gre vsem prijateljem, ki so mi poleg druženja in pomoči tekom študija pomagali tudi pri testiranju v diplomski nalogi opisane igre. Iskrena in najlepša hvala mojim staršem, ki so mi omogočili študij v tujini in so mi tekom študija nudili največjo možno podporo. ii

5 ZVOČNA IGRA NA MOBILNI NAPRAVI Z OPERACIJSKIM SISTEMOM ANDROID Ključne besede: zvok, operacijski sistem Android, mobilna naprava, igra UDK: (043.2) Povzetek: Izdelali smo igro za mobilno napravo. Igra s pomočjo mikrofonov v realnem času oceni smer in intenziteto zvoka iz okolice. S pomočjo digitalno obdelanega zvočnega posnetka igralec premika in usmerja igralni objekt na zaslonu mobilne naprave. Igra podpira dva načina interakcije z uporabnikom. V enouporabniškem načinu je cilj igre s pomočjo zvočnih ukazov čim dalj časa premikati igralni objekt in se z njegovim usmerjanjem izogibati letečim oviram, ki se premikajo proti igralnemu objektu. V dvouporabniškem načinu je cilj igre premakniti igralni objekt čim dlje na polje nasprotnika. V diplomski nalogi opisujemo dostopne načine snemanja zvoka na operacijskem sistemu Android, načine snemanja zvoka, ki smo jih uporabili v igri, logiko igre, načine igranja igre, grafične vmesnike igre ter sedem različnih scenarijev igranja igre. iii

6 SOUND GAME ON MOBILE DEVICE WITH ANDROID OPERATING SYSTEM Key words: sound, operating system Android, mobile device, game UDK: (043.2) Abstract: We have developed a game for mobile devices. The game uses microphones to detect direction and intensity of the sound commands in the real time. A player moves and directs the object on the screen of the mobile device with the help of the digitally processed sound clips. The game supports two types of interaction with the user. In the single player mode, the goal is to avoid the obstacles that fly towards the object, using only sound commands. In the multiplayer mode, the goal is to move the object as far as possible across the opponent's field. In the thesis, we describe all available modes of audio recording in Android operating system, modes of audio recording used in our game, the game s logic, graphical user interface and the scenarios of the game. iv

7 KAZALO VSEBINE 1. UVOD OBDELAVA ZVOKA NA MOBILNI NAPRAVI Zajemanje zvok na operacijskem sistemu android Zajemanje in obdelava zvoka v igri Obdelava monokanalnega zvočnega posnetka Obdelava stereo posnetkov Izračun prečne korelacije stereo posnetka Igra Pridobitev podatkov iz zvočnih posnetkov Logika igre Logika igre in načini igranja za enega igralca Logika in načini igranja za dva igralca Upodabljanje grafičnih okvirjev igre Scenariji igre Scenariji za enega igralca Scenariji za dva igralca Izgled igre Animacija igre Uporabniški vmesnik Spreminjanje nastavitev igre Rekord igre Izobraževalni del igre Povezava preko vmesnika bluetooth Testiranje igre Pravilnost zaznave intenzitete in smeri zvočnih ukazov Uporabniška izkušnja Prenosljivost igre Zaključek Izzivi in težave v

8 5.2 Možne izboljšave Lastna ocena Seznam uporabljenih virov vi

9 KAZALO SLIK Slika 1.1 Logotip v diplomski nalogi implementirane zvočne igre... 2 Slika 2.1 Primer uporabe objekta AudioRecord... 4 Slika 3.1 Statusno okno igralni scenarij za pokončen (levo) in ležeč način delovanja (desno) Slika 3.2 igralni scenarij»virus« Slika 3.3 Igralni scenarij»balloon« Slika 3.4 igralni scenarij»spaceship« Slika 3.5 igralni scenarij»2d vs. 3D« Slika 3.6 Igralni scenariji za igre z dvema igralcema Slika 3.7 Animacije ozadja igre v različnih barvnih kombinacijah Slika 3.8 Glavni uporabniški vmesnik Slika 3.9 Okna za izbiro igre Slika 3.10 Uporabniški vmesnik za pavzo in konec igre v enouporabniškem načinu igranja iger21 Slika 3.11 Uporabniški vmesnik za igro z dvema igralcema Slika 3.12 Uporabniški vmesnik za spreminjanje nastavitev Slika 3.13 Uporabniški vmesnik za prikaz rekorda igre Slika 3.14 Uporabniški vmesnik izobraževalnega dela igre Slika 4.1 Testne pozicije mobilnih naprav Slika 4.2 Proces testiranje Slika 4.3 Rezultati testiranj obdelave stereo zvočnih posnetkov Slika 4.4 Rezultati testiranja obdelave s prečno korelacijo vii

10 SEZNAM UPORABJENIH SIMBOLOV IN KRATIC SDK - (ang. software development kit): orodje za razvoj programske opreme OS (ang. operating system): operacijski sistem viii

11 1. UVOD V zadnjih letih se industrija pametnih telefonov 1 srečuje z zelo hitro rastjo trga. Razvoj tehnologij je omogočil proizvodnjo pametnih telefonov, ki so močnejši celo od osebnih računalnikov prejšnjega desetletja. Skoraj vsak človek ima svoj pametni telefon in ga uporablja kot temeljno orodje v vsakdanjem življenju. Obstajajo več operacijskih sistemov za pametne telefone. Med njimi je najbolj razširjen Android. Spletna tržnica aplikacij za Android Google Play trenutno vsebuje več kot milijon in pol aplikacij [1]. Igre so ena izmed najbolj priljubljenih kategorij na tržnici Google Play. Prav v tej kategoriji se zrcali kreativnost in sposobnost programerja, da združi dobro idejo z vso strojno in programsko opremo, ki je na voljo za izbran pametni telefon (zaslon na dotik, senzorji, mikrofoni, zvočniki, komunikacijske povezave...). Namen diplomskega dela je izdelati zvočno igro za mobilno napravo z operacijskim sistemom Android. Gre za igro, ki s pomočjo mikrofonov v napravi pridobi zvočni posnetek in ga v realnem času uporablja za detekcijo smeri in intenzitete zvoka. Pridobljeni smer in intenziteta zvoka se uporabita za premikanje igralnega objekta v igri. Diplomska naloga združuje več ciljev. Prvi med njimi je izdelava igre za eno osebo, ki s pomočjo obdelanega zvočnega posnetka premika igralni objekt med preprekami. Drugi cilj je igra za dve osebe, ki med sabo tekmujeta v premikanju objekta z intenziteto svojega glasu in s svojo pozicijo okoli mobilne naprave. Med ostalimi cilji izpostavljamo tudi večje število kreativnih igralnih scenarijev ter izobraževalen modul, ki igralcu omogoča spoznavanje z vsemi implementiranimi načini snemanja zvoka v igri in vizualizacijo pridobljenih zvočnih posnetkov. Na začetku diplomskega dela bomo predstavili vse dostopne načine snemanja zvoka v operacijskem sistemu Android. Podrobneje bomo pogledali načine snemanja zvoka, ki jih bomo uporabili v igri. V tretjem poglavju bomo opisali logike iger in implementirane načine igranja za enega oziroma dva igralca. Opisali bomo tudi proces pridobivanja podatkov iz zvočnih 1 Pameten telefon je mobilen telefon z naprednim mobilnim operacijskim sistemom [17]. 1

12 posnetkov in njihovo komunikacijo z igro. Predstavili bomo izgled in delovanje uporabniškega vmesnika (glavni, izbirni, nastavitve, rezultati in izobraževalen uporabniški vmesnik) kakor tudi uporabljene animacije. V poglavju 4 bomo opisali način in metodologijo testiranja igre, vtise uporabnikov igre in prenosljivost igre. Diplomsko nalogo bomo sklenili z diskusijo v petem poglavju. Slika 1.1 Logotip v diplomski nalogi implementirane zvočne igre 2

13 2. OBDELAVA ZVOKA NA MOBILNI NAPRAVI Beseda zvok ima dva ločena pomena. Fiziologi in psihologi definirajo zvok kot občutenje, ki ga proizvajajo določene vrste atmosferskih motnenj. Fiziki definirajo zvok kot motnje, ki jih proizvajajo te atmosferske spremembe. Te motnje so valovanje zraka. Zvočni valovi nastanejo kot posledica vibriranja določenega izvora npr. zvočne vilice ali človeških glasilk. Frekvenca zvoka je določena s hitrostjo vibriranja izvora [2]. Ob zajemu zvoka z računalniškim sistemom moramo s pomočjo mikrofona 2 zvočni signal pretvoriti iz analognega v digitalnega. Pri tem moramo določiti frekvenco vzorčenja (izraženo v Hz oz. vzorcih na sekundo) in bitno ločljivost analogno-digitalne pretvorbe [3]. Vsaka mobilna naprava ima najmanj en mikrofon. Večina naprav ima celo dva mikrofona. Mikrofon, ki se nahaja v spodnjem delu naprave primarno služi za snemanje glasu med pogovorom. Zato je namenoma nameščen na spodnji rob mobilne naprave, ki je med pogovorom blizu ust. Isti mikrofon se običajno uporablja tudi za snemanje govornih ukazov. Pri napravah z dvema mikrofonoma običajno najdemo drugi mikrofon v zgornjem ali zadnjem delu naprave, v bližini kamere. Glavni namen drugega mikrofona je zmanjševanje šuma med pogovorom oz. zajem zvoka v video posnetkih. Med napravami in proizvajalci se mikrofoni razlikujejo po načinu delovanja, občutljivosti in lokaciji na napravi. 2 Mikrofon je akustično-električni pretvornik ali senzor, ki pretvarja zvok v električni signal. Elektromagnetni pretvornik omogoča pretvorbo iz akustičnega v električni signal [3]. 3

14 2.1 Zajemanje zvok na operacijskem sistemu android Operacijski sistem Android ima zelo dobro podporo za razvijalce programske opreme. Android SDK (Software Developer Kit) je zelo dobro dokumentiran. Android SDK vsebuje tudi razred AudioRecord, ki je namenjen zajemu zvoka. Razred AudioRecord upravlja z avdio viri v javanski 3 aplikaciji za zajemanje zvoka iz strojnega zvočnega vhoda na napravi. Zajem zvoka dosežemo z branjem podatkov objekta AudioRecord [4]. Proces inicializacije objekta in proces zajemanja zvoka lahko razdelimo v več korakov. Na Slika 2.1 prikazujemo izvorno kodo za inicializacijo in uporabo objekta AudioRecord za sprejemanje podatkov iz dostopnih mikrofonov na mobilni napravi. Slika 2.1 Primer uporabe objekta AudioRecord V nadaljevanju bomo opisali proces inicializacije in uporabe objekta AudioRecord (slika 2.1): 1. Najprej inicializiramo avdio izvor v odvisnosti od dostopnosti mikrofonov napravi gostiteljici. To naredimo z izbiro iz seznama dostopnih virov, ki jo nudi razred 3 napisani v programskem jeziku Java 4

15 MediaRecorder. Zvočni izvor (ang. audio source) izberimo iz seznama naslednjih dostopnih izvorov: CAMCORDER, DEFAULT, MIC, REMOTE_SUBMIX, VOICE_CALL, VOICE_COMMUNICATION, VOICE_DOWNLINK, VOICE_UPLINK in VOICE_RECOGNITION [5]. 2. Izberemo želeno frekvenco vzorčenja: Hz,22050 Hz, Hz ali Hz. 3. Iz razreda AudioFormat izberemo konfiguracijo avdio kanalov. Dostopnih je več konfiguracij, in sicer CHANNEL_IN_STEREO in CHANNEL_IN_MONO [6]. 4. Iz razreda AudioFormat izberemo bitno ločljivost analogno-digitalne pretvorbe ( ENCODING_PCM_16BIT ali ENCODING_PCM_8BIT) [6]. 5. Izbrano vzorčevalno frekvenco, konfiguracijo avdio kanalov in bitno ločljivost v obliki vhodnih parametrov posredujemo metodi getminbuffersize razreda AudioRecord. Omenjena metoda vrne minimalno število zlogov, ki jih potrebujemo za hranjenje zvočnega posnetka. 6. Vse pridobljene vrednosti vstavimo kot parametre v konstruktor objekta AudioRecord. 7. Inicializiramo podatkovno polje buffer vrednosti tipa short Za začetek snemanja zvoka pokličemo metodo startrecording(). 9. Pokličemo metodo read(), ki napolni polje buffer. 10. Ustavimo snemanje z metodo stop(). Operacijski sistem Android torej omogoča enostavno uporabo mikrofonov, ki so dostopni na napravi gostiteljici in podpira več različnih konfiguracij analogno-digitalne pretvorbe. Omenjena fleksibilnost operacijskega sistema Android ima tako pozitivne in negativne posledice. Med pozitivne gotovo spada velik izbor konfiguracij, negativna pa je potencialna nekonsistentnost delovanja iste programske kode na različnih mobilnih napravah. 4 Short je predznačen 16-bitni podatkovni tip, ki ima desetiški razpon od do

16 2.2 Zajemanje in obdelava zvoka v igri Snemanje zvoka v Androidu je prilagodljivo - odvisno od namena aplikacije in od naprave. V diplomski nalogi smo uporabili dva načina snemanja zvoka in tri načine obdelave zvoka. Prvi način snemanja, ki smo ga uporabili, je snemanje zvoka v stereo načinu (uporaba dveh kanalov) s pomočjo dveh mikrofonov na napravi. Drugi način je snemanje zvoka v monokanalnem načinu (le en kanal), ki uporablja en mikrofon na napravi (navadno mikrofon na spodnjem delu naprave). Obdelavo zvočnega signala smo izvedli na tri načine. Prvi način je obdelava monokanalnih posnetkov. Drugi način obdela stereo posnetek. Tretji pa izračuna prečno korelacijo posnetega stereo zvočnega signala. V nadaljevanju bomo podrobneje opisali vse tri načine Obdelava monokanalnega zvočnega posnetka Pri obdelavi monokanalnega posnetka uporabljamo objekt za snemanje zvočnega signala iz razreda AudioRecord z izbrano konfiguracijo za kanale "CHANNEL_IN_MONO", avdio izvorom "MIC", bitno ločljivostjo "ENCODING_PCM_16BIT " in vzorčevalno frekvenco Hz. Obdelava poteka tako, da napolnimo polje vrednosti tipa Integer s pridobljenimi vzorci zvočnega posnetka in s pomočjo enačbe (2.1) izračunamo aritmetično povprečje absolutne vrednosti vzorcev. Potem povprečno vrednost uporabljamo v logiki igre. n A = 1 x n i=1 i, (2.1) kjer je: A - aritmetično povprečje absolutnih vrednosti n - število vzorcev x - vrednost posameznega vzorca 6

17 Obdelava stereo posnetkov Pri obdelavi stereo posnetkov uporabljamo objekt za snemanje zvočnega signala iz razreda AudioRecord z izbrano konfiguracijo za kanale "CHANNEL_IN_STEREO", avdio izvorom "MIC", bitno ločljivostjo "ENCODING_PCM_16BIT" in vzorčevalno frekvenco Hz. Pridobljene vzorce v vmesniku buffer (Slika 2.1) razdelimo na dva seznama. Vsak seznam predstavlja en zvočni kanal. Vzorci iz lihih pozicij v vmesniku buffer pripadajo desnemu kanalu, vzorci is sodih pozicij pa levemu kanalu. To prepletanje levega in desnega kanala je odvisno od proizvajalca mobilnih naprav, gonilnika in tipa mobilne naprave. V literaturi lahko zasledimo tudi druge tipe prepletanja kanalov. V stereo obdelavi s pomočjo enačbe (2.1) izračunamo aritmetično povprečje absolutnih vrednosti vsakega kanala posebej in te vrednosti uporabimo v logiki igre Izračun prečne korelacije stereo posnetka Pri tej obdelavi signala smo uporabili objekt za snemanje zvočnega signala iz razreda AudioRecord z izbrano konfiguracijo za kanale "CHANNEL_IN_STEREO", avdio izvorom "MIC", bitno ločljivostjo "ENCODING_PCM_16BIT" in vzorčevalno frekvenco Hz. Podobno kot pri stereo obdelavi, razdelimo pridobljene vrednosti vmesnika buffer (Slika 2.1) na levi in desni kanal. S pomočjo enačbe (2.2) izračunamo prečno korelacijo med levim kanalom (ki ga pridobimo iz mikrofona na vrhu naprave) in desnim kanalom (ki ga pridobimo iz mikrofona na dnu naprave). Večina mobilnih naprav ima mikrofone postavljene tako, da zajemajo zvok iz različnih smeri, razdalja med mikrofoni pa je tipičnp približno enaka dolžini naprave (približno 10 do 15 cm). Ker je hitrost potovanja zvoka po zraku ob morju približno 340 m/s, lahko izračunamo maksimalni čas zakasnitve zaznave istega zvočnega signala med dvema mikrofonoma. Pri razdalji med mikrofonoma 0,1 m je maksimalna zakasnitev 0,3 ms oziroma okoli 4 vzorce pri 7

18 vzorčevalni frekvenci Hz. Pri izračunu prečne korelacije v enačbi maksimalni zamik τ med levim in desnim kanalom priporočeno omejiti na štiri vzorce. (2.2) je torej n R τ = i=0 x i y i+τ (2.2) Tu je: R τ vrednost prečne korelacije pri zamiku τ n - število vzorcev posameznega kanala x - vzorci desnega kanala y - vzorci levega kanala 3. Igra Igra se ponavadi uporablja za sprostitev in vse bolj pogosto tudi kot izobraževalno orodje [7]. Videoigra je elektronska igra, pri kateri igralec z vmesnikom upravlja elektronsko napravo, na kateri igra teče, ta pa mu posreduje odziv v video obliki [8]. Mobilna igra je video igra, igrana na mobilnem telefonu, pametnem telefonu, pametni uri, dlančniku, tabličnem računalniku, prenosnem predvajalniku ali kalkulatorju [9]. Za igranje mobilnih iger se vse pogosteje predvsem zaradi zaslona, procesorja, brezžične komunikacije, baterije, senzorjev in kompaktnosti ohišja uporabljajo mobilne naprave.. Vsaka mobilna naprava z operacijskim sistemom Android vsebuje zaslon na dotik. Ta zaslon predstavlja glavni način interakcije med mobilno napravo in uporabnikom. Večina proizvajalcev iger za mobilne naprave izkorišča dotik zaslona kot glavni način interakcije v igri. Cilj diplomskega dela je izdelati drugačen način interakcije z igro. In sicer s pomočjo mikrofonov, dostopnih na napravi. 8

19 3.1. Pridobitev podatkov iz zvočnih posnetkov Zaradi cilja diplomske naloge (igranje s pomočjo zvoka) smo implementirali nov način komunikacije med logiko igre in razredi za zajemanje in obdelavo zvoka. Igra predvideva konstanten pritok obdelanih zvočnih podatkov, s pomočjo katerih premika objekte na zaslonu. Komunikacijo smo izdelali s storitvami 5, ki so sestavljene iz treh delov: Objekt enega izmed izdelanih razredov za zajemanje in obdelavo zvoka. Uporabljamo ga, da pridobimo podatke iz obdelanih signalov. Oddajnik, ki pošilja pridobljene obdelane zvočne podatke s pomočjo razreda Intent. Objekt razreda Timer, ki sprejema podatke iz objekta za zajemanje in obdelavo zvoka in jih s pomočjo oddajnika pošilja v logiko igre. Struktura vseh izdelanih storitev je večinoma enaka zgoraj navedeni. V določenih primerih lahko vsebuje tudi dodatne objekte (npr. storitev za komunikacijo preko vmesnika bluetooth) Logika igre Logika predstavlja srce igre, ki v ozadju opravlja vse potrebne izračune in uporabniku na zaslonu prikazuje izdelane grafične okvirje. Eden izmed ciljev je izdelati širšo programsko podporo logiki igre (ang. game engine). To pomeni, da bomo izdelali bolj kompleksen sistem za sledenje stanju igre, za pridobitev podatkov iz storitev, njihovo obdelavo in komunikacijo z uporabniškim vmesnikom. Tako bo možno na enostaven način dodajati različne scenarije v igri. Zaradi različnih načinov snemanja in obdelave zvoka v igri in različnih načinov igranja, smo izdelali več logik igre z enako oziroma podobno osnovo. 5 Storitev je komponenta aplikacije, ki predstavlja njeno dolgotrajno delovanja brez interakcije z uporabnikom ali pridobitev funkcionalnosti za druge aplikacije [19]. 9

20 Logika igre in načini igranja za enega igralca Glavni cilj igre je čim dalj časa premikati določen objekt med letečimi ovirami, ki se premikajo v nasprotni smeri. Logika igre za enega igralca je sestavljena iz več komponent. Prvo komponento predstavlja sprejemnik obdelanih zvočnih podatkov. Sprejemnik ob vsaki spremembi zvočnih podatkov le-te shrani v lokalne spremenljivke in jih nato posreduje logiki igre v nadaljnjo obdelavo. Druga komponenta je časovnik, ki se osveži vsako sekundo. Ob vsaki osvežitvi časovnik shrani čas trajanja igre in preveri težavnost igre. Težavnost igre opredeljujemo s pomočjo časa trajanja igre in sicer tako, da sta hitrost premikanja ovir in njihovo maksimalno število premo sorazmerna s pretečenim časom igre. Da bi olajšali generiranje premikanja in zaznavo kontaktov med igralnim objektom in ovirami, smo izdelali pomožen razred Object, ki vsebuje vse podatke za posamezno oviro oziroma za igralni objekt (objekt katerega igralec premika). Razred vsebuje metode za premikanje objektov, preverjanje pozicije na zaslonu ter za preverjanje kontakta z drugimi objekti. V glavni niti igre se periodično kličejo metoda za preverjanje stanja igre, metoda za preverjanje kontakta med igralnimi objekti in nasproti letečimi ovirami ter metode za vnos, premikanje in odstranjevanje ovir. Kličejo se tudi vse metode razreda Render, ki skrbijo za vnos podatkov (npr. koordinat objektov) in metode za upodobitev grafičnih okvirjev igre. Igra vsebuje tri načine igranja za enega igralca: Monokanalen način za premikanje igralnega objekta uporablja zvočne podatke iz monokanalne obdelave (poglavje 2.2.1). Premikanje je odvisno od intenzitete zvoka. Kadar je intenziteta zvoka večja od izbranega praga, se glavni igralni objekt premika navzgor, v primeru, da je manjša pa pade navzdol. Ustrezno vrednost praga intenzitete zvoka smo določili empirično. Uporabniški vmesniki so v pokončni (ang. portrait) postavitvi mobilne naprave. Način 3D zvoka uporablja za premikanje glavnega igralnega objekta zvočne podatke iz izračuna prečne korelacije (poglavje 2.2.3). Igralni objekt lahko premikamo v levo oziroma v desno, odvisno smeri zvočnega izvora glede na mobilno napravo. Uporabniški vmesniki so v ležeči (ang. landscape) postavitvi mobilne naprave. 10

21 Stereo način uporablja za premikanje glavnega igralnega objekta zvočne podatke iz Stereo obdelave (poglavje 2.2.2). Premikanje je v levo oziroma v desno in je odvisno od razlike med povprečno vrednostjo posameznih vrednostih v seznamu amplitud za levi in desni kanal. Uporabniški vmesniki so v ležeči postavitvi naprave. Ta način dobro deluje tudi pri praskanju v bližini mikrofona in z lahkimi udarci na mikrofon na napravi Logika in načini igranja za dva igralca Cilj igre za dva igralca je premakniti igralni objekt v polje nasprotnega igralca. Logika igre za dva igralca je izdelana tako, da zmaguje glasnejši igralec. Vsebuje eno nit, ki kliče metode za upodabljanje grafičnih okvirjev, metodo za preverjanja stanje igre in metodo za izračun premikanja glavnega igralnega objekta. Metoda za preverjanje stanja preverja, kdo izmed igralcev je osvojil točko ali zmagal (zmaga tisti, ki prvi zbere tri točke). V primeru osvojene točke oz. zmage se pokliče ustrezen uporabniški vmesnik za prikaz informacij (slika 3.11). Metoda za izračun premikanja glavnega igralnega objekta vsebuje sprejemnik za obdelane zvočne vrednosti, ki jih uporablja pri izračunu premikov igralnega objekta. Igra za dva igralca podpira dva načina igranja: stereo način (poglavje 2.2.2) z uporabo dveh mikrofonov na napravi, in mono način (poglavje 2.2.1) z uporabo dveh preko protokola bluetooth povezanih mobilnih naprav. Vsaka izmed naprav uporablja svoj lasten mikrofon in snema zvok v monokanalnem načinu. Logika igre s komunikacijo preko vmesnika bluetooth vsebuje še dodatne programske module za sprejemanje in pošiljanje vrednosti zvočnih ukazov in za sinhronizacijo in komunikacijo med napravama. Slednje so podrobneje predstavljene v poglavju

22 3.3. Upodabljanje grafičnih okvirjev igre Razred Render je posrednik med logiko igre in scenariji igre. Razred deduje od razreda SurfaceView in s tem pridobi platno (ang. Canvas) za risanje na zaslon in objekt SurfaceHolder, ki omogoča nadzor nad pogledom na aktivnosti. V razredu Render smo izdelali metodo render, ki jo uporabljamo v glavni niti logike igre. Ta metoda skrbi za izris vseh komponent igralnega scenarija. Kot vhodne parametre prejme trenutno pozicijo igralnega objekta, pozicije ovir in število točk. Razred Render hrani za posameznega igralca več podatkov. In sicer vse nasproti leteče objekte, igralni objekt in čas trajanja igre. Ko se igralec ne uspe izogniti nasproti letečim objektom, se mu pojavi uporabniški vmesnik za novo igro. Animacija v ozadju ne preneha s premikanjem in se izvaja dokler uporabnik ne izbere nove igre oziroma igro zapre. Zadnji pomemben del razreda Render je poslušalec dotika zaslona. Ob dotiku zaslona se pošiljajo podatki do logike igre, ki igro ustavi in prikaže okno za pavzo (slika 3.11) Scenariji igre Scenariji igre so pomemben del igre. Bistvenega pomena je, da igra vsebuje dobro izdelane in smiselne igralne scenarije. Pri izdelavi igralnih scenarijev smo imeli priložnost uporabiti kreativnost za izdelavo zabavne igre, ki jo bo uporabnik rad igral. Razred Render preverja način igranja izbrane igre in prikazuje grafičen izgled posameznega scenarija Scenariji za enega igralca Ideja igre za enega igralca je, da igralec s pomočjo zvoka premika igralni objekt in se uspe izogniti nasproti letečim oviram. Že ideja igre nakazuje, da mora igralni scenarij vsebovati smiselen izgled glavnega igralnega in nasproti letečih objektov. Vsi scenariji za enega igralca so dostopni v dveh različicah: za pokončno in ležečo postavitev naprave (odvisno od izbranega načina igranja). Glavno okno igralnega scenarija smo razdelili na dva dela (slika 3.1). Večji del 12

23 okna zavzema igralni del. Ta del se razlikuje glede na izbran scenarij. Drugi del pokriva stranske dele okna in je namenjen prikazu točk in mej igralnega dela okna. Slika 3.1 prikazuje tudi stranski del okna oziroma meje igralnega okna. Le-te so transparentne sive barve. Enako krog, v katerem se z belo barvo izpisujejo dosežene točke. Na levi strani vidimo izgled za pokončen način igranja. V tem načinu so meje igralnega okna narisane zgoraj in spodaj. V zgornjem desnem kotu vidimo del kroga, v katerem se izpisujejo dosežene točke. Na desni strani vidimo izgled za ležeči načina igranja. Tu so meje postavljene levo, desno in zgoraj. V zgornjem srednjem delu pa vidimo polkrog, kjer se izpisujejo dosežene točke. Krog je od igralne površine ločen z belimi črtami. Slika 3.1 Statusno okno igralni scenarij za pokončen (levo) in ležeč način delovanja (desno). V igralnem oknu poteka igra. Znotraj igralnega okna lahko premikamo igralni objekt. V njem se izrisujejo vse komponente igralnih scenarijev. Uporabili smo slike, ki jih pridobivamo iz zunanjih datotek (ang. resources). 13

24 Statusno okno je sestavljeno iz meje in kroga, v katerem se prikazujejo sekunde. To okno je transparentno in se izriše nad komponentami igralnega okna. Izgled statusnega okna (slika 3.1) je v celoti izdelan v razredu Canvas in uporablja samo gradnike za risanje, ki so dostopni v ogrodju Android SDK. Dodajanje novih igralnih scenarijev je s tem enostavnejše in ne zahteva veliko programerskega vložka. Trenutno so za enega igralca dostopni štirje igralni scenariji, vsak scenarij pa je dostopen v pokončnem in ležečem načinu igranja. V nadaljevanju bomo opisali več različnih scenarijev. Slika 3.2 igralni scenarij»virus«igralni scenarij "Virus". V tem scenariju imamo eno zdravo celico (glavni igralni objekt) in viruse (nasproti leteče objekte oz. ovire). Igralec mora premikati zdravo celico med virusi in se s tem izogniti okužbi. Zdrava celica je zelene barve, virusi pa so rdeče barve, igralno ozadje je svetlejše sive barve (slika 3.2). 14

25 Slika 3.3 Igralni scenarij»balloon«igralni scenarij "Balloon". V tem scenariju vidimo balon (glavni igralni objekt) in orožja v obliki zvezde (ang. shuriken), ki predstavljajo leteče objekte. Igralec mora premikati balon in se z njim izogniti letečim orožjem, ki ga lahko poškodujejo. Balon je dostopen v petih barvah, njegova barva pa se naključno spreminja z vsako novo igro. Igra vsebuje isto obliko orožij v različnih orientacijah, ki se v animaciji skupaj navidezno rotirajo. Igralno ozadje je svetlejše modre barve (slika 3.3). Slika 3.4 igralni scenarij»spaceship«15

26 Igralni scenarij "Spaceship". V tem scenariju imamo vesoljsko ladjo (izgled ladje je povzet po vesoljski ladje "Enterprise" iz nadaljevanke "Star Trek") in meteorje (ovire). Igralec mora premikati ladjo in se izogniti meteorjem, z namenom, da bi vesoljska ladja prispela do končnega cilja brez poškodb. Igralno ozadje je svetlejše modre barve (slika 3.4). Slika 3.5 igralni scenarij»2d vs. 3D«Igralni scenarij "2D vs 3D". Igralni objekt je ilustrirana tridimenzionalna kocka s tremi stranicami v rdeči, zeleni in modri barvi (te barve predstavljajo barvne ravnine v barvnem prostoru RGB). Nasproti leteči objekti so beli kvadrati na temno sivem ozadju (slika 3.5). Igra predstavlja borbo med staro in novo tehnologijo (črnobeli zaslon proti barvnemu zaslonu), igralec se mora izogibati belih kvadratkov s ciljem, da bi ostal v sedanjosti. Igralec mora torej premikati 3D objekt med 2D objekti Scenariji za dva igralca Glavna ideja igre za dva igralca je v tekmovanju, kdo bo uspel premakniti črto oziroma določen objekt nad mejo nasprotnega igralca. Igra uporablja iste scenarije za igranje v stereo in 16

27 monokanalnem načinu preko povezave bluetooth. Vsi scenariji so v pokončnem položaju naprave. Izdelali smo tri scenarije:»football«,»red vs. Blue«in»Bomb«(slika 3.6). 1. Prvi scenarij je»football«. Igralca se pomerita v nogometni tekmi. Prvi igralec, ki uspe doseči tri zadetke, je zmagovalec tekme. Igralni scenarij ima ozadje, ki zgleda kot nogometni teren in glavni igralni objekt (zunanjo sliko), ki predstavlja nogometno žogo. 2. Drugi scenarij je»red vs. Blue«. Tukaj je zmagovalec tisti igralec, ki uspe trikrat prebarvati celotno igralno okno. Prvi igralec z zvokom spreminja barvo okna v rdeče od zgoraj navzdol, drugi pa v nasprotni smeri spreminja barvo okna v modro. 3. Tretji scenarij je»bomb«. Tukaj mora igralec premakniti igralni objekt oziroma bombo preko bele črtkane meje na igralni polovici nasprotnika. Bomba je upodobljena s pomočjo zunanje slike in jo je možno enostavno nadomestiti z drugim grafičnim objektom. Slika 3.6 Igralni scenariji za igre z dvema igralcema 3.5. Izgled igre Poskusili smo ustvariti dinamičen in unikaten izgled igre, ki bi dopolnil zgoraj opisane igralne scenarije. V ta namen smo izdelali animacije, ki tečejo v ozadju. Z namenom, da bi bile 17

28 animacije, ki potekajo v ozadju vedno vidne, so vsi uporabniški vmesniki sestavljeni iz razreda Dialog Animacija igre Glavna ideja za animacije v igri je bila, da je ozadje čim bolj dinamično, barvno in veselo. Animacije so implementirane s pomočjo razreda SurfaceView, v katerem se izrišejo vsi pogledi na glavno aktivnost (ang. main activity). Animacija je izdelana tako, da se generira več objektov na naključni višini zaslona in na naključni lokaciji znotraj širine zaslona. Animacije so sestavljene iz slike glavnih igralnih objektov in nasproti letečih objektov. Za obarvanje ozadja je na voljo 39 barv, ki se skupaj z objekti spreminjajo v naključnem vrstnem redu. Pri izbiri barv smo si pomagali s spletno stranjo flatuicolorpicker [10] ki vsebuje ustrezne kombinacije barv. Nove barve lahko v obliki nizov (ang. string) dodamo v vire (ang. resources) aplikacije. Slika 3.7 prikazuje izbrane kombinacije animacij ozadja igre. Slika 3.7 Animacije ozadja igre v različnih barvnih kombinacijah. 18

29 3.5.2 Uporabniški vmesnik Ker za pogled v glavnih aktivnostih uporabljamo animacijo, smo morali uporabniški vmesnik prikazati s pomočjo oken tipa Dialog. Izdelali smo posebna pregledna okna, ki v ozadju prikazujejo animacije. Za ozadje vsakega okna smo izbrali transparentno sivo barvo, zaobljene robove in meje bele barve. Komponente uporabniškega vmesnika smo narisali v programskem orodju Inkscape [11] in jih nato prenesli v orodje Android Studio. Da bi dali bolj poudaril animacijo v ozadju, smo pri risanju komponent uporabniškega vmesnika uporabili belo barvo. Slika 3.8 Glavni uporabniški vmesnik Po vklopu igre najprej vidimo glavni uporabniški vmesnik. Sestavljen je iz transparentnega okna Dialog, ki v ozadju prikazuje animacije (slika 3.8). Na glavnem uporabniškem vmesniku vidimo pet gumbov: 19

30 Gumb za enega igralca, ki je v obliki kroga v katerem piše "SINGLE PLAYER". Na njegovem zgornjem levem delu vidimo ilustrirano eno vrstico z amplitudami zvočnih signalov. Gumb za dva igralca, ki je v obliki kroga v katerem piše "MULTI PLAYER" in ima dve ilustrirani vrstici z amplitudami zvočnih ukazov, eno na zgornjem levem delu, drugo na spodnjem desnem delu. Gumb za prikaz najboljših dosežkov, ki je v obliki kroga, znotraj katerega vidimo prosojni del v obliki zvezde, v katerem piše "BEST SCORE". Gumb za poučni modul, v obliki kroga znotraj katerega vidimo knjigo z ilustrirano vrstico z amplitudami in napisom "SOUND". Gumb za spreminjanje nastavitev, v obliki kroga, znotraj katerega piše "SETTINGS". Ob dotiku na gumb za enega ali dva igralca se odprejo okna za izbiro igre, ki jih prikazuje slika 3.9. Struktura uporabniškega vmesnika je za oba načina igranja igre (za enega oziroma dva igralca) enaka in vsebuje seznam z dostopnimi igralnimi scenariji (slika in ime scenarija), gumb za povrnitev na prejšnji zaslon in gumb, ki naključno izbere scenarije. Uporabniški vmesnik za enega igralca je dostopen v pokončnem in ležečem položaju, vmesnik za dva igralca pa je dostopen le v pokončnem položaju. Slika 3.9 Okna za izbiro igre 20

31 Uporabniški vmesnik za enega igralca vsebuje še dva vmesnika, ki se lahko pojavita tekom igre, in sicer vmesnik za pavzo in vmesnik za konec igre. Vmesnik za pavzo prikazuje sliko s krogom, znotraj katerega vidimo simbol za pavzo in dva gumba. Prvi gumb omogoča izklop trenutnega izbranega igralnega scenarija in vrnitev nazaj v uporabniški vmesnik za izbiro igralnih scenarijev (slika 3.10). Drugi gumb omogoči nadaljevanje igre. Na vmesniku za konec igre vidimo število trenutno doseženih točk, dosedanji rekord igre, gumb za prikaz prejšnjega zaslona (ang. backwards) in gumb za novo igro. Oba uporabniška vmesnika sta dostopna v ležečem ali pokončnem položaju, odvisno od izbranega načina igranja (slika 3.10). Slika 3.10 Uporabniški vmesnik za pavzo in konec igre v enouporabniškem načinu igranja iger 21

32 Uporabniški vmesnik za dva igralca vsebuje tri uporabniške vmesnike (slika 3.11). Vsi trije vmesniki so dostopni samo v pokončnem položaju. Vmesnik za pavzo je enak kot pri enouporabniškem načinu, vmesnik za prikaz trenutnega rezultata pa je sestavljen iz gumba za nadaljevanje igre na sredini okna in prikaza števila doseženih točk na vsaki strani okna (zgoraj in spodaj). Zadnji vmesnik je vmesnik, ki se pojavi ob doseženi zmagi. Sestavljen je iz gumba za novo igro, izpisa zmagovalca in števila doseženih točk za vsakega igralca posebej. Slika 3.11 Uporabniški vmesnik za igro z dvema igralcema 3.6. Spreminjanje nastavitev igre V uporabniškem vmesniku za nastavitve lahko uporabnik izbira in spreminja nastavitve igre (slika 3.12). Uporabnik lahko izbere med tremi načini igranja za enega igralca: Monokanalen način, v katerem uporablja snemanje zvoka, (glejte podpoglavje 2.2.1). Igralni scenariji so v pokončnem položaju. Način 3D zvoka, v katerem uporablja snemanje zvoka, (glejte podpoglavje 2.2.3). Igralni scenariji so v ležečem položaju. Stereo način, v katerem uporablja snemanje zvoka, (glejte podpoglavje 2.2.2). Igralni scenariji so v ležečem položaju. 22

33 V dvouporabniškem načinu lahko uporabnik izbere med: Stereo načinom, v katerem uporablja snemanje zvoka, (glejte podpoglavje 2.2.2). Igralni scenariji so v pokončnem položaju. Načinom s povezavo bluetooth, pri katerem uporablja snemanje zvoka, (glejte podpoglavje 2.2.1) s pomočjo komunikacije bluetooth med dvema mobilnima napravama. Igralni scenariji so v pokončnem položaju. Izbor uporabnika se shrani v pomniknik naprave s pomočjo izdelanega razreda GamePreferences. Le-ta za shranjevanje podatkov uporablja razred SharedPreferences. Shranjevanje podatkov se uporablja v logiki igre in v uporabniškem vmesniku z namenom, da bi igra potekala po izbranih nastavitvah. Uporabniški vmesnik za nastavitve vsebuje gumb za nazaj in drsnik, s katerim uporabnik izbira občutljivost premikanja v igri. Na voljo je pet nivojev občutljivosti. Shranjevanje izbire občutljivosti poteka na podoben način kot shranjevanje izbire načina igranja. Slika 3.12 Uporabniški vmesnik za spreminjanje nastavitev 23

34 3.7. Rekord igre Z namenim, da bi naredili igro bolj zabavno in tekmovalno, smo dodali rekord igre za enega igralca (slika 3.13). Po koncu igre se v logiki igre preverja ali je igralec uspel preseči svoj trenutni rekord. V primeru ko ga je presegel, se shrani nov rekord. Tukaj smo dodali tudi števec igre, ki šteje dokončane igre in shrani njihovo skupno število. V primeru, ko uporabnik tekom igranja izklopi igro, se to ne šteje kot dokončana igra. Rekord igre lahko pogledamo v dialogu za novo igro, ki se pojavi v igralnem scenariju ali pa v uporabniškem vmesniku za rekord igre. Uporabniški vmesnik za rekord igre, je sestavljen iz gumba za prehod na prejšnji zaslon, slike v obliki zvezde, v kateri je izpisan rekord in prikaza skupnega števila do sedaj končanih iger na napravi (slika 3.13). Slika 3.13 Uporabniški vmesnik za prikaz rekorda igre 24

35 3.8. Izobraževalni del igre V izobraževalnem delu igre lahko uporabnik preveri, kako igra deluje in se s tem nauči fizikalnih zakonitosti. Naprej bomo razložili uporabniški vmesnik izobraževalnega dela igre, potem še njegove funkcionalnosti. Uporabniški vmesnik prikazuje slika Sestavljen je iz zavihka, v katerem se prikazujejo odseki zajetih signalov, orodjarne, v kateri so prikazane ikone za izbiro različnih prikazov signala, imena zavihka in gumba za prehod na prejšnji zaslon. Izobraževalni del igre je sestavljen iz štirih zavihkov: Monokanalni zavihek prikazuje snemanje zvoka, razloženo v podpoglavju V tem zavihku se izrisujejo vrednosti amplitude zvoka. Risanje amplitud se osvežuje v realnem času. Stereo zavihek vizualizira snemanje, razloženo v podpoglavju V tem zavihku se izrisujejo vrednosti amplitude zvoka posebej za levi (z rdečo barvo) in za desni kanal (z modro barvo). V središču zaslona se nahaja slika s puščico, ki prikazuje kateri kanal ima trenutno večjo povprečno vrednost amplitude. Omenjeni kanal predstavlja tudi smer prevladujočega zvoka. Risanje se vrši v realnem času. Zavihek za prikaz prečne korelacije med levim in desnim kanalom prikazuje snemanje, razloženo v podpoglavju Z belimi krogi se izrišejo vse izračunane vrednosti prečne korelacije, povezuje pa jih bela črta. Pozicija z največjo vrednostjo se označi z rdečo barvo. Risanje se vrši v realnem času. Zavihek z informacijami vsebuje splošne informacije o načinih snemanja in risanja zvočnih posnetkov. 25

36 Slika 3.14 Uporabniški vmesnik izobraževalnega dela igre 3.9 Povezava preko vmesnika bluetooth Dodaten način dvouporabniškega igranja s pomočjo dveh naprav, povezanih preko vmesnika bluetooth, rešuje problem prenosljivosti igre (več o prenosljivosti igre je navedeno v poglavju 4.3). Ta način igranja uporablja monokanalen način snemanja zvoka, ki deluje na vseh mobilnih napravah. Komunikacijo preko vmesnika bluetooth 6 smo izdelali po modelu gospodarsuženj (ang. master-slave 7 ). Naprava, ki sproži povezavo je gospodar in nadzira celoten potek igre (izbira scenarija, pavza, nova igra in izklop igre). Druga naprava pa je suženj in na tej napravi lahko igralec samo uporablja zvok za igranje igre, ki jo je izbral gospodar. Da bi uspešno integrirali povezavo med dvema napravama preko vmesnika bluetooth, smo izdelali več pomožnih razredov: 6 Bluetooth je varna brezžična tehnologija za povezovanje različnih digitalnih elektronskih naprav na razdaljah do nekaj metrov. Namenjen je pošiljanju elektronske pošte, prostoročnem telefoniranju in prenašanju datotek, kakor tudi igranju igric, brskanju po spletu in tiskanju [18]. 7 Gospodar/suženj (ang. master/slave) je model komunikacije, v katerem ena naprava ali proces vsebuje enosmerna kontrolo nad eno ali več napravami ali procesi [20]. 26

37 Razred BluetoothEnabler je razred, ki preverja ali naprava podpira tehnologijo bluetooth oziroma ali je vmesnik bluetooth vklopljen. V primeru da ni, vpraša uporabnika, ali želi vklopiti vmesnik bluetooth. Razred BluetoothpairedDevices preverja prisotnost drugih naprav z vmesniki bluetooth v bližini naprave gostiteljice. Vsebuje metodo, ki izpiše seznam vseh z našo napravo povezanih naprav. Razred BluetoothService je nadgradnja storitve, ki jih uporabljamo v igri. Vsebuje mono način snemanje zvoka, oddajnik in sprejemnik. Glavna razlika je, da storitev vsebuje nit, ki je oddajnik in nit, ki je sprejemnik. Ob zagonu storitve na napravi se vklopi nit, ki preveri prisotnost ostalih naprav z vmesnikom bluetooth. V uporabniškem vmesniku se prikaže seznam najdenih naprav. Ob izboru naprave iz seznama se začne nit za oddajanje in obe napravi se med sabo povežeta. V primeru, ko je povezava uspešna, se zažene nit, ki je implementirana v razredu BluetoothInputOutputThread. Razred BluetoothInputOutputThread je sestavljen iz razredov BluetoothSocket in GameDataObject. Ta razred omogoča prenos podatkov (serializiranih objektov GameDataObject) med napravami. razred GameDataObject vsebuje vse podatke, ki jih potrebujemo za igro in komunikacijo med napravami. Razred GameLogicBluetooth razširja logiko igre za dva igralca. Vsebuje tudi krajše dodatne metode, ki so potrebne za povezavo preko vmesnika bluetooth. V tem razredu se izvedejo vsi izračuni igre. Ta razred uporabimo na napravi, ki je gospodar v komunikaciji preko vmesnika bluetooth. Razred GameLogicBluetoothSlave je poenostavljena različica razreda GameLogic, v katerem poteka sprejemanje podatkov. Ta razred pokličemo na napravi, ki je suženj v komunikaciji preko protokola bluetooth. Način igranja preko vmesnik bluetooth uporablja isti grafični prikazovalnik in enake igralne scenarije kot stereo način igranja za dva igralca. 27

38 4. Testiranje igre Proces testiranja predstavljene igre je bil zahteven, saj v igri uporabljamo mikrofone, ki jih ne moremo uporabljati v virtualni napravi Android. Zato smo lahko igro testirali le na fizični napravi. Po drugi strani je bilo testiranje tudi zabavno, saj smo večina časa igrali igro. Za temeljito testiranje smo potrebovali več različnih mobilnih naprav. Vsaka naprava je namreč sestavljena iz različnih komponent, vsak model mobilne naprave ima različen zaslon in različne mikrofone. Mi smo uporabili štiri različne mobilne naprave (LG Nexus 5 [12], LG G3 [13], Samsung Galaxy S6 [14] in Samsung I9300 Galaxy S III [15]). Vsak zaslon ima različno velikost in različno gostoto pikslov. To je pomembno, ker morajo imeti igra in vsi uporabniški vmesniki podoben izgled na vsaki napravi. Igro smo testirali na napravah z ločljivostjo , in pikslov. Pri testiranju smo priklopili igro na vse naprave istočasno in istočasno primerjali izgled igre med različnimi napravami. Pogledali smo, katera ločljivost zaslona in velikost igralnega objekta sta najbolj optimalni za pravilen potek igre pri vsakem igralnem scenariju. S pomočjo pridobljenih podatkov smo izdelali razred GameDimensions, ki preveri ločljivost zaslona mobilne naprave in izračuna velikost igralnega objekta in vseh ostalih komponent igre, ki jih uporabljamo v igralnem scenariju. Adaptacija uporabniškega vmesnika na različne ločljivosti zaslona je bila izdelana s pomočjo vrednosti, izraženih v entah dp 8, ki so podprte tudi v okolju Android Studio. Žal nismo sledili standardiziranemu načinu testiranja. Najprej smo poskusili s snemanjem in s poslušanjem zvočnih posnetkov, kar se je izkazalo za neuspešno. Nato smo opravili bolj uspešno testiranje z risanjem amplitud, ki ga bomo opisali v nadaljevanju. Nujni pogoj pri testiranju je bil, da se samo testiranje izvaja v tihem prostoru brez šumov v ozadju. 8 Device independent pixel (tudi density-independent pixel, dip, dp) je fizična enota merjenja velikosti piksla, ki temelji na koordinatnem sistemu računalnika in predstavlja abstrakcijo piksla za uporabo v aplikacijah. Operacijski sistem jo samodejno pretvori v fizične piksle na mobilni napravi. [21] 28

39 4.1. Pravilnost zaznave intenzitete in smeri zvočnih ukazov V diplomski nalogi uporabljamo tri načine obdelave zvočnega signala. Vsak način smo testirali z namenom, da bi določili najboljši igralni položaj. Testiranje smo izvedli v tihi sobi z mizo na sredini sobe. Na mizo smo narisali vse testne pozicije mobilne naprave. Testiranja so bila izvedena s pomočjo poučnega dela igre, saj le-ta del vsebuje vizualizacijo zvoka in prikazuje vrednosti amplitud iz avdio posnetkov. Podrobno testiranje smo izvedli s pomočjo dveh mobilnih naprav. Prva testna naprava je snemala zvok. Druga naprava je predstavlja izvor zvoka. Kot testno napravo smo uporabili mobilno napravo Nexus z razdaljo med mikrofoni 137,9 mm. Za predvajanje zvoka smo uporabili iphone 4s [16]. Kot testni zvok smo uporabili zvok sirene, ki je trajal 15 sekund. Slika 4.1 Testne pozicije mobilnih naprav Narisali smo koordinatni sistem s centrom in različnimi pozicijami mobilnih naprav okoli centra, na razdalji deset, dvajset in trideset cm (slika 4.1). Na vsaki razdalji smo testirali različne testne kote (od 0 do 360 stopinj, najmanjši kot med dvema pozicijama na isti razdalji je bil 45 stopinj). Na vsaki poziciji smo testirali zvok s tremi intenzitetami (30%, 60% in 100% glasnosti zvočnika na iphone 4s). Skupno smo izvedli 72 različnih testov. 29

40 Naprava, na kateri smo testirali je bila pozicionirana v centru koordinatnega sistema v horizontalnem položaju, napravo z izvorom zvoka pa smo pozicionirali na različne testne pozicije tako, da je bil zvočnik obrnjen proti centru koordinatnega sistema (slika 4.2). Pri testiranju smo uporabili izobraževalni del igre, ki v delu za vizualizacija stereo zvočnih posnetkov (poglavje 2.2.2) vsebuje vmesnik, ki prikazuje, kateri kanal je glasnejši. Slika 4.2 Proces testiranje Testirali smo stereo obdelavo zvoka. Ugotovili smo, da razdelitev kanalov deluje brez težav in da je najboljša pozicija za igranje igre na razdalji od 10 do 30 cm v smeri zveznice med mikrofonoma na napravi Nexus. Na sliki 4.3 prikazujemo rezultate testiranja. Vidimo, da se je pojavila majhna anomalija, ko smo testirali z zvokom, ki je imel intenziteto med 60 % in 100%. Takrat smo postavili izvor zvoka na razdaljo 10 cm od koordinatnega izhodišča pri kotu 270 stopinj. V tej poziciji smo pričakovali, da bosta imela kanala enako intenziteto zvoka, a pri testiranju se je pokazalo, da je desni kanal glasnejši. Kanala smo obravnavali kot enako močna, kadar je bila absolutna razlika med povprečno absolutno vrednostjo glasnosti oziroma amplitud levega in desnega kanala manjša od 5. 30

41 Pri obdelavi monokanalnega zvoka smo testirali manj igralnih pozicij, saj je ta obdelava zvoka odvisna samo od intenzitete zvočnega posnetka. Zaključili smo, da je najboljša pozicija na razdalji med 10 in 20 cm od mikrofona naprave (v večini primerov je za to obdelavo zvoka naprava uporablja en sam mikrofon, ki se je nahajal na spodnjem delu naprave). Slika 4.3 Rezultati testiranj obdelave stereo zvočnih posnetkov. Protokol bluetooth uporablja monokanalno obdelavo zvoka. Zaradi tega veljajo zanj enaki rezultati testiranj, kot smo jih predstavili v prejšnjem odstavku. Pri uporabi komunikacije bluetooth smo dodatno testirali razdaljo med dvema igralcema.testirali smo razdalje med igralcema 1 m, 2 m in 3 m. Komunikacija in igra sta delovali brez težav. Najoptimalnejše delovanje igre smo opazili, ko sta bila igralca orientirana eden proti drugemu. Za testiranje obdelave s prečno korelacijo smo uporabili iste testne pozicije kot pri testiranju stereo posnetkov. Pri tem smo shranili samo pozicijo maksimalnega vzorca prečne korelacije. Pri testiranju smo dobili pričakovane rezultate (slika 4.4). Ta način obdelave signalov je bil zelo odziven. Izkazalo se je tudi, da je ta obdelava bolj občutljiva na kote, ker so se vrednosti večinoma spreminjale samo ob spremembi kota, sama razdalja in intenziteta zvoka pa nista imeli večjega vpliva (slika 4.4). Priporočljiva pozicija za igranje je na razdalji cm od mikrofona, ko je naprava v horizontalnem položaju. 31

42 Slika 4.4 Rezultati testiranja obdelave s prečno korelacijo 4.2. Uporabniška izkušnja Največ pomanjkljivosti igre opazijo končni uporabniki igre. Zaradi tega smo se odločili pokazati igro petim prostovoljcem. Prostovoljci so se prvič srečali z igro in pomembno je bilo upoštevati njihove povratne informacije o interakciji z igro, načinu igranja in komunikaciji z uporabniškim vmesnikom. Uporabniki so podali vtise o igri in njenih pomanjkljivostih, kot tudi predloge za njene izboljšave. Na podlagi pridobljenih odgovorov smo vnesli popravke, ki so bili v največjem delu povezani z izgledom uporabniškega vmesnika. Uporabniki so izpostavili tudi problem visoke težavnosti igre. Zato smo naknadno upočasnili premikanje nasproti letečih objektov, njihovo hitrost potovanja pa smo naredili premo sorazmerno s časom igranja. To je ustrezalo različnim težavnostim igre. Pri igranju igre so uporabniki tudi opazili, da se zaslon po določenem času izklaplja. To smo rešili tako, da smo onemogočili izklop zaslona dokler uporabnik igra igro. 32

43 4.3. Prenosljivost igre Igra deluje na operacijskem sistemu Android Lollipop 5.1, ki je najnovejša različica. Pričakovali smo, da bo igra delovala zadovoljivo na vseh napravah, ki podpirajo ta operacijski sistem. V praksi se je žal izkazalo, da to ni v celoti res. Uporaba mikrofonov na napravi v igri namreč povzroča težave pri njeni prenosljivosti, predvsem zaradi dejstva, da vsaka naprava ne vsebuje dveh mikrofonov. Tudi v primeru, ko ju vsebuje, so lahko ti mikrofoni zelo različni oz. imajo različne občutljivosti in različno razdelitev kanalov. Zaradi omejenega dostopa do mobilnih naprav smo opravili testiranje igre na naslednjih štirih mobilnih napravah: LG Nexus 5: na tej mobilni napravi smo testirali igro med njenim razvojem in vsi deli igre delujejo brez težav. LG G3: ta mobilna naprava vsebuje zaslon z večjo ločljivostjo ( ), zaradi tega smo morali popraviti določene dele igralnih scenarijev in uporabniškega vmesnika. Razdelitve kanalov na tej napravi nismo uspeli pravilno implementirati in zaradi tega smo igro testirali le s snemanjem zvoka v monokanalnem načinu. Samsung Galaxy S6: igra je potekala podobno kot pri napravi LG G3. Izdelali smo le majhne popravke, povezane z zaslonom (igra je zdaj prikazana na celem zaslonu). Vsi uporabniški vmesniki delujejo brez težav. Žal smo naleteli na podobne težave z razdelitvijo kanalov kot na napravi LG G3. Samsung I9300 Galaxy S III: čeprav nismo testirali končne verzije igre, je razdelitev kanalov delovala brez težav. Največji izziv, na katerega smo naleteli, je bil proces razdelitve kanalov, brez katerega igra ne more delovati v dvouporabniškem načinu. Ta izziv smo rešili z izdelavo načina igranja s povezavo bluetooth med dvema napravama in z uporabo snemanja zvoka v monokanalnem načinu (ta način podpirajo vse naprave). Vsi ostali deli igre, ki niso povezani z razdelitvijo kanalov (igralni scenariji, animacije in uporabniški vmesniki) delujejo brezhibno na vseh testnih napravah. 33