Разработка приложений
Приложение было разработано в среде игрового движка Unity 3D Personal, который является свободно доступным для разработки игр.
Разработанное приложение "The Serious Game" включает в себя два виртуальных тура по Древней Агоре в Афинах за два разных периода времени.
Имеющиеся данные
Для разработки игры использовались различные виды фотографий и снимков.
Во-первых, для создания рельефа местности, на которой были размещены 3D-модели памятников, для создания 3D текстурированной местности были доступны растровое изображение DSM и соответствующее им ортопедическое изображение местности с GSD 50 см.
Для разработки игры использовались различные виды 3D текстурированных моделей. Эти модели различаются не только по своему происхождению, но и по эпохе, поскольку некоторые из них иллюстрируют сложившуюся ситуацию, а некоторые исторически перестроены.
К первой категории относятся 3D-модели гиганта Одеона Агриппы, созданные для дипломной работы в Лаборатории фотограмметрии НТУА и юго-западной части фондов Среднего Стоа по результатам работы аспирантов.
Храм Гефеста относится ко второй категории и его 3D модель была создана с помощью лазерного сканера ToF, который присваивает цветовую информацию о точках.
Этап текстурирования здания был выполнен в программе Geomagic Studio, в которой была составлена карта текстуры каждой части памятника, чтобы получить окончательную 3D модель.
Третья категория включает юго-западную часть Средней Стоа, 3D-модель которой была исторически реконструирована. Реконструкция была выполнена по различным имеющимся данным, включая: старые чертежи, изображения, существующую литературу и предположения экспертов.
Особенно детализированные артефакты, такие как имитация, были созданы с помощью методов на основе изображения структуры из движения (SfM).
Все имеющиеся данные, которые были использованы, оцениваются на предмет их достоверности с точки зрения точности и вероятности.
К четвертой категории относятся модели, созданные с использованием методов на основе образов из движения (SfM). К этой категории относятся артефакты Средней Стоа, как уже упоминалось выше, и 3D модель церкви Святых Апостолов.
Для 3D-модели церкви Святых Апостолов были сделаны цифровые изображения с большим перекрытием с каждой стороны здания, за исключением северной, для создания 3D-модели каждой стороны церкви.
Для создания 3D-моделей использовалось программное обеспечение Agisoft Photoscan. Затем эти модели были выровнены в программе Geomagic Studio с использованием общих характерных точек, таких как углы окон, дверей и т.д, чтобы создать окончательную 3D модель церкви.
Так как церковь имеет симметричную форму, 3D модель северной стороны такая же, как и южная, и оттуда она была взята и зарегистрирована в окончательную модель.
Для трехмерных моделей артефактов также были сделаны цифровые изображения, но для проведения процедуры был использован сервис 123D Catch компании Autodesk. Эти модели были вставлены в программное обеспечение 3D Studio Max и объединены в одну для создания Sima.
В пятой категории представлены модели, взятые из библиотеки 3D Warehouse library. Эти модели были разработаны с помощью программного обеспечения Sketchup, с помощью которого пользователь может создать 3D-модель объекта в соответствии со своим планом этажа, а затем текстурировано изображение, полученное даже с помощью собственной камеры или из Интернета.
Когда 3D модель будет готова, пользователь может загрузить ее в Интернет, чтобы другие пользователи могли увидеть ее и даже использовать.
Наконец, из библиотеки 3D хранилища были взяты дополнительные 3D-модели других памятников, чтобы завершить окончательный результат. Это памятники: Восточное здание, Южная Стоа II, храм Ареса, Вулефтирион, метро, Айакейон, Толос и Фонтанный дом.
Среда игрового движка
Unity 3D - это гибкая и мощная платформа разработки для создания 2D и 3D интерактивных игр на различных платформах. Это полноценная экосистема для всех, кто стремится создать приложение для создания высококачественного контента и связи со своими самыми лояльными и увлеченными игроками и клиентами. Он идеально подходит для создания среды для ПК, консолей, мобильных устройств и веб-сайтов.
Существует две версии Unity 3D; первая версия называется Unity Pro и доступна за дополнительную плату, вторая версия называется Unity Personal и предоставляется бесплатно.
Для приложения Serious Game было решено использовать Персональную версию программы, так как бесплатная версия содержит все инструменты, необходимые для создания данного конкретного игрового приложения.
Интеграция данных
Во-первых, пустая местность создается в Unity , которая должна иметь те же размеры, что и изображение DSM. Затем изображение DSM области используется для создания рельефа местности. Это изображение было 32-битного формата, что в программном обеспечении невозможно сделать.
По этой причине было использовано программное обеспечение Photoshop для преобразования 32-битного изображения в сырой 16-битный формат и настройки размеров изображения для того, чтобы окончательное изображение DSM имело те же размеры, что и пустая местность.
Затем изображение DSM было вставлено в Unity и применено к пустой местности. Из-за резких колебаний, вызванных деревьями и некоторыми существующими зданиями, рельеф местности был сглажен с помощью инструментов, доступных в Unity. Затем рельеф местности был структурирован с помощью соответствующего рисунка.
Все доступные 3D модели имеют различные форматы файлов (объектный, макс, кисть, запястье) в связи с различными методами их производства.
По этой причине все модели были конвертированы в формат fbx, которым можно управлять с помощью Unity. Более того, для вставки моделей Храма Гефеста и фундаментов Среднего Стоа, информация была уничтожена до 70%, чтобы облегчить их для Unity.
Впоследствии 3D-модели были вставлены в программное обеспечение. После вставки были обнаружены некоторые проблемы в текстуре некоторых моделей. Прежде всего, в некоторых моделях, созданных с помощью SfM или лазерного сканера, текстура не применялась.
В этом случае текстура была применена вручную путем повторной вставки текстур. Вторая проблема заключалась в том, что в 3D-моделях церкви Святых Апостолов и Храма Гефеста текстура была слишком темной.
Заключительные замечания и перспективы на будущее
Игра все еще находится в стадии разработки, поэтому расширение приложения с большим количеством опций необходимо и продолжается.
Первая - это создание викторины, в которой пользователю будет предложено ответить на несколько вопросов о каждом посещенном им памятнике. Эти вопросы будут касаться истории, архитектуры каждого памятника и т.д.
В случае правильного ответа пользователь сможет продолжить работу. В случае неправильного ответа, игра будет обучать пользователя давать ему правильный ответ, а затем позволит ему продолжить игру.
Создание системы баллов будет еще одним вариантом, который означает, что пользователь выиграет баллы за каждый правильный ответ и будет отправлен в исходную точку, например, после двух неправильных ответов.
3D-моделями, разработанными с помощью лазерного сканера ToF, было немного сложно управлять в Unity, в основном из-за их размера.
С другой стороны, очень полезно использовать реалистичные 3D модели для создания приложений для игр Serious Games, так как игрок может увидеть, как выглядел памятник в случае, если его не существует и как выглядят некоторые памятники сегодня, если пользователь не имеет возможности посетить их по разным причинам.
