Dataorientoitunut suunnittelu ja funktionaalinen ohjelmointi Unityssä

Abstract

Unity-kehitysympäristö on noussut viime aikoina yhdeksi suositummista kehitysvälineistä pelialalla. Pelimoottorin vanhuus ja huonot arkkitehtuuriset ratkaisut ovat kuitenkin aiheuttaneet tilanteen, että Unity ei perustasoltaan ole enää riittävän hyvä pelien kehittämiseen. Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli tutkia parempia tapoja ohjelmoida pelejä, kuin nykyaikana on totuttu käyttämään ja soveltaa niiden käyttöä Unityssä ja lisäksi työn on tarkoitus toimia ohjeena ohjelmoijalle, joka haluaa tietoa vaihtoehtoisista ohjelmointitavoista Unityssä.

Tietoperusta koostuu pelikehinkehityksen nykytilasta, painottaen Unityllä kehittämistä, ja kahden ohjelmointimallin, dataorientoituneen suunnittelun ja funktionaalisen ohjelmoinnin, esittelystä. Tietoperustan pohjalta työssä luotiin esimerkki pelin arkkitehtuurista, jossa käytetiin esiteltyjä ohjelmointimalleja.

Teoriaosuus aloitettiin selvittämällä mitä haasteita pelinkehitys nykyään sisältää, mitä ongelmia nykyisissä ohjelmointikäytänteissä on ja mitä niissä pitäisi korjata. Ongelmien ratkaisuun käytettävistä ohjelmointimalleista esitellään teoria ja näytetään käyttökohteita kuvallisin esimerkein. Tämän lisäksi molempien mallien hyvät ja huonot puolet käsitellään. Työn viimeisessä osiossa testataan käytännössä esiteltyjen ohjelmointitapojen toimivuutta Unity-kehitysympäristössä. Opinnäytetyössä esitellään ohjelmoitua viitekehystä koodiesimerkein ja kerrotaan mitä vaikutuksia Unityn arkkitehtuurin ohittamisessa omalla viitekehyksellä on.

Opinnäytetyössä selviää, että uusien ohjelmointikonseptien omaksuminen on haastavaa ja niiden toteuttaminen käytännössä jo olemassa olevan arkkitehtuurin päällä vaikeaa. Oman viitekehyksen kehitys on kuitenkin suotavaa, sillä se parantaa koodin rakennetta, tekee koodipohjasta modulaarisemman ja toimii tehokkaammin, kuin pelkästään Unityn omien työkalujen käyttö. Opinnäytetyössä esiteltävää teoriaa ja koodiesimerkkejä on mahdollista käyttää oman viitekehyksen luomiseen Unityssä.

The Unity development platform has become one of the most popular game engines used by both indie and AAA developers. However, Unity is hindered by its architectural choices and outdated design. The purpose of this bachelor’s thesis was to research better ways to design game systems and to program in Unity. In addition, this thesis can act as a guide for readers, who are interested in alternative programming paradigms and methods to object-oriented programming.

The theoretical background consists of up-to-date information about data-oriented design and C#-specific functional programming. The theory is composed in a non-framework-specific way. The theoretical background was utilized to create an example game system in Unity.

The background consists of three sections. The first section discusses what is the status quo in game programming, including the special needs of game programming, a review of modern technology, the shortages of object-oriented programming and an overview of the Unity development platform. The second section examines data-oriented design and the third section explores functional programming in C#. The last section introduces examples on how to program a system for games in Unity using the previously discovered methods.

It was learned that adopting new programming concepts is challenging and applying them in practice can prove itself difficult. However, creating a framework for a specific game can be beneficial, as it increases the modularity of the code and the program’s performance is improved. The theory and code examples introduced in this thesis can be used to create a framework for games in Unity.