Äänirajapinnan toteutus Kajak3D-pelimoottoriin

Abstract

Kajak3D-pelimoottori on usean alustan pelimoottori, joka toimii Windows-, Maemo- ja iPhone-alustoilla. Sen on kehittänyt Kajaanin ammattikorkeakoulun pelilaboratorio. Sitä jaetaan ilmaiseksi Kainuun-alueen yritysten käyttöön. Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli toteuttaa äänirajapinta Kajak3D-pelimoottoriin.

Videopelit ovat kehittyneet videopelien 60-vuotisen historian aikana jokaisella osa-alueella. Interaktiivinen äänentoisto on vähitellen saavuttanut elokuvien tason myös matkapuhelin laitteissa. Äänentoistolaitteita ohjataan äänikirjastoilla. Äänikirjastot voivat olla mm. käyttöjärjestelmä tai laitekohtaisia. Videopelit sisältävät nykyään valtavan määrän yhtäaikaisia mono- ja stereoääniä, jotka voidaan miksata reaaliajassa surround-ääniksi. Äänien toistaminen voi tapahtua puskuroimalla koko äänitiedosto kerralla tai streamaamalla eli puskuroimalla pieni osa tiedostoa toistoa varten. Äänentoisto formaatin ja tiedoston toistotavan valinta riippuu alustasta ja käyttötilanteesta.

Kajak3D-pelimoottori tukee tällä hetkellä Windows-, Maemo- ja iPhone-alustoja, sekä siihen kehitetään parhaillaan tuki myös Android-alustalle. Tämän opinnäytetyön lopputuote Kajak3D-äänirajapinta tukee samoja alustoja, joskin Android-alustan tukeminen jää jatkokehityksestä vastaavien tahojen käsiin. Alustat eroavat toisistaan niin työkaluiltaan kuin käännösprosessiltaan.

Äänirajapinnan toteutus alkoi asiakasvaatimuksesta, jonka pohjalta toteutin vaatimusmäärittelyn. Äänirajapinnan toiminnallisuus piti suunnitella vaatimusmäärittelyn pohjalta. Perustoteutus alkoi Windows alustalla. Kun perustoteutus oli valmis, äänirajapinnan kääntäminen muille alustoille alkoi. Käännösten valmistuttua oli vuorossa testaaminen, jossa vaatimusmäärittelyssä esitetyt kohdat testattiin. Äänirajapinnan rakenne on melko yksinkertainen. Sen käytössä on huomioitava tietty järjestys, että äänirajapinta toimii oikein. Äänirajapinnan käyttämät ulkoiset kirjastot toimivat tietyllä tapaa ja osa niistä on sidoksissa Kajak3D-pelimoottorin toiminnallisuuteen.

Opinnäytetyön alussa käsiteltiin videopeliäänten historia ja nykypäivää, sekä digitaalisen äänentoiston teoriaa. Toteutusalustojen erot ja äänirajapinnan kääntäminen selitettiin kappaleessa 3 ja 4. Äänirajapinnan rakenne ja funktiot kerrottiin kappaleessa 5. Äänirajapinnan toteutus onnistui hyvin, mutta siinä on edelleen puutteita. Jatkokehityksessä se pitäisi kääntää Android-alustalle, sekä lisätä tuki muille tarvittavalle äänitiedostomuodoille. Äänirajapinnan perustoiminnallisuutta voisi myös virtaviivaistaa.

The Kajak3D engine is a multiplatform game engine made by the Kajak Game Development Laboratory of the Kajaani University of Applied Sciences. Currently Kajak3D works on Windows, Maemo and Iphone platforms. It is freely distributed to businesses in the Kainuu area. The purpose of this thesis was to produce the audio wrapper for the Kajak3D engine.

Video games have evolved during their almost 60-year history in every sector. Interactive audio has reached movie quality even on handheld devices. Audio devices are controlled with audio libraries and those libraries can be limited to one operating system or device. Games today have multiple mono and stereo tracks running at the same time, and the output can be mixed for a full surround playback in real time. The sound files can be buffered fully or streamed depending on the capability of the playback device.

Kajak3D works currently on Windows, Maemo and Iphone platforms and the support for the Android platform is under development. The end product of this thesis works in the same platforms, but the support for Android is not part of this thesis. Operating systems differ greatly from each other and the tools and the development process are different.

The development of the audio library started from making a customer specification. Requirement specification was made using the customer specification. After the requirements were clear, the design of the audio library could be started. The basic functionality was made for Windows. After that, the porting for the other platforms could be started. After the software worked on all the platforms, it was time to start the testing, in which all the requirements were tested. The structure of the wrapper is pretty simple, but there is a certain order in which the function calls must be made for it to work correctly. The external libraries that the wrapper uses also work in certain ways and some of them depend on the functionality of the Kajak3D engine.

The thesis started from the history of game sounds and explained the basic principles of digital audio. Platforms and their differences were explained in general. The thesis also contains the development process and the basic structure of the wrapper. There are some things to improve in the audio wrapper. Support for Android and other new platforms needs to be added. Also, some changes could be made to streamline the usage of the wrapper.