Verkkopohjaisen VR-pelin suunnittelu ja toteutus Unity-pelimoottorilla

Abstract

Opinnäytetyössäni tutkin verkkopohjaisia VR-sovelluksia ja niiden taustalla olevia teknologioita. Verkkopohjaisella VR-sovelluksella tarkoitetaan sovellusta, joka toimii suoraan käyttäjän verkkoselaimessa ja jota käytetään virtuaalitodellisuuslaitteella. Kaksi tärkeintä teknologiaa niiden taustalla ovat WebGL- ja WebXR-ohjelmointiraja pinnat. WebGL on vuonna 2011 julkaistu rajapinta, joka mahdollistaa reaaliaikaisen grafiikan esittämisen verkkosivuilla. Vuonna 2018 julkaistun WebXR-rajapinnan avulla verkkopohjaiset sovellukset pystyvät kommunikoimaan erilaisten AR- ja VR-laitteiden kanssa. Verkkopohjaisten VR-sovellusten suurin etu tavallisiin VR-sovelluksiin verrattuna on niiden käytännöllisyys. Käyttäjän ei tarvitse ladata ja asentaa mitään erillistä ohjelmaa, vaan riittää, että hän navigoi internetsivulle, jossa sovellus on. Verkkopohjaisia VR-sovelluksia voi luoda käyttämällä erilaisia JavaScript-pohjaisia sovelluskehitystyökaluja tai Unity-pelimoottoria.

Opinnäytetyön työosuudessa suunnittelin ja toteutin oman verkkopohjaisen VR-pelin Unity-pelimoottorilla. Unity ei vielä virallisesti tue WebXR-rajapintaa, mutta siihen on saatavilla kolmannen osapuolen WebXR-työkalut, joiden avulla sovelluskehitys onnistuu. Keskityin pelin suunnittelussa ja toteutuksessa erityisesti verkkopohjaisten teknologioiden suorituskykyrajoituksiin, ja tutkin, kuinka laajan ja monimutkaisen pelimaailman pystyn tekemään niiden puitteissa. Peliä pystyy pelaamaan tietokoneeseen yhdistetyillä VR-laseilla yleisimpien selainten kautta. Opinnäytetyön lopussa kerron, mitä opin pelikehitysprosessin aikana ja mitä kannattaa ottaa huomioon verkkopohjaista VR-peliä tehdessä.

In my thesis, I research web-based VR applications and the technologies behind them. Web-based VR application refers to an application that runs directly in the user's web browser and is used with a virtual reality device. The two most important technologies behind them are WebGL and WebXR application programming interfaces. WebGL is an interface published in 2011 that enables real-time graphics to be displayed on websites. The WebXR interface, released in 2018, enables web-based applications to communicate with various AR and VR devices. The biggest advantage of web-based VR applications over standard VR applications is their practicality. The user does not need to download and install any separate program, it is enough for him to navigate to the website where the application is. Web-based VR applications can be created using various JavaScript-based application development tools or with the Unity game engine.

In the work part of the thesis, I designed and implemented my own web-based VR game using the Unity game engine. Unity does not yet officially support the WebXR interface, but there are third-party WebXR tools available for application development. In the design and implementation of the game, I focused especially on the performance limitations of web-based technologies and researched how wide and complex a game world I can make before I start to hit the limitations. The game can be played with VR glasses connected to a computer through the most common browsers. At the end of the thesis, I'll tell you what I learned during the game development process and what you should take into consideration when making a web-based VR game.