Lämpötilan simulointi hyödyntäen pelimoottoria

Abstract

Insinöörityön tarkoituksena oli perehtyä erilaisiin lämpösimulaatiototeutuksiin videopeleissä ja luoda todentuntuinen lämpötilasimulaatio Unity-pelimoottorissa. Insinöörityössä myös selvitettiin, mitä on huomioitava lämpötilamekaniikkoja peliin tehdessä.

Tavoitteena oli rakentaa pienen talon malli, jonka avulla voidaan testata simulaation toiminnallisuutta. Simulaatio koostuu lämpöhäviöosasta, jossa koodin avulla huoneiden lämpötilaa lasketaan ulkolämpötilaa kohti, ja lämmittimistä, jotka tuottavat lämpöenergiaa huoneen sisälle. Nämä toiminnallisuudet tehtiin toimimaan termodynamiikan kaavojen pohjalta.

Projektin aikana tutustuttiin Rimworldin yksinkertaiseen ja Stationeersin todentuntuiseen kaasusimulaatioon perustuviin lämpötilasimulaatioihin. Rimworldissä jokaisella huoneella on oma lämpötila, joka tasaantuu viereisten huoneiden ja ulkoilman kanssa katon ja seinien läpi. Stationeersissa simulaatio perustuu erikokoisiin ilmakehiin, joista on tiedossa niiden ainemäärä, tilavuus ja lämpöenergian määrä. Lämpöenergia siirtyy pelissä viereisten ilmakehien välillä tiettyjen kaavojen perusteella.

Insinöörityön toteutus tehtiin vaiheittain aloittaen yksinkertaisista mekaniikoista ja laitteista, joita työn edetessä lähdettiin kehittämään eteenpäin ja ominaisuuksiltaan todemman tuntuisiksi.

Insinöörityön tuloksena saatiin toimiva, joskin ominaisuuksiltaan vajaa, lämpötilasimulaatio, joka toimii Unity-pelimoottorissa. Työtä tehdessä myös selvisi, että realistisuus ei ole pelimekaniikoissa aina paras tavoite, vaan usein voi löytää yksinkertaisempia ratkaisuja, jotka toteuttavat samat vaatimukset.