Lineaarisen pelin kenttien luominen proseduraalisella generoinnilla

Abstract

Opinnäytetyössä tutkittiin, miten proseduraalista generointia voisi hyödyntää kenttien luomiseen lineaarisessa pelissä. Opinnäytetyössä selvitettiin, miksi proseduraalista generointia harvemmin käytetään lineaarisien pelien kenttien luontiin ja mitkä ovat sen vahvuudet ja heikkoudet. Lisäksi opinnäytetyössä tutkittiin, kuinka helppoa proseduraalinen generointi olisi ottaa käyttöön. Tämä selvitettiin tutkimalla erilaisia proseduraalisen generoinnin työkaluja ja algoritmeja. Algoritmeista valittiin yksi ja lopuksi tehtiin yksinkertainen prototyyppi Unity-pelimoottorissa hyödyntämällä valmiiksi tehtyä työkalua.

Opinnäytetyössä analysoitiin useampia algoritmeja ja niiden toimintaa. Lisäksi tutkittiin algoritmien yleisimpiä käyttötarkoituksia. Algoritmien käyttötarkoituksien ja käyttöönoton helppouden vertailun perusteella valittiin opinnäytetyössä käytettävä algoritmi WaveFunctionCollapse. Opinnäytetyössä käsiteltiin WaveFunctionCollapse- algoritmia hyödyntävän työkalun toimintaa ja tärkeimpiä siihen liittyviä skriptejä. Opinnäytetyössä selvitettiin, miksi proseduraalisen generoinnin työkalujen käyttö voi olla haastavaa.

Opinnäytetyössä huomattiin, kuinka tasojen luomiseen käytettävät 3D-mallit tulee suunnitella proseduraalisen generoinnin työkaluja varten. Opinnäytetyön prototyypin tuloksena oli, että kenttien luonti proseduraalisella generoinnilla vaatii laajaa ymmärrystä työkalujen toiminnasta, varsinkin, jos työkaluja haluaa muokata. Opinnäytetyössä huomattiin, kuinka eri algoritmit erikoistuvat erilaisten kenttien luomiseen. Opinnäytetyössä pohdittiin, kuinka algoritmien toimintaa voisi kehittää erityisesti lineaarisien pelien kenttien luomiseen.

The objective of this thesis was to gather information on how procedural generation can be used to create game levels. The aim was to find out why procedural generation is rarely used in linear games and discover the strengths and weaknesses of procedural generation in level creation.

The thesis studied focuses on how easy it is to start using procedural generation in a game project. In this thesis, multiple procedural generation tools and algorithms were compared with each other based on their most common use cases and the ease of starting out. In the thesis, algorithm called WaveFunctionCollapse was chosen for a prototype that was created using Unity game engine.

The thesis work used 3D-models for procedural generation. It was crucial for good results that the 3D-models were either specifically designed to be used with procedural generation or at the very least designed to fit in a uniform grid. The result of this thesis is that using procedural generation to create levels requires good knowledge of level design as it uses pre-made rules to create levels and needs clear rules to succeed.