Middleware zur Unterstützung architekturgetriebener Spielentwicklung: Optimierung des Entwicklungsaufwandes für browserbasierte MMOGs
Spielentwicklung ist ein umfangreiches Vorhaben und tangiert eine Vielzahl an Disziplinen. Dies provoziert die Frage nach Redundanzen, insbesondere im Bereich der Softwareentwicklung. Mit einem Fokus auf die Realisierung von browserbasierten Massively Multiplayer Online Games, werden im Rahmen diese...
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Jena
[2016?]
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| Summary: | Spielentwicklung ist ein umfangreiches Vorhaben und tangiert eine Vielzahl an Disziplinen. Dies provoziert die Frage nach Redundanzen, insbesondere im Bereich der Softwareentwicklung. Mit einem Fokus auf die Realisierung von browserbasierten Massively Multiplayer Online Games, werden im Rahmen dieser Arbeit architekturelle Charakteristiken zur Bereitstellung von typischen Kommunikationsinfrastrukturen identifiziert, welche sich in unterschiedlichen Ansätzen wiederfinden lassen. Mithilfe einer realisierten Middleware, zur Ableitung und generischen Bereitstellung einer Infrastruktur, kann der Aufwand zur Entwicklung einer Spielidee auf konzeptbezogene, technologieunabhängige Elemente reduziert werden. Unter Verwendung des COCOMO II-Kostenmodells werden sieben Spielkonzepte analysiert, Aussagen zur Aufwandsentwicklung dargelegt sowie die Möglichkeit zur Vermeidung des Aufwands in der realisierten Middleware demonstriert. |
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Massively Multiplayer Online Games
2.1 Spiele ......................................................
2.2 Videospiele .................................................
2.3 Online Spiele ...............................................
2.4 Massively Multiplayer Online Games...........................
2.5 Browserbasierte Massively Multiplayer Online Games...........
2.6 Abstraktes Spielmodell.......................................
2.7 Entwicklungsprozess .........................................
2.8 Anforderungen ...............................................
2.8.1 Kommunikation.........................................
2.8.2 Persistenz............................................
2.8.3 Dienste ..............................................
2.8.4 Ausführung des Spielmodells...........................
2.9 Minimales Beispiel eines Spielmodells........................
3 Entwicklung von Massively Multiplayer Online Games
3.1 Abbildungsformate für Anwendungsdaten........................
3.1.1 Extensible Markup Language ...........................
3.1.2 JavaScript Object Notation............................
3.1.3 Java Architecture for XML Binding.....................
3.1.4 Java Object Serialization.............................
3.1.5 Protocol Buffers......................................
3.2 Schnittstellentechnologien...................................
3.2.1 Datentransportschicht ................................
3.2.2 Beispiel-Server mit Java und TCP......................
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3.2.3 Aiiweiiduiigsschicht..................................48
3.2.4 Beispiel-Server mit JavaScript und REST...............51
3.2.5 Beispiel-Server mit JavaScript und WebSockets.........53
3.3 Java Standard- und Enterprise Edition........................53
3.3.1 Java SE und EE Spezifikationen........................56
3.3.2 Sicherheit in Java SE und EE..........................59
3.3.3 Beispiel-Server mit Java und REST.....................59
3.4 Werkzeuge zur Spieloiitwiekhmg...............................61
3.4.1 SmartFoxServer 2X.....................................61
3.4.2 ES5 Elcctroserver.....................................66
3.4.3 Photon Server.........................................70
3.4.4 Überblick...............................................74
3.4.5 Beispiel-Server mit SmartFoxServer 2X.................74
3.5 Vergleich der Abbildungsforuiate ..............................77
3.6 Vergleich der Beispiel-Implementierungen.......................78
4 Thesen 89
5 Architekturentwurf 93
5.1 Aufgabenstellung...............................................94
5.2 Qualitätsziele.................................................95
5.3 Randbedingungen................................................95
5.4 Kontextabgrenzung..............................................97
5.4.1 Fachlicher Kontext......................................97
5.4.2 Technischer Kontext.....................................99
5.5 Lösungsstrategie .............................................100
5.5.1 Kommunikationsobjekte und Verarbeitungsinstruktionen 103
5.5.2 Kommunikationsprotokoll ...............................106
5.5.3 Abbildungsformat.......................................107
5.5.4 Spielmodell............................................108
5.5.5 Konfigur at ion........................................108
5.6 Baust einsi cht ..............................................110
5.7 Entwurfsentscheidungen .......................................115
5.7.1 Schnittstelle je Instanz eines Spielmodells............115
5.7.2 Schnittstelle für Services.............................117
5.7.3 Modifizierbare Datenverarbeitungspipeline............118
5.7.4 Proprietäres Datenaustauschformat....................120
6 Ausführungsumgebung 123
6.1 Game Model Container.......................................123
6.1.1 Anwendung des Proxy-Patterns auf Java Klassen .... 126
6.1.2 Invocation Handler...................................128
6.1.3 Persistenz des Spielmodells..........................129
6.1.4 Simulation des Modells...............................131
6.2 Kommunikationsinfrastruktur................................134
6.2.1 Nachrichtenverarbeitung..............................134
6.2.2 Abbildungsforniat....................................138
6.2.3 Anfrageverarbeitung..................................153
6.3 Abstraktion der Kommunikation im Client....................155
6.3.1 Nachrichtenverarbeitung..............................155
6.3.2 Client / Server Synchronisation......................158
6.3.3 Plattformunabhängige entfernte Methodenaufrufe .... 160
6.3.4 Client code Generator................................164
6.4 Abstraktes Spielmodell.....................................167
6.5 Laufzeitsicht..............................................171
6.5.1 Start der Ausführungsumgebung........................171
6.5.2 Verbinden, Empfängen und Senden......................173
6.5.3 Aufruf einer Funktionalität..........................175
6.6 Beispiel-Server mit der Ausführungsumgebmig................175
7 Evaluation 179
7.1 Spielentwicklung ..........................................181
7.1.1 Vicchers.............................................182
7.1.2 Stickman ............................................185
7.1.3 Studentenprojekte ...................................186
7.2 Analyse der Spielkonzept realisier ungen...................197
7.2.1 Anwendung eines abstrakten Spielmodells .............199
7.2.2 Anfrageverarbeitung..................................199
7.3 Analyse des Aufwands.......................................201
7.3.1 Beispiel-Implementierung.............................202
7.3.2 MMO-Meischta..................................203
7.3.3 Viechers......................................208
7.4 Analyse des Abbildungsformates......................210
7.4.1 Nutz- und Strukturdaten Verhältnis............211
7.4.2 Performance der Abbildung.....................212
8 Diskussion der Ergebnisse 221
9 Fazit und Ausblick 225
A Einfache REST-Server Implementierung mit node.js 231
B Einfache WebSockt-Server Implementierung mit node.js 237
C XML Daten Analyse 239
D JSON Daten Analyse 241
E Java ObjectStream Daten Analyse 243
F Protocol Buffer Daten Analyse 245
G SmartFoxServer Daten Analyse 247
H Abbildungsforrnat Daten Analyse 249
I Komponentenübersicht 251
J Quellcodebeispiele zur Ausführungsumgebung 253
K Ideenskizze Terra-Life-Evolution 257
L Ideenskizze Hack’NPSlay 263
M Ideenskizze Kokosnussbikini 267
N Ideenskizze MMO-Meischta 273
O Messergebnisse der Beispiel-Implementierungen 277
P Auswertung der Beispiel-Implementierungen 281
Q Messergebnisse der Spielprojekts MMO-Meischta
283
R Serialisierung von Reihungen 293
S Deserialisierung von Reihungen 295
T Messergebnisse Serialisierung 297
U Messergebnisse Deserialisierung 299
V Messergebnisse Datenvolumen 301
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