블루컴퓨터

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : Project MIA - 위치 찾기 브라우저용 게임

영문 : (기입필요)

과제 팀명

블루컴퓨터

지도교수

김*호 교수님

개발기간

2023년 3월 ~ 2023년 6월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 컴퓨터과학부 20189200** 이*원(팀장)

서울시립대학교 컴퓨터과학부 20189200** 서*교

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

◇ Geoguessr를 벤치마킹한 브라우저용 게임

◇ 장르: 퍼즐, 캐주얼

◇ 플레이어는 자신의 위치에서 보이는 지형지물을 힌트로 삼아 미니맵에서 자신이 어디 위치에 있는지 찾아야 한다.

◇ 게임 특징:

 - 플레이어는 현재 보이는 건물들의 위치, 색깔, 모양 등의 정보를 사용해 미니맵에서 자신이 어디있는지 확인해서 찾아야 한다.
 - 플레이어가 보는 창은 360도 뷰와, 우측 하단의 미니맵이다.
 - 플레이어는 일정 시간동안 wasd키를 사용하여 자신의 위치를 옮길 수 있다.
 - 플레이어는 마우스 드래그로 시선 이동과 미니맵 탐색을 할 수 있다.   
 - 스테이지에는 한 개의 문제가 있으며, 한 개의 문제를 풀면 다음 스테이지로 넘어간다. 
 - 플레이어가 미니맵에 자신의 위치를 확정한 후,  플레이어가 미니맵에 선택한 위치와 실제 플레이어의 위치와의 거리가 일정 거리 이하면 스테이지를 클리어하고 다음 스테이지로 넘어갈 수 있다. 만약 플레이어와의 거리가 일정 거리 이상일 경우 스테이지를 실패하고 게임 결과 스테이지로 넘어간다.

◇ Three.js를 사용하여 프로젝트 구현

◇ Wave Function Collapse 알고리즘의 2D, 3D 버전을 구현하여 스테이지 구성에 응용

개발 과제의 배경

1. 배경

◇ Geoguessr를 벤치마킹한 게임

     - GeoGuessr은 플레이어가 구글 스트리트 뷰 이미지에서 위치를 추측하는 브라우저 기반 지리 게임이다.  
     - 플레이어는 문자 시스템, 건축, 운전 관행, 깃발, 차량 번호판, 식물군과 같은 지리적, 문화적 특성을 배우고 식별할 수 있다. 
     - 코로나 판데믹을 겪으면서 여행할 기회가 많이 줄어든 사람들에게 간접적으로나마 여행에서 얻을 수 있는 도피를 제공해줬다. 실제로 2013에 개발된 Geoguessr는 판데믹 기간 동안 큰 주목을 받기 시작했다.  

◇ Geoguessr와의 차별점

     - Geoguessr와 달리 매번 다르게 특정 알고리즘에 따라 생성되는 월드에서의 플레이가 가능하다. 
     - 아이템,  NPC등을 구현하여 Geogussr와는 다르게 보다 동적인 게임 경험을 제공한다.  

◇ 브라우저 기반 게임

     - 브라우저 기반 게임의 주요 장점 중 하나는 다운로드나 설치 없이 인터넷 연결과 웹 브라우저로 누구나 쉽게 액세스할 수 있다는 것이다. 이로 인해 게임 콘솔이 따로 없는 플레이어나 게임 다운로드를 원하지 않을 수 있는 플레이어를 포함하여 다양한 플레이어에게 어필할 수 있다. 
     - 브라우저 기반 게임은 종종 무료로 플레이할 수 있으며 게임 내 구매 또는 광고에서 수익을 얻을 수 있다. 콘솔이나 모바일 장치 개발에 드는 초기 비용 없이 잠재적으로 많은 고객에게 다가갈 수 있기 때문에 게임 개발자에게 매력적인 비즈니스 모델이 될 수 있다. 

◇ Three.js

   - 웹 브라우저에서 3D 그래픽스를 쉽게 렌더링할 수 있게 도와주는 자바스크립트 라이브러리 
   - 성능에 최적화되어 있어 로우엔드 기기에서도 게임을 원활하게 실행할 수 있다.  
   - 간단한 게임에서부터 복잡한 시뮬레이션 및 가상 환경에 이르기까지 다양한 유형의 게임을 만드는 데 사용할 수 있는 다양한 애드온과 기능을 제공한다.  

2. 효과

◇ 건축물, 지형 등의 단서를 바탕으로 플레이어가 어디에 있는지 추론을 하기 위해 문제 해결 능력을 사용하게 된다.

◇ 도로 표지판, 건물 디자인, 풍경과 같은 세부 사항에 주의를 기울여 관찰력 및 기억력 향상에 일조한다.

개발 과제의 목표 및 내용

1. 개발 과제의 목표

◇ 사이트에 접속하자마자 싱글플레이가 가능한 게임을 제작한다.

◇ 빠른 시일 내로 게임을 개발하여 웹상으로 배포한다.

2. 개발 과제의 내용

◇ 플레이어는 현재 보이는 건물들의 위치, 색깔, 모양 등의 정보를 사용해 미니맵에서 자신이 어디있는지 확인해서 찾아야 한다.

◇ 플레이어가 보는 창은 360도 뷰와, 우측 하단의 미니맵이다.

◇ 플레이어는 자신의 위치를 특정 시간만큼 움직일 수 있다.

◇ 플레이어가 미니맵에 여러 번 클릭은 할 수 있으나, 한번 결정하면 끝이다.

◇ 스테이지에는 한 개의 문제가 있으며, 한 개의 문제를 풀면 다음 스테이지로 넘어간다.

◇ 스테이지는 총 10개 혹은 그 이상이다.

◇ 스테이지는 한 개의 맵으로 이루어져 있으며, 플레이어는 자신의 위치를 특정해서 미니맵에서 자신의 위치를 찾아야 한다.

◇ 플레이어가 미니맵에 자신의 위치를 확정한 후, 플레이어가 미니맵에 선택한 위치와 실제 플레이어의 위치와의 거리가 일정 거리 이하면 스테이지를 클리어하고 다음 스테이지로 넘어갈 수 있다. 만약 플레이어와의 거리가 일정 거리 이상일 경우 스테이지를 실패 처리하고 게임 결과 스크린로 넘어간다.

◇ 점수는 플레이어가 실제로 있는 위치와 플레이어가 미니맵에 선택한 위치와의 거리에 반비례한다.

◇ 각 스테이지는 매번 랜덤으로 생성된다.

관련 기술의 현황

관련 기술의 현황 및 분석(State of art)

• 전 세계적인 기술현황

본 프로젝트의 주요 기술인 도시 생성 알고리즘에 대한 기술 현황을 서술한다. 각 기술의 자세한 설명은 본문 분량상 생략한다. 도시 생성 알고리즘은 컴퓨터 그래픽스나 게임 개발 분야에서 많이 사용되는 기술이다. 이 알고리즘은 무작위로 도시를 생성하는 것이 아니라, 지형지물, 건축 양식, 교통 체계 등을 고려하여 현실적인 도시를 만드는 것을 목표로 한다. 여기에는 몇 가지 대표적인 도시 생성 알고리즘이 있다.

◇ L-System : L-System은 수학자인 Lindenmayer가 고안한 알고리즘으로, 자연에서 발견되 패턴을 모델링하는 데 사용된다. 이 알고리즘은 도시의 건물 형태나 도로 네트워크 등을 생성하는 데 사용된다. 이 알고리즘은 간단한 규칙과 재귀적인 접근 방식을 사용하여 도시의 복잡한 구조를 만들어내는 데 효과적이다.

◇ Voronoi diagram : Voronoi diagram은 점을 기반으로 지역을 분할하는 방식으로, 주로 지형지물을 생성하는 데 사용된다. 이 알고리즘은 도시 내의 건물 위치나 도로 네트워크 등을 생성하는 데 사용될 수 있다.

◇ Perlin noise : Perlin noise는 잡음을 생성하는 방법 중 하나로, 지형지물을 모델링하는 데 사용된다. 이 알고리즘은 무작위 수열을 생성하고, 이를 활용하여 지형지물의 높낮이와 같은 속성을 생성하는 데 사용된다. 이 알고리즘은 도시의 지형지물을 모델링하는 데 효과적이다.

◇ WFC : Wave Function Collapse(WFC)는 입력으로 주어진 패턴에 따라 출력을 생성하는 알고리즘이다. 이 알고리즘은 이미지, 타일, 텍스처 및 3D 모델링과 같은 다양한 분야에서 사용된다. WFC는 입력으로 주어진 패턴을 분석하고, 여러 가지 규칙과 제한 조건을 고려하여 출력에서 일관된 패턴을 만드는 데 사용된다. 이 때문에 WFC는 공간에서 패턴을 동적으로 생성할 수 있는 강력한 알고리즘이라고 할 수 있다. 게임 개발에서 WFC는 맵, 배경, 레벨 디자인 및 자동 생성과 같은 분야에서 사용된다. 또한, 3D 모델링에서 WFC는 더욱 자연스러운 텍스처와 모델링을 만들어내는 데 사용된다. 그리고 WFC는 타일 기반의 알고리즘이기 때문에 매우 유연하다. 이는 다양한 크기와 종류의 타일 집합에서 패턴을 생성할 수 있다는 것을 뜻한다.

• 기술 로드맵

Three.js + WFC ALGORITHM

◇ Three.js는 3D 그래픽을 구현하기 위한 JavaScript 라이브러리이며, WFC 알고리즘은 타일 기반의 무작위 패턴 생성을 위한 알고리즘이다. Three.js와 WFC 알고리즘을 함께 사용하면, 3D 공간에서 다양한 타일 패턴을 생성할 수 있다. 이를 통해 게임에서 다양한 타일 패턴을 동적으로 생성할 수 있으며, 이를 통해 랜덤으로 생성되는 도시의 다양성과 흥미를 높일 수 있다.

시장상황에 대한 분석

• 경쟁제품 조사 비교

◇ Geoguessr : Geoguessr는 구글 지도와 어스를 활용한 게임으로, 전 세계의 다양한 장소를 탐험하면서 현재 위치를 파악하는 게임이다. 이 게임은 전 세계의 다양한 장소를 탐험할 수 있는 기회를 제공하고, 지리 관련 지식뿐만 아니라, 문화와 역사, 지리적 특징 등을 배울 수 있는 기회를 제공한다. 그러나 게임의 구조가 반복적이라는 단점이 있다.

◇ City Guesser : City Guesser는 Geoguessr와 비슷한 게임이다. 하지만 가장 큰 다른 특징은, 이 게임은 360도 뷰를 보고 진행하는 것이 아니라, 특정 위치에서 사람이 이동하면서 찍은 영상을 보고 플레이어가 어디에서 찍은 영상인지 파악하는 게임이다. 이 게임은 구글 어스에서 제공하는 360도 뷰와는 다르게 소리와 영상이 제공되어 더 많은 정보를 수집할 수 있다. 그러나 플레이어가 영상을 보는 것말고는 할 수 있는 상호작용이 없다.

◇ Hide and Seek World : Hide and Seek World는 어릴 적 하던 숨바꼭질과 비슷한 게임이다. 여러명이서 숨바꼭질을 하듯이 숨은 장소를 고르고, 맞추는 방식의 게임이다. 이 게임에는 여러명이서 플레이하여 포인트를 얻어 경쟁할 수 있고, 자신이 원하는 장소를 골라 숨을 수 있다는 장점이 있다. 그러나 무작정 어려운 곳을 찾기 위해서 산과 오지 같은 곳만 잡아서 찾을 수 있는 단서가 너무 없어 흥미가 떨어지는 단점이 있다.

• 마케팅 전략 제시

◇ 2023년 1분기 기준, Geoguessr 웹사이트 방문자 수는 약 1,400만명이다. 지리적 특징을 학습할 수 있다는 점에서 Geoguessr는 주목받고 있어, 교육 및 문화 분야에서도 사용되고 있다. 또한, 여행, 문화, 지리학 등과 관련된 분야에 관심이 있는 사용자들에게 인기가 있다.

개발과제의 기대효과

기술적 기대효과

◇ 절차적인 컨텐츠 생산 : 퍼즐 부분을 제외하고 보아도, 도시를 자동적으로 생성하는 모델을 구현하여 이를 통해서 더 많은 컨텐츠 생산을 가능하게 한다.

경제적, 사회적 기대 및 파급효과

◇ 길을 잘 못 찾는 사람에게 도움이 된다. 공간감각능력을 향상시켜 실제로 지도를 보거나, 네비게이션으로 길을 찾을 때 도움이 될 것이다.

기술개발 일정 및 추진체계

개발 일정

내용

구성원 및 추진체계

내용

설계

설계사양

제품의 요구사항

내용

설계 사양

내용

개념설계안

내용

이론적 계산 및 시뮬레이션

내용

상세설계 내용

내용

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

내용

포스터

내용

관련사업비 내역서

내용

완료작품의 평가

내용

향후계획

내용

특허 출원 내용

내용