Gaming on the Grid: Design und Realisierung eines dynamischen Online-Rollenspiels

Transkript

1 Gaming on the Grid: Design und Realisierung eines dynamischen Online-Rollenspiels Projektseminar im Sommersemester 2007 Jens Müller / Frank Glinka / Alexander Ploss / Prof. Sergei Gorlatch Arbeitsgruppe Parallele und Verteilte Systeme (PVS) Institut für Informatik edutain@grid: Abschlussarbeiten und Seminare AG PVS

2 Projektaufgabe (1/2) Aufgabe: Entwicklung eines Online- Rollenspiels in C++ Nutzung einer bei uns im Rahmen des entwickelten Game- Middleware Herausforderungen und Lernziele: Praktische Anwendung von Mechanismen verteilter Systeme: Konsistenz/Persistenz eines vert. Datenmodells, Echtzeitberechnungen Verstehen und Benutzen der Middleware; Feedback für Verbesserung geben Ein Online-Spiel designen und implementieren

3 Projektaufgabe (2/2) Zu erfüllende Spieleigenschaften: 3D-Grafik (OpenSource Engine nutzen, z. B. Ogre3D, Torque, etc.) Bewegen und Interagieren mit eigenem Avatar Große, in Zonen aufgeteilte Spielwelt Optionale Spieleigenschaften: Spielcharakteristik vergleichbar mit MMORPGs: Persistente Welt, Charakterklassen, Klick-targetting, Nahkampf/Fernkampf/Zauber, PvE, PvP, Das konkrete Spieldesign legt Ihr fest!

4 Skalierbarkeit durch Parallelisierung: Das Zoning-Konzept Geeignet für große in Zonen aufteilbare Spielwelten Jede Zone wird von einzelnem Server betrieben Game World Sehr gut geeignet und häufig angewandt für MMORPG Skaliert die Gesamtspielerzahl und die Weltgröße Skaliert nicht die Spielerdichte Nicht geeignet für skalierbare Action- und Strategiespiele (FPS und RTS)

5 Skalierbarkeit durch Parallelisierung: Unser Replication-Konzept Spielwelt ist vollständig auf allen Servern repliziert Server können Clients unabhängig von der Avatarposition bedienen Active-/Shadow-entity Synchronisation für Konsistenz Game World shadow entity active entity Unsere Entwicklung: Skaliert die Spielerdichte Geeignet um FPS und RTS zu skalieren

6 Replikation angewandt (Projektseminar und Diplomarbeit) Rokkatan entwickelt (Projektseminar), drei Publikationen Quake 2 portiert (Diplomarbeit), Publikation in Vorb. Rokkatan: Strategiespiel mit bis zu 500 Spielern mit 10 Servern Entwickelt von 12 Studierenden im SS04 auf Basis unserer Replication Game-Proxyserver Architektur Quake 2: Spielerzahlen von 30 (1 Srv) auf 80 erhöht (4 Srv) Diplomarbeit in Braunschweig, nutzt unsere Proxy-Architektur

7 Projekt Multiplayer-Spiele haben technisch (Echtzeit, interaktiv) viel mit anderen Anwendungen gemein: E-Learning/virtuelle Klassenräume Online-Training Anwendungen Interaktive Simulationen Real-Time Online Interactive Applications (ROIA)

8 (Haupt-)Aufgabenbereich AG PVS: Real-Time Framework (RTF) und API ROIA 3 client RTF Internal Portal Client Computer External Portal (Browser) ROIA4 Client Client Computer Legacy Real-Time Communication Link Business Layer / Management Layer Data Center Data Center Server, installed Appliation Database Portal Datacentre Manager ROIA-Session Manager Server, installed Appliation Database Datacentre Manager ROIA-Session Manager ROIAServerStarter Management Host ROIAServerStarter ROIAServerStarter ROIAServerStarter R TF ROIA 1 RTF ROIA 3 ROIA 2 RTF RTF ROIA 2 Legacy ROIA 4 Real-Time Framework ROIA Server Hosts Real-Time Communication Link

9 Events und Entitäten-basierte Berechnungen Das RTF bietet high-level API zur Berechnung und Kommunikation von Entitäten und Events in der Grid-Architektur 1. Generelles Entitätenkonzept 2. Periodische Zustandsberechnung von Entitäten in Update-Loop

10 RTF Skalierbarkeit: Parallelisierung der virtuellen Welt Berechnung der Entitäten einzelner Sessions auf mehreren Servern Verschiedene Verteilungen werden eingebaut sein: Game World Game World Single Game Server Game Entities (Avatars, NPCs, items) Basic Single Server Multi-Server Zoning [..] instance servers [..] Game World [..] [..] shadow entity active entity Multi-Server Instancing Multi-Server Replication

11 4. Projektseminar im SS 07 Titel: Gaming on the Grid: Design und Realisierung eines dynamischen Online-Rollenspiels Aufgabe: Entwicklung eines neuen Spiels unter Benutzung des RTF Geforderte Spieleigenschaften: 3D-Grafik (OpenSource Engine nutzen, z. B. Ogre3D, Torque, etc.) Große, in Zonen aufgeteilte Spielwelt Spielcharakteristik vergleichbar mit MMORPGs: Persistente Welt, Charakterklassen, Klick-targetting, Nahkampf/Fernkampf/Zauber, PvE, PvP,

12 4. Projekt: Organisatorisches Teilnehmer: Unverbindliche Anmeldung per an VOR der Vorbesprechung Vorbesprechung: um 10 Uhr c. t. im Raum 702 Voraussetzungen: Vordiplom Grundkenntnisse in der Programmierung mit C/C++ oder Einarbeitung bis Seminarbeginn

13 4. Projekt: Ablauf Start: Aktuell geplant Anfang März! Zu Beginn: Geleitete Einarbeitung in das RTF, Grafikengine, erweiterte C++ Programmierung Geplant: Dreitägiges Eingangsseminar im Landhaus Rothenberge zu Beginn ( ). Ziel: Gemeinsame Entwicklung des Spieldesigns und -settings (der spaßige Teil ) Entwicklung in Teams, voraussichtlich: 1. Client-Team (Grafik, Eingabe, Nutzung Datenstrukturen/Algorithmen von Team 2) 2. Datenstruktur-/Algorithmen-Team (Verteiltes Management der Spieldatenstrukturen und Entitäten wie Welt/Avatar/Items) 3. Server-Team (Parallelisierte Berechnung der Zustandsupdates, Zonenaufteilung, Nutzung Datenstrukturen/Algorithmen von Team 2) Jede/r Teilnehmer/in wird für eigenen Teilbereich verantwortlich sein!

14 Projekt Wir erwarten viel, bieten aber auch einiges dafür: Starke Betreuung (mind. 3 wiss. Mitarbeiter) Einbindung in das edutain@grid Projekt Veröffentlichungen als Ziel Lernziel und Bewertungskriterien: Teamarbeit Anwendung Softwareentwicklungsprozess Verteilung eines Anwendungszustandes, Verteilte Berechnungen und Konsistenzhaltung Verständnis von Echtzeit- und Quality of Service-Anforderungen Erstellung von Content: Aufgeteilt auf alle Gruppen und Teilnehmer (etwa wie: Jede Gruppe eine Zone und einen Dungeon und jeder Teilnehmer zwei Charakter-/Monstermodelle) Content wird nicht bewertet, muss nur erstellt werden