Правда ли, что модели, используемые при создании компьютерных игр, являются игровыми моделями

Обновлено: 25.06.2024

Одним из менее известных применений фотограмметрии является дизайн видеоигр. Многие разработчики видеоигр используют эту технологию измерений на основе фотографий для создания всевозможных 3D-моделей, которые затем используются в качестве игровых активов. Они могут варьироваться от небольших ручных предметов, таких как бутылки или огнестрельное оружие, до крупномасштабных сред, таких как городские пейзажи или горы. На самом деле нет ограничений на количество и виды объектов, которые можно фотографировать, моделировать, изменять и размещать в видеоиграх с помощью фотограмметрии.

Кроме того, с прогрессом игрового реализма в игровом дизайне все чаще используются методы создания фильмов, такие как предварительная визуализация (pre-viz). Фотограмметрия (с использованием камеры для измерения и моделирования) может помочь в предварительной визуализации.

Для читателей этого блога, которые могут быть незнакомы с видеоиграми, основная причина, по которой компания-разработчик видеоигр использует фотограмметрию при создании игры, – это реалистичность. Видеоигры конца 1970-х и начала 1980-х были графически упрощенными и даже могли быть названы мультяшными. Однако по мере развития компьютерных технологий видеоигры удовлетворяли потребность игроков в реализме. Одним из основных способов повышения реалистичности игр является графическое изображение объектов и самого мира. И всего этого можно достичь с помощью программного обеспечения для фотограмметрии, разработанного PhotoModeler Technologies.

Поэтому в этом посте мы обсудим, как фотограмметрия и 3D-модели, которые могут быть созданы на ее основе, используются для разработки видеоигр, пытающихся отразить реальность.

Зачем использовать фотореализм в видеоиграх?

Тип фотореализма, который используется для создания фотограмметрии в видеоиграх, является частью современной тенденции делать игры как можно более отражающими реальность. Реализм в играх может относиться ко многим вещам, от сеттинга до сценария и графики. Можно сказать, что игра, действие которой происходит в исторически значимый период — например, в Париже эпохи революции, — реалистична в своем изображении событий реального мира.

Точно так же видеоигры могут быть графически реалистичными в отображении персонажей, объектов, мест и крупномасштабных сред. За последнее десятилетие или около того такой реализм стал самоцелью для многих разработчиков видеоигр. Смысл в том, чтобы создать действительно захватывающий опыт для игроков. Чем реалистичнее графика, тем больше мозг может погрузиться в фантазию. Конечно, игроки всегда знают, что играют в вымышленную игру, но реалистичная графика помогает повысить интерес к тому, что происходит в игре.

Именно здесь фотограмметрия становится важной частью процесса. Поскольку видеоигры продолжают улучшать свое отражение реальности в 2020-х годах, графическая точность останется основным игровым элементом. Использование новейших технологий для создания реалистичной графики в играх уже не столько связано с созданием очередного набора развлекательных продуктов, сколько с созданием комплексных интерактивных возможностей для игроков.

Использование фотограмметрии в видеоиграх

На данном этапе жизни нашего блога нам не нужно объяснять основы фотограмметрии. Однако здесь, конечно, понадобится введение в фотограмметрию в видеоиграх. Разработчики игр, стремящиеся к реалистичности графики своих игр, обычно предпочитают фотограмметрию компьютерной генерации, потому что первая предлагает более реалистичные визуальные эффекты, чем все, что можно было бы создать вручную на компьютере.

В качестве примера того, что именно включает в себя этот процесс, возьмите первоклассную игру Call of Duty: Modern Warfare , разработанную Infinity Ward и выпущенную в октябре 2019 года и получившую положительные отзывы.

В индустрии видеоигр компания Infinity Ward известна тем, что расширила границы игровых возможностей в своей популярной серии шутеров от первого лица Call of Duty. Разработчики компании утверждают, что фотограмметрия позволила им фотографировать все виды объектов в Modern Warfare за гораздо меньшее время, чем раньше, когда они создавали цифровые объекты вручную.

Во время разработки этой игры в студии Infinity Ward в Бербанке, штат Калифорния, была оборудована комната для фотограмметрии, где проходила большая часть этой фотографии. В центре белой комнаты находилась круглая платформа, окруженная сложной металлической решеткой, на которой были размещены 200 камер высокого разрешения.

Разработчики использовали платформу и настройку камеры, а также более крупные установки для более крупных объектов, чтобы фотографировать в игре всевозможные объекты, включая шины, разрушенные автомобили, сигары, танки и людей.В одиночных вспышках света эти объекты были захвачены и загружены в компьютеры разработчиков в виде отдельных изображений. Затем программное обеспечение для фотограмметрии позволило разработчикам собрать все фотографии вместе для создания 3D-моделей, которые можно было модифицировать любыми способами в соответствии с потребностями игры.

Например, разработчики использовали программное обеспечение для фотограмметрии для получения изображений автомобиля для Modern Warfare . Разработчикам понадобилось три дня, чтобы сделать 10 000 изображений автомобиля. Затем программа создала одну модель автомобиля, состоящую из 50 миллионов полигонов. Все, что нужно было на тот момент, это убрать тени с модели и некоторые другие мелкие улучшения, и модель была готова к размещению внутри игровых уровней.

Конечно, в мире технологии фотограмметрии для видеоигр существует взаимовыгодный сценарий: хотя программное обеспечение для фотограмметрии может значительно сократить время разработки игр, аппаратное обеспечение может быть слишком дорогим для студии разработки. . Все зависит от того, какую установку использует студия, бюджета студии и того, какое использование студия намерена получить от технологии. Однако следует отметить, что первоначальные затраты на установку фотограмметрии могут быть компенсированы в долгосрочной перспективе за счет сокращения времени разработки. Для игровых студий, у которых есть на это средства, фотограмметрия – идеальный инструмент для создания реалистичной графики и полного погружения в видеоигры за гораздо меньшее время, чем в противном случае.

Программное обеспечение для фотограмметрии для видеоигр

Несколько студий по разработке видеоигр использовали наш продукт PhotoModeler для создания графики для видеоигр. Для достижения высокого качества реализма в таких играх фотограмметрия действительно является способом будущего, экономя время и деньги разработчиков, придавая самим играм правдоподобность, которую требуют игроки.

Прошло более двух десятилетий с тех пор, как Deep Blue от IBM обыграл в шахматы действующего чемпиона мира Гарри Каспарова, 3½ партии против 2½. Реакция, которую часто повторяли с тех пор, заключалась в том, что это предвещало появление настоящего машинного интеллекта: «Это депрессивный день для человечества в целом», — читала Guardian. Однако в конце концов мир понял, что, хотя это достижение было выдающимся инженерным достижением, компьютер не совсем играл в шахматы — по крайней мере, не так, как это делают люди. Компьютер не выказал ни признаков интуиции, ни сообразительности, ни настоящей искры творческой мысли. 2 Синие, возможно, и выиграли, но в ретроспективе их величайшим достижением были, возможно, не решения, которые они давали на шахматной доске, а вопросы, которые они поднимали об играх, творчестве и природе человеческой игры.

Перенесемся на 20 лет вперед: AlphaGo от Google побеждает Ли Седоля в го, 4–1. Набор возможных состояний доски в го огромен по сравнению с шахматами, а это означает, что это была совершенно другая ситуация. Метод грубой силы Deep Blue просто не подходил для разработки AlphaGo. Действительно, программирование этого потрясающего показа исследований ИИ требовало ловкого маневрирования оценок текущей позиции и возможных следующих шагов, что стало возможным благодаря сложной комбинации классического поиска по дереву и современных нейронных сетей. 3 Кроме того, некоторые приемы AlphaGo заставили мир заговорить о подлинном понимании и творчестве. Во втором матче 37-й ход AlphaGo удивил и ошеломил Седоля, не говоря уже о десятках миллионов зрителей, смотревших в прямом эфире. Этот ход, который многие сначала считали ошибкой, оказался стратегической игрой, которая изменила ход игры в пользу AlphaGo и показала, что программа начала подходить к игре Го совершенно по-новому, начиная с еще не изучены игроками-людьми. Движение не только не было запрограммировано заранее, но даже не предполагалось.

Победа в игре

С тех пор искусственный интеллект добился больших успехов во многих других областях игрового процесса. Программисты использовали структурированные байесовские сети для создания систем, способных обучать себя оптимальным стратегиям выигрыша в различных играх Atari, что, в свою очередь, свидетельствует о способности изучать причинно-следственные связи и интуицию. 4 DeepStack и Liberatus, два ИИ, играющих в покер, показали, как ИИ может преуспеть в играх с неполной информацией. 5 Совсем недавно системы искусственного интеллекта, играющие в популярную стратегическую игру Dota 2, успешно сотрудничали, чтобы победить профессиональных игроков-людей. 6 Препятствия, стоящие перед ИИ, исчезают одно за другим, и на арене игрового процесса происходят одни из величайших сражений.

Хотя каждое новое достижение вычеркивает из списка новую задачу, один аспект этого исследования остается неизменным: язык целей, конкуренция и решение проблем доминируют в разработке игрового ИИ. Концепции выигрыша и проигрыша пронизывают исследование, указывая на то, что используемые стратегии в конечном итоге стремятся абстрагироваться и сжать набор возможных результатов до такой степени, что можно надежно выбрать выигрышный ответ — правильный ответ.Другими словами, современные модели игрового ИИ направлены на то, чтобы уменьшить сложность игрового сценария до такой степени, что пространство его решений поддается вычислительной обработке.

Однако игра – это больше, чем просто победы и поражения. На самом деле, это больше, чем просто игры. В то время как область игрового процесса может служить продуктивной основой для обсуждения оптимизированных методов поиска и стратегий снижения сложности, доминирующих в дискуссиях об искусственном интеллекте, тема игры может предложить гораздо больше, особенно в отношении творческого дизайна. На самом деле, обзор литературы по игре показывает, что она расходится с понятиями оптимизации и ориентации на цель. Игроки демонстрируют восхитительно неоптимальное поведение. Им становится любопытно, им становится скучно, они одержимы, они сдаются — и хотя их действия невозможно предсказать, их поведение по-прежнему полностью объясняется относительно простыми причинами, реализуемыми с помощью вычислений.

В своей статье «Сопротивление редукции» Джой Ито призывает к созданию моделей участников, которые признают непреложность реального мира. 7 Play позволяет дизайнерам делать именно это. Если мы хотим снабдить наших вычислительных агентов той степенью творческой свободы, которая используется при проектировании, мы должны создать модель игры, которая признает — фактически извлекает выгоду — из нередуцируемости реального мира. Для этого необходимо более внимательно изучить игру и проанализировать, что делает ее столь полезной для дизайна.

Определение воспроизведения

Игра, как и интеллект или креативность, – это то, что Марвин Минкси мог бы окрестить словом-чемоданом. Это понятие настолько широкое и расплывчатое, что в него можно впихнуть любое количество определений. Чтобы разобраться с этим термином, полезно принять структуру, аналогичную той, которую использовали ученые-компьютерщики Стюарт Рассел и Питер Норвиг в своем исчерпывающем обзоре ИИ. В Искусственный интеллект: современный подход авторы используют две линзы, чтобы разделить ИИ на четыре категории: мышление по-человечески, мышление по-человечески, действие по-человечески и действие по-человечески. 8 С игрой мы принимаем два немного разных объектива. Во-первых, следует рассмотреть, обсуждает ли автор предмет (игрок) или действие (игра). Во-вторых, нужно спросить, связывает ли автор качества игры эмпирически (наблюдение — следствие слабого ИИ) или догадывается о том, что происходит за кулисами (вывод — сильный ИИ).

Помня об этих двух вопросах, мы выделяем четыре категории игровых исследований. Некоторые авторы изучают наблюдаемые качества, описывающие поведение типичного игрока или примечательные атрибуты игровой деятельности. Тем временем другие пытаются заглянуть за кулисы, делая выводы о невидимых намерениях игрока или о том, что они считают истинной ценностью игры (РИСУНОК 1).

К 1960-м годам миллионы американцев вложили средства в телевизоры для своих домов, и вскоре стало ясно, что эту технологию можно использовать не только для пассивного просмотра телепередач. В 1966 году, работая в Sanders Associates Inc., инженер Ральф Бэр начал исследовать, как играть в игры на телевизоре. Между 1967 и 1969 годами он и его коллеги Билл Харрисон и Билл Раш создали несколько тестовых модулей для видеоигр. Результатом стала «Коричневая коробка», прототип первой многопользовательской многопрограммной системы видеоигр. Сандерс передал лицензию на систему компании Magnavox. В 1972 году компания Magnavox выпустила проект под названием Magnavox Odyssey, проложив путь всем последующим системам для видеоигр.

В 2006 году Ральф Бэр передал в дар Смитсоновскому национальному музею американской истории свои испытательные образцы видеоигр, производственные модели, заметки и схемы. Его документы хранятся в Архивном центре музея. В 2014 году музей собрал его мастерскую, которая стала знаковым объектом для его Инновационного крыла.

Содержание

Световой пистолет Brown Box, 1967–68 годы

Описание Этот игрушечный пистолет доказывает, что игры со стрельбой по мишеням с самого начала были частью истории видеоигр. Этот световой пистолет использовался для игры в «Практику по мишеням» на «Коричневой коробке», прототипе первой многопользовательской многопрограммной системы видеоигр. Magnavox лицензировала Brown Box и выпустила систему как Magnavox Odyssey в 1972 году. Световое ружье и четыре игры-мишени позже были проданы как отдельный пакет расширения. Местонахождение В настоящее время не отображается Дата изготовления 1967-1968 патентообладатель Бэр, Ральф Х. Изобретатель Бэр, Ральф Х. Идентификационный номер 2006.0102.06 Каталожный номер 2006.0102.06 Номер доступа 2006.0102 Источник данных Национальный музей американской истории

Насосный агрегат, 1967 год

Коричневый ящик, 1967–68 годы

Карточки программы Brown Box, 1967–68 годы

Описание Эти странные каталожные карточки на самом деле являются программами для самых первых видеоигр. Эти программные карты использовались с «Коричневой коробкой», прототипом первой многопользовательской многопрограммной системы видеоигр. Пользователи «Коричневой коробки» могли играть в различные игры, переключая переключатели на передней панели устройства. Игры включали пинг-понг, шашки, четыре различных спортивных игры, стрельбу по мишеням с использованием светового ружья и игру в гольф, для которой требовалось использование специального приспособления. Чтобы играть в эти игры, пользователь поместил одну из этих программных карточек между двумя наборами переключателей на «Коричневой коробке» (как вы можете видеть на картинке). Точки на карточке указывали, в каком положении должны быть установлены переключатели. Magnavox лицензировала «Brown Box» и выпустила систему как Magnavox Odyssey в 1972 году, в которой система переключения была заменена подключаемым игровым слотом и пластиковыми программными картами. Местонахождение В настоящее время не отображается Дата создания 1967 г. Владелец патента Бэр, Ральф Х. Изобретатель Бэр, Ральф Х. Идентификационный номер 2006.0102.05 Каталожный номер 2006.0102.05 Номер доступа 2006.0102 Источник данных Национальный музей американской истории

Подразделение видеоигр Magnavox Odyssey, 1972 г.

Описание Когда большинство людей думают о первой видеоигре, они думают о Pong, аркадной игре в пинг-понг, выпущенной Atari в 1972 году. Однако за несколько месяцев до этого Magnavox выпустила Magnavox Odyssey, систему домашних видеоигр, «Коричневый ящик», прототип, изобретенный Ральфом Бэром. Дополнительные игры и аксессуары, такие как световой пистолет, продавались отдельными упаковками. Поскольку Odyssey имела ограниченные графические возможности и отображала на экране только несколько маленьких белых блоков и вертикальную линию, Magnavox включил полупрозрачные цветные наложения, чтобы обеспечить настройки и макеты для игр. Возможно, самым удивительным для современных геймеров было то, что Odyssey поставлялась с неэлектронными игровыми аксессуарами, такими как игральные кости, колоды карт, игровые деньги и фишки для покера. Эти аксессуары, возможно, были включены, чтобы сделать Odyssey более похожей на физические игры, существовавшие в то время. Было продано около 350 000 единиц, и Magnavox Odyssey не считался коммерчески успешным, особенно по сравнению с безудержной популярностью Pong. Среди факторов, способствующих этому, большую роль сыграл плохой маркетинг. У многих потенциальных потребителей сложилось впечатление (иногда поощряемое продавцами Magnavox), что Odyssey будет работать только с телевизорами Magnavox. Несмотря на эти неудачи, Magnavox Odyssey оставила свой след, запустив индустрию игровых консолей. Местоположение В настоящее время не отображается Дата изготовления 1972 г. Изобретатель Baer, Ralph H. Производитель Magnavox Идентификационный номер компании 2006.0102.08 Каталожный номер 2006.0102.08 Номер доступа 2006.0102 Источник данных Национальный музей американской истории

Simon Electronic Game, 1978 г.

Описание Отец видеоигры также был изобретателем Саймона. Изобретатель Ральф Баер наиболее известен разработкой первой системы видеоигр, но он сделал гораздо больше. В 1975 году Баер начал независимый консалтинговый бизнес и начал работать в сотрудничестве с Marvin Glass & Associates в Чикаго, фирмой по дизайну игрушек, ответственной за некоторые из самых успешных американских игрушек 20-го века. Работа Баера заключалась в разработке электронных игрушек и игр. Самым известным результатом этого партнерства стал Саймон. Названная в честь детской игры «Саймон говорит», игра была вдохновлена аркадной игрой Atari под названием Touch Me. Баер и Говард Моррисон, партнер Marvin Glass, впервые увидели Touch Me на торговой выставке в 1976 году. Оба согласились, что хотя исполнение аркадной игры было ужасным, сама игра — попытка повторить Музыкальная последовательность, созданная машиной, достойна изучения. Эти двое приступили к созданию портативной игры на основе той же концепции. Как и у Touch Me, у Саймона было четыре кнопки разного цвета. Каждая кнопка играла уникальную ноту. Игроки должны были иметь возможность повторять все более длинную цепочку звуков, созданных Саймоном. Если вы ошиблись в порядке, вы проиграли. Бэр знал, что выбор четырех тонов Саймона был критическим решением. Он и Моррисон оба считали, что одним из главных недостатков Touch Me было то, что его звуки были неприятными. Но как выбрать четыре ноты, которые можно было бы сыграть в любой последовательности и не повредить уши? Бэр нашел ответ, просматривая детскую Энциклопедию Комптона. Он обнаружил, что рожок может играть только четыре ноты. Итак, Саймон играл те же четыре ноты горна. Саймон был выпущен Милтоном Брэдли в 1978 году с большой помпой, включая вечеринку в полночь в Studio 54, элитной дискотеке в Нью-Йорке. Успех экземпляра игры достиг своего пика в 1980-х годах и продолжал продаваться в течение десятилетий после этого. Баер очень тщательно задокументировал в своей патентной заявке, что Саймон был основан на Touch Me от Atari, учитывая его прошлый опыт работы в компании.Несколькими годами ранее на Atari подали в суд за нарушение патентных прав. В центре споров оказались прототипы видеоигр, изобретенные Ральфом Бэром. С Саймоном Бэр оказался на другой стороне истории. Его патент должен был защитить его инновации, а не оригинальную игровую идею. Дата изготовления: 1978 г. Изобретатель Бэр, Ральф Х. Производитель Милтон Брэдли Идентификационный номер компании 2006.0102.09 Каталожный номер 2006.0102.09 Номер доступа 2006.0102 Источник данных Национальный музей американской истории

Маньяк Электронная игра, 1979

Описание Ральф Баер больше всего известен разработкой первых видеоигр, но он добился большего. В 1975 году Бэр, инженер и изобретатель, начал независимый консалтинговый бизнес и начал работать в сотрудничестве с Marvin Glass & Associates в Чикаго, фирмой по дизайну игрушек, ответственной за некоторые из самых успешных американских игрушек 20-го века. Работа Баера заключалась в разработке электронных игрушек и игр. Самым известным результатом этого партнерства стал Саймон. В свете успеха Саймона Марвин Гласс попросил Бэра создать еще одну электронную игру, которая была бы похожа на нее. Результатом стала игра Maniac, выпущенная компанией Ideal Toy Company в 1979 году. Это была звуковая игра для нескольких игроков, требовавшая быстрых рефлексов и способности идентифицировать и вспоминать тональные последовательности (а не просто повторяя их, как это было с Саймоном). В устном историческом интервью (аудиокопии доступны в Архивном центре Национального музея американской истории) Баер признал, что в эту игру было «действительно сложно играть. Вы должны хотеть играть в игры, чтобы хотеть играть в Maniac». Это может быть причиной того, что Maniac никогда не сравнится по популярности с Simon. Местоположение В настоящее время не отображается Дата изготовления 1979 г. Изобретатель Бэр, Ральф Х. Производитель Ideal Toy Company Идентификационный номер 2006.0102.10 Каталожный номер 2006.0102.10 Номер доступа 2006.0102 Источник данных Национальный музей американской истории

Аксессуар для гольфа Brown Box, 1968 г.

Описание Это странное приспособление на самом деле использовалось для игры в раннюю видеоигру. Чтобы играть в гольф на «Коричневой коробке», прототипе первой многопользовательской многопрограммной системы видеоигр, Бэр и его коллеги установили мяч для гольфа на рукоятку джойстика. Это позволяло игроку использовать настоящую клюшку для гольфа, чтобы практиковать свои навыки игры в гольф. Magnavox лицензировала «Brown Box» и выпустила систему как Magnavox Odyssey в 1972 году. Хотя она никогда не производилась в коммерческих целях, аксессуар для гольфа был покрыт коричневым самоклеящимся винилом с древесным рисунком, чтобы он соответствовал «Brown Box». " Местонахождение В настоящее время не отображается Дата создания 1968 г. Патентообладатель Бэр, Ральф Х. Изобретатель Бэр, Ральф Х. Идентификационный номер 2006.0102.11 Номер доступа 2006.0102 Каталожный номер 2006.0102.11 Источник данных Национальный музей американской истории

Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения. Если у вас есть какие-либо вопросы, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам.

Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, нужно ли пересматривать статью.

< /p>

Информатика — это изучение компьютеров и вычислений, а также их теоретических и практических приложений. Информатика применяет принципы математики, инженерии и логики во множестве функций, включая формулирование алгоритмов, разработку программного и аппаратного обеспечения и искусственный интеллект.

Самые влиятельные ученые-компьютерщики – Алан Тьюринг, взломщик кодов времен Второй мировой войны, которого обычно называют "отцом современных вычислений"; Тим Бернерс-Ли, изобретатель Всемирной паутины; Джон Маккарти, изобретатель языка программирования LISP и пионер искусственного интеллекта; и Грейс Хоппер, офицер ВМС США и ключевая фигура в разработке первых компьютеров, таких как UNIVAC I, а также в разработке компилятора языка программирования.

Информатика применяется в широком спектре дисциплин, включая моделирование последствий изменения климата и вируса Эбола, создание произведений искусства и визуализацию с помощью графического рендеринга, а также моделирование человеческого интерфейса с помощью искусственного интеллекта и машинного обучения.< /p>

Разработка видеоигр основана на принципах информатики и программирования. Современный рендеринг графики в видеоиграх часто использует передовые методы, такие как трассировка лучей, для обеспечения реалистичных эффектов. Развитие дополненной реальности и виртуальной реальности также расширило спектр возможностей разработки видеоигр.

Многие университеты по всему миру предлагают программы обучения основам теории информатики и применениям компьютерного программирования.Кроме того, распространенность онлайн-ресурсов и курсов позволяет многим людям самостоятельно изучать более практические аспекты информатики (такие как программирование, разработка видеоигр и дизайн приложений).

информатика, изучение компьютеров и вычислений, включая их теоретические и алгоритмические основы, аппаратное и программное обеспечение, а также их использование для обработки информации. Дисциплина информатики включает изучение алгоритмов и структур данных, проектирование компьютеров и сетей, моделирование данных и информационных процессов, а также искусственный интеллект. Информатика черпает некоторые из своих основ из математики и инженерии и поэтому включает в себя методы из таких областей, как теория массового обслуживания, вероятность и статистика, а также проектирование электронных схем. Информатика также широко использует проверку гипотез и экспериментирование при концептуализации, проектировании, измерении и уточнении новых алгоритмов, информационных структур и компьютерных архитектур.

Информатика считается частью семейства пяти отдельных, но взаимосвязанных дисциплин: компьютерная инженерия, информатика, информационные системы, информационные технологии и разработка программного обеспечения. Это семейство стало известно под общим названием вычислительной дисциплины. Эти пять дисциплин взаимосвязаны в том смысле, что компьютеры являются объектом их изучения, но они разделены, поскольку каждая из них имеет свою собственную исследовательскую перспективу и учебную направленность. (С 1991 года Ассоциация вычислительной техники [ACM], Компьютерное общество IEEE [IEEE-CS] и Ассоциация информационных систем [AIS] сотрудничают в разработке и обновлении таксономии этих пяти взаимосвязанных дисциплин и руководств, которые образовательные учреждения использовать во всем мире для своих программ бакалавриата, магистратуры и исследовательских программ.)

Основные разделы информатики включают традиционное изучение компьютерной архитектуры, языков программирования и разработки программного обеспечения. Однако они также включают вычислительную науку (использование алгоритмических методов для моделирования научных данных), графику и визуализацию, взаимодействие человека и компьютера, базы данных и информационные системы, сети, а также социальные и профессиональные проблемы, которые являются уникальными для практики информатики. . Как может быть очевидно, некоторые из этих подполей пересекаются по своей деятельности с другими современными областями, такими как биоинформатика и вычислительная химия. Эти совпадения являются следствием склонности ученых-компьютерщиков признавать многочисленные междисциплинарные связи в своей области и действовать в соответствии с ними.

Развитие информатики

Информатика возникла как самостоятельная дисциплина в начале 1960-х годов, хотя электронный цифровой компьютер, являющийся объектом ее изучения, был изобретен на два десятилетия раньше. Корни компьютерных наук лежат главным образом в смежных областях математики, электротехники, физики и информационных систем управления.

Математика является источником двух ключевых концепций разработки компьютеров — идеи о том, что вся информация может быть представлена в виде последовательности нулей и единиц, и абстрактного понятия «хранимой программы». В двоичной системе счисления числа представляются последовательностью двоичных цифр 0 и 1 точно так же, как числа в знакомой нам десятичной системе представляются цифрами от 0 до 9. Относительная легкость, с которой два состояния (например, высокое и низкое напряжение) могут быть реализованы в электрических и электронных устройствах, что естественным образом привело к тому, что двоичная цифра или бит стала основной единицей хранения и передачи данных в компьютерной системе.

Электротехника обеспечивает основы проектирования цепей, а именно идею о том, что электрические импульсы, поступающие в цепь, можно комбинировать с помощью булевой алгебры для получения произвольных выходных сигналов. (Булева алгебра, разработанная в 19 веке, предоставила формализм для проектирования схемы с двоичными входными значениями нулей и единиц [ложь или истина, соответственно, в терминологии логики], чтобы получить любую желаемую комбинацию нулей и единиц на выходе.) Изобретение транзистора и миниатюризация схем, а также изобретение электронных, магнитных и оптических носителей для хранения и передачи информации стали результатом достижений электротехники и физики.

Информационные системы управления, первоначально называвшиеся системами обработки данных, предоставили ранние идеи, на основе которых развились различные концепции информатики, такие как сортировка, поиск, базы данных, поиск информации и графические пользовательские интерфейсы. В крупных корпорациях размещались компьютеры, на которых хранилась информация, необходимая для ведения бизнеса — расчет заработной платы, бухгалтерский учет, управление запасами, контроль производства, отгрузка и получение.

Теоретическая работа над вычислительностью, начавшаяся в 1930-х годах, обеспечила необходимое распространение этих достижений на проектирование целых машин; важной вехой стала спецификация машины Тьюринга (теоретическая вычислительная модель, которая выполняет инструкции, представленные в виде последовательности нулей и единиц) в 1936 году британским математиком Аланом Тьюрингом и его доказательство вычислительной мощности модели. Еще одним прорывом стала концепция компьютера с хранимой в памяти программой, которую обычно приписывают американскому математику венгерского происхождения Джону фон Нейману. Это истоки области информатики, которая позже стала известна как архитектура и организация.

В 1950-х годах большинство пользователей компьютеров работали либо в научно-исследовательских лабораториях, либо в крупных корпорациях. Первая группа использовала компьютеры для выполнения сложных математических расчетов (например, траектории ракет), в то время как вторая группа использовала компьютеры для управления большими объемами корпоративных данных (например, платежных ведомостей и запасов). Обе группы быстро поняли, что писать программы на машинном языке нулей и единиц непрактично и ненадежно. Это открытие привело к разработке языка ассемблера в начале 1950-х годов, который позволяет программистам использовать символы для инструкций (например, ADD для сложения) и переменных (например, X). Другая программа, известная как ассемблер, переводила эти символические программы в эквивалентную двоичную программу, шаги которой компьютер мог выполнять или «выполнять».

Другие элементы системного программного обеспечения, известные как связывающие загрузчики, были разработаны для объединения фрагментов собранного кода и загрузки их в память компьютера, где они могли выполняться. Концепция связывания отдельных частей кода была важна, поскольку позволяла повторно использовать «библиотеки» программ для выполнения общих задач. Это был первый шаг в развитии области компьютерных наук, называемой разработкой программного обеспечения.

Позже, в 1950-х годах, язык ассемблера оказался настолько громоздким, что разработка языков высокого уровня (более близких к естественным языкам) стала поддерживать более простое и быстрое программирование. FORTRAN стал основным языком высокого уровня для научного программирования, а COBOL стал основным языком для бизнес-программирования. Эти языки несли с собой потребность в другом программном обеспечении, называемом компилятором, которое переводит программы на языке высокого уровня в машинный код. По мере того, как языки программирования становились все более мощными и абстрактными, создание компиляторов, создающих высококачественный машинный код и эффективных с точки зрения скорости выполнения и использования памяти, стало сложной задачей в области информатики. Разработка и реализация языков высокого уровня лежит в основе области компьютерных наук, называемой языками программирования.

Расширение использования компьютеров в начале 1960-х послужило толчком к разработке первых операционных систем, которые состояли из системно-резидентного программного обеспечения, которое автоматически обрабатывало ввод и вывод, а также выполняло программы, называемые «заданиями». Потребность в более совершенных вычислительных методах привела к возрождению интереса к численным методам и их анализу, и эта деятельность распространилась настолько широко, что стала известна как вычислительная наука.

В 1970-х и 80-х годах появились мощные компьютерные графические устройства, как для научного моделирования, так и для других видов визуальной деятельности. (Компьютерные графические устройства были представлены в начале 1950-х годов с отображением грубых изображений на бумажных графиках и экранах электронно-лучевых трубок [ЭЛТ].) Дорогое оборудование и ограниченная доступность программного обеспечения не позволяли этой области расти до начала 1980-х годов, когда компьютерная память, необходимая для растровой графики (в которой изображение состоит из маленьких прямоугольных пикселей), стала более доступной. Технология растровых изображений вместе с экранами с высоким разрешением и разработкой графических стандартов, которые делают программное обеспечение менее зависимым от машин, привели к взрывному росту этой области. Поддержка всех этих видов деятельности превратилась в область информатики, известную как графика и визуальные вычисления.

С этой областью тесно связано проектирование и анализ систем, которые напрямую взаимодействуют с пользователями, выполняющими различные вычислительные задачи. Эти системы получили широкое распространение в 1980-х и 90-х годах, когда линейное взаимодействие с пользователями было заменено графическими пользовательскими интерфейсами (GUI). Дизайн графического пользовательского интерфейса, который впервые был разработан Xerox, а затем был подхвачен Apple (Macintosh) и, наконец, Microsoft (Windows), важен, поскольку он представляет собой то, что люди видят и делают, взаимодействуя с вычислительным устройством. Разработка подходящих пользовательских интерфейсов для всех типов пользователей превратилась в область компьютерных наук, известную как взаимодействие человека с компьютером (HCI).

Xerox Alto был первым компьютером, в котором для управления системой использовались графические значки и мышь — первый графический интерфейс пользователя (GUI).

Область компьютерной архитектуры и организации также претерпела значительные изменения с тех пор, как в 1950-х годах были разработаны первые компьютеры с хранимой в памяти программой. В 1960-х годах появились так называемые системы с разделением времени, позволяющие нескольким пользователям запускать программы одновременно с разных терминалов, жестко подключенных к компьютеру. В 1970-е годы были разработаны первые глобальные компьютерные сети (WAN) и протоколы для передачи информации на высоких скоростях между компьютерами, разделенными большими расстояниями. По мере развития этих видов деятельности они объединились в области информатики, называемой сетями и коммуникациями. Крупным достижением в этой области стало развитие Интернета.

Идея о том, что инструкции и данные могут храниться в памяти компьютера, имела решающее значение для фундаментальных открытий, касающихся теоретического поведения алгоритмов. То есть такие вопросы, как «Что можно/нельзя вычислить?» были официально рассмотрены с использованием этих абстрактных идей. Эти открытия положили начало области информатики, известной как алгоритмы и сложность. Ключевой частью этой области является изучение и применение структур данных, подходящих для различных приложений. Структуры данных, наряду с разработкой оптимальных алгоритмов для вставки, удаления и поиска данных в таких структурах, являются серьезной проблемой для ученых-компьютерщиков, поскольку они так интенсивно используются в компьютерном программном обеспечении, особенно в компиляторах, операционных системах, файловых системах и т. д. и поисковые системы.

В 1960-х годах изобретение накопителей на магнитных дисках обеспечило быстрый доступ к данным, расположенным в произвольном месте на диске. Это изобретение привело не только к более продуманным файловым системам, но и к развитию баз данных и систем поиска информации, которые позже стали необходимы для хранения, поиска и передачи больших объемов и разнообразных данных через Интернет. Эта область информатики известна как управление информацией.

Еще одной долгосрочной целью исследований в области компьютерных наук является создание вычислительных машин и роботизированных устройств, способных выполнять задачи, которые обычно считаются требующими человеческого интеллекта. К таким задачам относятся движение, зрение, слух, речь, понимание естественного языка, мышление и даже проявление человеческих эмоций. Область информатики интеллектуальных систем, первоначально известная как искусственный интеллект (ИИ), на самом деле возникла еще до появления первых электронных компьютеров в 1940-х годах, хотя термин искусственный интеллект появился только в 1956 году.

Три достижения в области вычислительной техники в начале 21 века — мобильные вычисления, клиент-серверные вычисления и взлом компьютеров – способствовали появлению трех новых областей компьютерных наук: разработка на основе платформ, параллельные и распределенные вычисления, и обеспечение безопасности и информации. Платформенная разработка — это изучение особых потребностей мобильных устройств, их операционных систем и их приложений. Параллельные и распределенные вычисления касаются разработки архитектур и языков программирования, которые поддерживают разработку алгоритмов, компоненты которых могут работать одновременно и асинхронно (а не последовательно), чтобы лучше использовать время и пространство. Безопасность и обеспечение информации связаны с проектированием вычислительных систем и программного обеспечения, которые защищают целостность и безопасность данных, а также конфиденциальность лиц, для которых эти данные характерны.

Наконец, на протяжении всей истории компьютерных наук особое беспокойство вызывает уникальное общественное влияние, которое сопровождает исследования в области компьютерных наук и технологические достижения. Например, с появлением Интернета в 1980-х разработчикам программного обеспечения необходимо было решить важные вопросы, связанные с информационной безопасностью, личной конфиденциальностью и надежностью системы. Кроме того, вопрос о том, является ли программное обеспечение интеллектуальной собственностью, и связанный с ним вопрос «Кому оно принадлежит?» породила совершенно новую правовую область лицензирования и стандартов лицензирования, которые применялись к программному обеспечению и связанным с ним артефактам. Эти и другие проблемы составляют основу социальных и профессиональных проблем информатики, и они появляются почти во всех других областях, указанных выше.

Подводя итог, можно сказать, что дисциплина компьютерных наук превратилась в следующие 15 отдельных областей:

Открываете компанию по производству мобильных игр? Бизнес-модель мобильных игр — это стратегия монетизации, которую разработчики используют для увеличения дохода от своего приложения. Они могут выбрать монетизацию с помощью единовременного платежа, покупок в приложении (также известных как микротранзакции) или с помощью монетизации рекламы. Единовременные платежи относятся к платным приложениям премиум-класса, по сути, это означает, что пользователи получают вашу игру по предоплате.Покупки в приложениях и монетизация рекламы обеспечивают более регулярный поток доходов, повышая вовлеченность пользователей, удобство платформы и доходы от игр.

Модели монетизации мобильных игр

Поскольку к концу 2020 года мировой рынок мобильных игр достигнет 76 миллиардов долларов, разработчики ищут новые способы монетизации. Популярные модели монетизации мобильных игр, которые можно добавить к вашей стратегии монетизации, включают рекламу в приложении, покупки в приложении и разовые платежи. В частности, реклама в приложениях и покупки в них являются важными стратегиями монетизации для бизнес-моделей F2P (free-to-play).

Реклама в приложении. Существует несколько форматов рекламы, например видео с вознаграждением, рекламные баннеры, межстраничные объявления и рекламные объявления.
Покупки в приложениях. Поскольку 53 % дохода разработчика поступает от покупок в приложениях, неудивительно, что бизнес-модель микротранзакций является одной из самых эффективных стратегий монетизации мобильных игр. IAP также позволяют разработчикам напрямую управлять своими продажами.
Платные приложения премиум-класса. Разработчики могут получать прибыль с помощью платных приложений премиум-класса только в том случае, если мобильная игра имеет сильное ценностное предложение и почти не имеет конкурентов, обеспечивающих такие же характеристики и качество в своем жанре. Эта модель может оттолкнуть большинство игроков, привыкших знакомиться с приложением перед покупкой, но соблюдение высоких стандартов позволяет платным приложениям премиум-класса хорошо продаваться в магазине приложений.

Сколько приносит реклама мобильных игр?

По данным eMarketer, расходы на рекламу во всех играх в 2019 году выросли на 16 % и, как ожидается, в 2020 году превысят 3 миллиарда долларов. пользователей и влияние на их поведение.

Читайте также: