级面向心理学应用的游戏设计与开发

第1章绪 开发背 国内外孤独症治疗的研究现 本文解决的主要问 本文的主要工 分工说 的组织结 第2章面向心理学游戏的基础理论与相关技 心理学游戏的基础理 心理学干预相关理 游戏治疗原 颜色心理学和视觉心理理 心理学游戏实现的相关技 开发工具 C#介 JavaScript介 第3章需求分析与系统架构设 项目概 项目背 项目说 整体概 目标和解决的问 需求问题描 功能性需 非功能性需 架构设 设计目标和原 功能架 第4章面向心理学应用的游戏详细设 模块设 各部分详细设 初始界面与 开始界面与难度选择界 关卡选择界 游戏进行界 评分界 第5章面向心理学的游戏实现与测 总体实 初始界 游戏主界 难度设定实 游戏进 成绩评定实 游戏测 第6章总结与展 总 展 致 参考文 附录1英文原 附录2译 面向心理学应用的游戏设 Unity3D关键字：儿童孤独症；Unity3D；心理学干预治疗；视Childrenwithautism,alsoknownasautism,isaseriousbroaddevelopmentaldisorderofbodyandmind,generalwill panyforlife.Atpresentonthespecificmedicaletiologyisunclear,butaslongasintheearlyinterventionandtreatmentproperly,themajorityofpatientsconditioncanease.Intheinterventiontreatment,psychologicaltherapyhasaspecialroleforthegrowthofchildren.Mosthumansacceptoutsideinformationthroughvisual,scientificstudieshaveshownthatvisualinvariousappearancecharacteristicsofthecognitiveobjectandspaceattributedistinctionisofgreatsignificance.Visualeffectinthetreatmentofpsychologyisregardedasanimportantresearchcontent,isoneofthestartingpointofautismThisarticleembarksfromthevisioninthepositiveroleofpsychologicalintervention,usingUnity3Ddesignedanddevelopedapsychologicalgameforchildrenwithautism,aimedatautisticchildren'sattentionthroughthesimplegameprocessexerciseanddiscrimination,andtodevelopthebrainpotential,andexpectautismtreatmentofpsychologyasaauxiliarytool.Duetothisgameisacooperationproject,theauthorinthedevelopmentprocessonthebasisofthedivisionoftasksandysisisintroducedinthisarticle.Keyword:ChildrenWithAutism;Unity3D；PsychologicalInterventionTreatment；1数保守估计已超过150万，国家将其纳入国家保障体系并给予了足够的重视，同中国对儿童孤独症的认识比发达国家大约迟40年，整个疾病体系质尚属我长是摆在眼前的困境。多组研究给出，ASD（孤独症普系）在婴儿中的占比千分之三，典型孤独症约大于千分之一，由此可以估算，大陆ASD预计达到400100患儿回归社会大。孤独症患者是特殊群体，存在社交和行为些超常的能力也不适合进入智障学校。治疗孤独症的黄金时期在3岁以前，一旦还隐藏着公共安全的风险。，的医院寥寥可数，多数医生对ASD欠缺正确认识，部分医院也只是以诊断、评估为主匮乏、场地限制导致这一领域不够规范。以残联系统为主的公立机构，专业人员严重。ASD的临床医生和康复人员缺乏，社工数量不足员的，孤独症康复训练行业。儿童孤独症的研究和治疗探索仍停留在艰难的探索期目前常用的康复不完善主要通过使用精神类药物中药等药物疗法或者针灸等物理疗疗，随作用，一般只用于患者精神神经症状或可能造成人身安全受损时才使用生物疗法主要做法是基于相关检查结果和配定营养剂来干预调节生理一方法的了解主要经由网络自己学习理解少数家庭条件优渥的父母把孩子使孩子自然界所有的他人和客观存在激发孤独症儿童与精神世界以外建立起联系的这一疗法能够帮助患有儿童孤独症的孩子加长将注意力集中到某一事物上的时间，眼神交汇次数变多，提升患儿说话交流的和语言交流能展，打破不利情绪对儿童身心的，获得与他人进行交流的乐趣，对自我封闭心理干预疗法应用二十世纪末的精神疾病生活质量表来预测和分析孤充满乐趣的三内观察事物、提高能力、开发潜力。由Strickland在1996年首次予以提出，为孤独症的干预与治疗开辟了新研究领域，Strickland于同年在自己一项新的实验报告用研究数据证实了这种思路具有实用性。育和成熟不仅是主导的生理过程大脑皮质结构也受到学习经验的质量的反本文解决的主要问层面贴近儿童，在玩游戏的过程中培养注意力、观察力，游戏的和鼓励机制在实现方面，通过Unity3D开发工具和多种编程语言，实现设计的功能，保本文的主要工本文介绍一个面向孤独症儿童的用Unity3D开发的心理学游戏使患有自闭疗的辅助工具DrawLines发工具、设计语言和语言；分析了需求和架构设计、阐述了系统详细设计，logo难度分级界面的构思，确定分化难度的标准的组织结开发工具、设计语言和语言，包括Unity3D、C#语言和JavaScript.第四章系统详细设计，阐述整体模型结构，介绍了模块设计和第五章实现与测试，展示了游戏的实现情况，并进试，展示2心理学干预相关理标发展变化的过程主要目的是帮助心理干预的对象消除情绪和促进心理健使患者的心理、行为乃至生理产生有利于其自身的积极变化，促进的成熟和的心理机能为媒介，最终消除或缓解可能具备的各种心理问题与生理问题，心理指导和心理治疗面。游戏治疗原游戏是最贴近孩童心性的沟通，同样为他们表达内心情绪、大脑思维和图形上体现出“岛状功能”，但的一部分孤独症患者仍旧需要经由这一类游颜色心理学和视觉心理理个重要的研究内容,是自闭症治疗的切入点之一。视觉心理理论的进步和发展以心理学游戏实现的相关技开发工具Unity3D模型解读可视化、即时空间影视等类型的内容，Unity3DJavaScriptUnity3DPhysXUnity3DUnity3D的主要特色有：图形动力（内部封装了DirectX、OpenGL图形渲染库，同时还附带了用途广泛的渲染组件和器）、物理仿真（整合了NvidiaPhysX（Profiler在网页上运行也是得到允许更为便捷的在于Unity3D的游戏成果能被植入到安卓系统和苹果系统这一特性使得游戏的设计和开发获得了巨大的发展前们的游戏开发提供了无限的可能。Unity3D是一款专业的商业游戏引擎，凭借友好的操作界面和强大性能在国Unity3D认识世界、开发感面的积极作用，设计出适合孤独症儿童的心理干预游戏，可以弥补我国自闭症康复领域的种种不足，减轻患者家庭负担，帮助患者回C#介CC++衍生出来的。C#在承接CC++（例如缺少宏和模版，多重继承不被认可），VBC++高效运行的特性，具和。C#的主要特点有：简洁的语法（C#对C++中的语法此进行了简化，只对常用Web（SOAPCSharpWeb规模次的分布式开发从此成为可能）、缜密的安全度与错误处理（C#的设计JavaScript介JavaScript是一种基于对象和驱动并保障安全的语言它与HTML、CSS，可以增强功能，并改善和终端用户之间的交互性能。JavaScript发出的网页能够拥有丰富的元素和呈现更加的内容因而在基于CGI静态的HTML页面的基础上会被可提供动态实时信息，同时对客户操作进行反应的Web页面所取代。JavaScript正是被设计于来满足这种需求而产生的语言，因为这些独特的特性和优势深受使用者的青睐和好评是种类繁多的语言中WWW计算机的未来规划。再者，JavaScript幅度提高了网页的浏览体验和相互交互的效率。JavaScript作为被涵盖于网络的语言，如今已经被广泛用于Web应用开发，通常被用来为网页添加丰富抓：设计简易便捷）、动态性（采用驱动，不需要经过Web服务器就可以对用户：3项目背天性与外界连接的媒介，也是他们宣扬内心情绪、大脑想法和展示行动的。经验；专业人员严重等。在这种大环境下，加上孤独症康复游戏过程本身就先进的科学技术也可以为儿童孤独症的治疗添砖加瓦，Unity3D综合型游戏开发工具，使用者可以借用Unity3D轻松创建多种类型的动画和游戏，《DrawLines》就是在这种背景下被设计开发的。《DrawLines》是以心理学多个方面的理论为依托、采用虚拟技术开发的心干预治疗的辅助信息专业可以以此初步判断患儿的情绪变化以及各项能力项目说、交流，设计了规则简单多样的智力小游戏，利用先进计算机与通讯技、Unity3D以游戏也可以作为专业的辅助分析数据以游戏结果的变化趋势来判定儿童整体概《DrawLines设计，到流程与细节设计，都能符合面向人群的使用习惯和群的领域和使用习惯；功能性需《DrawLines》心理干预治疗游戏的需求如例图所示，需求可以分为两部3-1所示。3-1非功能性需设计目标和原去，所以界面设计应保证简洁明快，游戏流程不能太过复杂；功能架《DrawLines设置和退出游戏的选择；第二层为各功能的具体实现层，（1）3-23-233-34经过前文的介绍，我们已经明白了心理学干预治疗游戏《DrawLines》的体现是通过描述矩阵的大小难度级别较低的3X3模式可以帮助玩家熟悉游戏过通关的关卡会被，同时在该关卡的图标上显示通过的最好成绩星级，只有通过上一关卡才能下一关卡对于以的关卡可以重复游戏已达到最好成绩。4-14-1各部分详细设初始界面与LogosleepTime5，5publicfloatsleepTime=开始界面与难度选择界点击退出，会弹出一个框，询问用户是否确认退出，这是基于人机交互的基本原则之一：当用户的行为可能对系统造成重大改变时，应设置框复成初始值，重置之前也会有4-2、4-3和退出游戏询问框图4-2重置询问图4-3退出游戏询问3X3MissionIDmissionColor，missionTitle（如3X3，4X4），rowsNumber，colsNumberInitMission rComponent.numberOfCols;//确定难度的标题 关卡选择界通关的关卡保持锁定状态，玩家只有通过上一关才能下一关，已通关的关 plete()判定这一关卡是否过关，如果当前已经通关，保存当前通关的星级并下一关。游戏进行界度选择界面、重新开始这一关（这时游戏用时和移动步数都会被）、进入下一关（必须通过了当前关卡或下一关才可以触发）。图4-4为游戏进行界面4-4评分界4-54-55初始界Logo，5-15-1游戏主界能不会引起儿童的。游戏主界面如图5-2所示。5-2“HowToy”代表游戏方法，以简短的语言和明晰的图形描述了游戏的Exit”代表退出游戏，游戏方法、游戏设置和退出游戏界面分别如图5-3、图5-4、图5-55-35-45-5难度设定实8X8尚在实现中），玩家通过选择不同的矩阵大小以进入不同的难易模式，对于独症患者）初次进入游戏时，可以先从难度级别较低的3X3模式开始熟悉游戏过程，然后不断新难度级别获得满足感，达到提高能力、改善情绪的目标。5-6为难度选择（任务）界面。5-65-75X5的关卡界面。5-7游戏进5-85-85-95-10为点击改正之后5-95-10成绩评定实5-11为完美过关的成绩显示。5-116X6在游戏主界面中共有四个选项选“开始游戏进入难度选（任务）6X6后，进入该难度的关卡界面，已通关的关卡会被解以的关卡可以重复游戏难度6X6是初次游戏所以应从第一关开始图5-12为测试时的关卡选择界面。5-125-13，5-14，5-15为前三关通关时的5-135-145-15最终会将每一个关卡的最优成绩显示在关卡选择界面上。图5-16是进行了三关5-165-16可以看出，由于第二关路径错误，导致步数较多，所以没有获得以上过程中有所体现。所以，《DrawLines》很好地结合了心理学的各项理论并第6总展到合适的康复疗法并加以完善和推广对于保障社会和谐和人民有十分重要加瓦，许多像Unity3D这样具有优势的开发工具可以被借用，创建多种结合了心热心，有了他们使我的增色不少。师和与我一起进步的！2013，8(7)：20—杜晓文，自闭症治疗方法的研究进展沈阳医学院学报76(4)：20—，，林子涵男视觉心理对学生接受多画面信息的影响中，，林仲贤颜色视觉心理学：大学姚昭，多元智能理论对自闭症干预策略制定的影响教学与管理(理论版)，2009，（4）：67—68王中华，当前社会对自闭症儿童认知的研究南昌师范学院学报2015，（4）：75—，，基于Unity的游戏开发研究与实现今日（下旬)，2015，（9）：78—80袁田琛，胡新荣，基于LeapMotion和Unity3D的体感游戏开发与集成电脑知识与技术，2015，（13）：210—204亚当斯游戏设计基础：机械工业邹静迎接互联网的明天—玩转3DWeb：电子工业宣雨松Unity3D游戏开发：人民邮电(美)MiceMenard.GameDevelopmentwithUnity 译：机械工业，2012Unity3D游戏开发基础浙江：浙江工商大学，2013Web(自然高建洪VRML虚拟场景中实时交互动画的实现苏州大学学报(工科版2008,（06）：36—1SimulationofSmoketoImproveUnity3DGame EngineParticleSystembasedonFDSXUYONGZHE,KyunjooLee,EunjuKim,JaesugKi1,ByungsooLeeDepartmentofComputerEngineering,UniverstyofIncheon,KoreaMaxOnSoft,Co.,,KoreaInthispaper,ourproposedmethodbasedonFDS(FireDynamicSimulation)outputsthedatatheExcelfile,whichimprovesagameengineforeffectivesmokeandthefiremodel.TheExcelfilecoordinatesintheUnity3Dgameengine’sparticlesystem,coordinatesintheoriginalparticlesystem.AftercomputingthecoordinatesofUnity3Dsimpleparticlemovinglocationboundary,makethemflowlikesimulation’srealworldsmokefluid.Recentgameenginecomputergraphicdevelopersusuallycontrolresourcesfocusedonvisualizationsmokeandthefiremodel.Butinthefiresimulation,thesmokesimulationgameorfirefightersimulationgamepartrequiresadifferentapproach.Inthispaper,wefocusonsmokinglocationboundary.Theproposedmethodcanchangeparticlesmoreaccuraythanotherrealtimefluiddynamicsgraphicsmethod.:ComputerGraphics,FireDynamicsSimulator(FDS),Smoke,ParticleSystem,FluidDynamics,Unity3D,FireSimulation.1.Thefirstparticlesystemsincomputergraphicsusedthegenerationoftheexplosionofanetforspecialfilmtrickeffects.In2001StanfordUniversityresearcherRonaldFedkiw,JoseStam,HenrikWannJesensimulatedsmoke,byusing300,000particles[8].Thatwasthefirstcomputationalparticlesystemsimulationsmokeusedfluiddynamics.Nowresearchersuse2~3millionparticlessimulationsmoke.Fromthissimulationorgameengine,FDSneedsalongtimetosimulatereal-worldfireandsmoke.Realtimesimulationanddebugging3Dfluidsolverareveryhardtasks.Inthispaper,proposedsmokecoordinationwhichisbasedonFDSresultsinsmokedata,bygettingthesmokeboundaryfromFDSoutputExcelfile.Aftercomputingsmokeboundarycoordinates,puterperformancewasRelatedFromtheOpacityMapdemo,Particlesystemisthepointof3Dspacethatisdeterminedbypositionx,y,zandorientationgivenbythreevectorsx,y,z.NVIDIAsmokeisbasedonfluidphysicsmechanism[1][2].Theapproachfromthe2dfluidsimulationandimplementationof3DfluidsimulationbyHarris(2004)[13]wasverychallenging,anddifficultforrealtimesimulation.Theform(1)isaPartialdifferentialequations(PDEs)function.Thexischangedbywaveletf,whichmaybedependedonxandHarris2Dfluidsimulationdoesn’thaveanuniquecoordinatez.ImprovedNIVIDIABoxofsmokedemoisaddedtofunctionzfromtheform(3).Settheworldspacecoordination.UsingtheFunctionistheproblemtocausemoregraphicscardresourcesinrunningtime.FDScoordinateandUnity3DparticleFromthissection,wediscussaboutFDS,Unity3Dparticlesystem,designedprogramcodes.Firstly,weproposeamethodconstructedingame’senvironmentboundary,Secondly,FDSsimulationenvironmentaboutfireandwind[4],Thirdly,weuseFDSoutputexcelfiletofindsmokeandfirefluidboundarycoordinates,finallyUnity3Dgameengineparticlesystemloadstheseparticlecoordinates.Infigure2,simulationx,y,z=27mmesh,smallroom’sx,y,z=9m,theleftpictureshowssimulationstart,andtherightpicturedisysfireburning.Fromrightpicture,whitepointsaresmokedetectordevicefordetectionsmokedensity.Userscansetsmokedetectordevicepoints)ofcoordinatesinasimulationscene.Thesmokedetectordevicecoordinatecanbewrittenintosmokedensitydataineverysecond(usercanchangethetime).Unity3Dgameengine’sparticlesystemisaspecializedinamethodof3Dobject[10].FromtheFDSoutputfile,wecanknowsmokedensityandalsoknowsmokeboundarycoordinates.Fromprogramdesignpart,Encapsulationisindispensableinprogramcodes.Thesettingoftheparticlepropertiesofprogramcodesiscitedfromreference[6][9].Theparticle’slifetime(particlemovingtime)followslocationandboundary.TheSourcecodesweusedarerequiredinchangingc#inwhichUnity3Dgameengineinterfaceismade.Unity3DProgramcodeusesParticleSysteminterfacemethod‘position.x’tochangepositionofparticles[13].Ifweknowthetimingofmovingparticles,ParticleSystemlifetimecanbeimplementedthroughlocationandboundary.Itispossibletogettheparticlecoordinate,byknowinglife-cycleandcurrent-time.SimulationFigure3showsourmethodappliedinUnity3D.Theparticlefollowsprogramcodecoordinatesandboundaries.Particlecoordinatesinlifetimefollowprogramcodecoordinates.Theleftofpicture3showssmokein3Dspacemesh.Thecenterpictureshowsthatcreatedparticlesfollowboundaries.Therightpictureshowsthechangeoftextureinlifetimeofparticles[12].Figure4showsmovingparticleandcomputingcoordinatesinnexttime[11].Figure4illustratesLifetimeoftheparticleswhichmovefrom‘Start’to‘End’andtheparticlesdisappearwhenarriveatEnd-position.EachspacesendparticlestonextRandomFunctionspacecoordinate.ConclusionsandFutureTheexcelfilebasedonFDSsmokedetectordevicecoordinatescomputesmokeboundarycoordinates.Theresultofourresearchimprovestheperformancebetterthanothervisualizationsmokeparticlesystem,becausethegraphiccardcanskipthecomputingtheparticlecoordinates.Thismethodispossibletobeusedin notonlysmokeparticlesystembutalsofiremodelsystem.Thisapproachisdifferentfromcommonsimpleparticlesystemvisualization.FutureworkwenistochangeparticleboundariesinmoredetailfromCFD(computationalfluiddynamics).ThispaperwasResearched(2012)TheNextGenerationFireprotection&SafetyCoreTechnologyDevelopmentprogramofNationalEmergencyManagementAgency(NEMA)ofRepublicKorea.Eberhardt,B.et.al.:AFast,Flexible,Particle-SystemModelforClothDra.ComputerGraphicsandApplication,16(50:52-59).SeptemberJansen,J.,Bavoil,L.:Fastrenderingofopacity-mappedparticlesusingDirectXtessellationandmixedresolutions.OpacityMapSDKWhitePaperNVIDIASDK11Keenan,C.,L,lamasIgnacio.,T,Sarah.:RealTimeSimulationandRenderingof3DGPUGEMS3M,Kevin.,K,Bryan.,H,Simo.,F,Jason.:FireDynamicsSimulator(version5).SpecialPublication1019-5.Lander,Jeff.:TheOceanSprayinYourFace.GameDeveloperMagazineJuly(1997):Luna,Frank.:3DGameProgrammingwithDirectX9.0.no.Texas:WordwareJ.HarrisMark.:FastFluidDynamicsSimulationontheGPU,GPUGEMS,chapterF,Ronald*.,S,Jos.,J,HenrikWann.:VisualSimulationofsmoke.Proceedingsofthe28thannualconferenceonComputergraphicsand ctivetechniquesACMReeves,William.:ParticleSystems:ATechniqueforModelingaClassofFuzzyACMTransactionsonComputerGraphicsVolume17,Number3(1983):359–UnityTeam.:UnityManual.ParticleSystem,positioningGameD.Wensheng,Z.Xinyan,Z.caijun.:SmokeSimulationbasedonparticlesysteminVirtual ConferenceonHaeWonByun,HyeMoonJung.DrawingStyleCaptureforCartoonRendering,InternationalJournalofMultimediaan