Розробка та дослідження алгоритмів процедурної генерації ігрового світу та реалізація механізмів взаємодії між гравцями

Abstract

У роботі проведено огляд та аналіз сучасних алгоритмів процедурної генерації ігрових світів, зокрема методів на основі шумових функцій (Perlin noise, FBM, Voronoi), граматичних систем, симуляційних підходів та мозаїчних технік. Розглянуто їхні особливості, переваги й обмеження, а також проаналізовано гібридні моделі, що поєднують кілька підходів для підвищення реалістичності та різноманітності віртуальних середовищ. Окрему увагу приділено інструментам для створення процедурних ландшафтів, таким як World Machine та MapMagic, та їх застосуванню в ігрових рушіях. Також досліджено технології розробки багатокористувацьких компонент у відеоіграх. Розглянуто сучасні мережеві фреймворки для Unity – Mirror, Photon, FishNet, Unity Netcode for GameObjects – їхні особливості, переваги та області застосування. Описано архітектури побудови мережевої взаємодії (client-server, peer-to-peer), методи оптимізації синхронізації станів, забезпечення узгодженості клієнтів та способи організації комунікації між гравцями. Особливу увагу приділено практичній реалізації алгоритму процедурної генерації світу на основі детермінованого seed та системи біомів, а також створенню функціональної мережевої частини гри з використанням рушія Unity та фреймворку Mirror. У роботі розроблено систему генерації карти острова, механізми розміщення ресурсів, серверну логіку синхронізації даних, реалізовано текстовий і голосовий чат, мережеву архітектуру сесій, систему лобі та механізми спавну гравців. Проведено комплексне тестування: функціональне, мережеве та довготривале Endurance-тестування, результати якого наведено та проаналізовано. Розроблений прототип демонструє можливість узгодженого генерування світу для всіх клієнтів, стабільну роботу мережевих механізмів та ефективну взаємодію гравців у спільному ігровому середовищі. Отримані результати можуть бути використані у створенні багатокористувацьких ігор із процедурно згенерованими картами та динамічними системами взаємодії.