Et læringsprogram. It læringsprojekt. Rasmus Kibsgaard Riehn-Kristensen, Christine Johnsen & Jonas Pedersen. Vejleder: Karl G Bjarnason

2011 Et læringsprogram It læringsprojekt Rasmus Kibsgaard Riehn-Kristensen, Christine Johnsen & Jonas Pedersen Vejleder: Karl G Bjarnason Roskilde Tekniske Gymnasium Side 1 af 19

Indhold 1. Indledning... 4 1.1 Brainstorm... 4 1.2 Kanylemodel... 5 1.2.1 Afsender... 5 1.2.2 Indkodning... 5 1.2.3 Støj... 5 1.2.4 Mediet... 5 1.2.5 Budskab... 5 1.2.6 Afkodning... 5 1.2.7 Firewall... 5 1.2.8 Modtager... 5 1.3 Tidsplan... 6 2. Teori... 7 2.1 Blender... 7 2.2 Game maker... 7 3. Kravspecifikation... 8 3.1 Obligatoriske krav for spillet... 8 3.2 Ekstra krav for spillet... 8 4. Design... 9 4.1 Spillets elementer... 9 4.1.1 Modstander... 9 4.1.2 Point... 9 4.1.3 Rigtig / forkert svar... 9 4.1.4 Tiles... 10 4.2 Spillets Helt... 10 5. Implementering... 11 5.1 Sprites Creation... 11 5.2 Backgrounds Creation... 12 5.2.1 Background... 12 5.2.2 Tiles... 12 5.3 Music Creation... 13 5.4 Script Creation... 14 Side 2 af 19

5.5 Object Creation... 15 5.6 Room Creation... 16 6. Test og afprøvning... 17 7. Konklusion... 18 8. Egne refleksioner... 18 8.1 Christine... 18 8.2 Jonas... 18 8.3 Rasmus... 18 Side 3 af 19

1. Indledning Vi har fået til opgave at lave et undervisnings materiale der skal være med til at hjælpe en aldersgruppe til at blive beder til et fag. Vores produkt skal være et computerspil der skal hjælpe til at forstå matematik beder. Det er læren om ligningerne der er fokus. Spillets formål skal primært være at få spilleren til bliver beder til at løse ligninger. Selve spillet er en du er en helt der gerne vil være klogere og drager ud på eventyr. Han skal gennemfører en masse baner hvor dumme piger og deres håndtasker vil prøve at gøre dig dummere og derfor dårligere til matematik. Men vis han læser i sine noter og matematik bøger bliver han klogere og beder til matematik. 1.1 Brainstorm Først ville vi lave et program alla det allerede kendte program Graph. Meningen med dette program var at skrive en type funktion f.eks. Så kunne man ændre på variablerne a og b og så på et billede ved siden af sig hvordan grafen ændre sig. Dette måtte vi erkende at vi ikke helt syndes vi havde kompetencer til at lave så vi forsøgt med en ny ide. Andet program vi ville lave var lidt alla det første men her kunne man skrive i et felt sin f(x) og derefter ville man kunne se grafen f og vigtige skæringspunkter med f.eks. x og y aksen. Dette måtte vi indrømme at vi heller ikke helt følte vi kunne gennemskue og lave at program om. Vi ville så lave et program der skulde hjælpe folkeskole klasser til at lærer at lave ligninger. Først skulde det være en type lommeregner men efter kort overvejelse kom vi frem til at lave et spil i stedet. Så vores endelig produkt er dette platform spil vi fortæller en del mere om i rapporten. Side 4 af 19

1.2 Kanylemodel 1.2.1 Afsender Afsenderen af vores produkt vil være dem, der gerne vil finde en nemmere og sjovere måde at lære sine elever om ligninger på. Denne afsender kunne være vores egen gymnasium, RTG. 1.2.2 Indkodning Læring om ligninger gennem et lille og udfordrende platform spil. Konstruering af spil og spildele via Game Maker. Konstruering af hovedperson via Blender. 1.2.3 Støj De elementer der kunne være forstyrrende for vores produkt kunne være: - Målene, altså ligninger og resultater, kan ikke læses og man kan derfor ikke vide hvilken man skal vælge. - Farverne i vores platformspil er ikke i harmoni og man bliver derfor irriteret over at se på farver. Desuden kan det være svært at se forskel på de forskellige figurer og ting i spillet. - Figurer og ting bevæger sig for hurtigt at man ikke kan nå at reagerer. 1.2.4 Mediet Vi har valgt at lave et lille platformspil, indenfor dette læringsprojekt. Spillet skal indeholde de klassiske dele af et platformspil, dvs. at man skal styre en lille figur der hopper fra platform til platform samtidig med at man undgår de fjender der må være. Yderligere er der et mål og det er her læringsdelen kommer ind. Vi ændrer på målet, så det handler om løsning af ligninger i stedet. 1.2.5 Budskab Er du ikke god til ligninger eller ligner det bare noget volapyk for dig, så er det måske lidt nemmere at komme i gang med når der undervejs er lidt konkurrence. 1.2.6 Afkodning Målgruppen skal gerne blive presset af spillet til at gøre sig umage med at løse de indgående ligninger. Dette pres vil så hjælpe eleven med at få hul på opgaveløsningen. Desuden vil man blive stresset over musikken og fjenderne, hvilket vil hjælpe dem der vil udfordres. 1.2.7 Firewall Udfordringen her er at få spillet til at se spændende ud og samtidig gøre det nyttigt. Desuden er der så mange andre platformspil, så det gælder om at lave noget der fanger folk. 1.2.8 Modtager Modtageren af vores produkt er unge, der enten skal til eller er gået i gang med at regne på ligninger. Disse unge vil nok være skole- eller gymnasieelever. Side 5 af 19

1.3 Tidsplan Side 6 af 19

2. Teori 2.1 Blender Blender er et open-source program fra Blender Foundation. Programmet er lavet til 3D og man har kæmpe muligheder for at lave 3D figurer. Figurerne kan være til spil, eller til film. Blender har en brugerflade (GUI) og kan ved hjælp af Python programmeres til at gøre noget nær alt. Ud over 3D modellering kan man arbejde med partikler og fysik. Blender har en indbygget physicsengine der kan simulere alt fra partikler til stof og store sten. Man kan ved hjælp af partikler skabe alt fra regnvejr til ild og røg. Blender har for nyligt dog fået tilføjet et røgsystem, hvor man ved at lege med indstillingerne kan lave alt der har en tæt volumen, men er på luftform (skyer, ild). Blender har også en game-engine. Det vil sige, at de figurer man laver i Blender kan indgå direkte i et spil uden at eksportere det til et eksternt program. Blender bliver hele tiden udviklet. I og med det er open-source, kan alle få fat i kilde-koden og hjælpe med at forbedre blender. Dette kan være i form af addons eller bare fjerne bugs eller ændre måden nogle funktioner virker på. 2.2 Game maker Game Maker er et gratis værktøj til at udvikle computerspil, og er udviklet af den hollandske professor, Mark Overmars, i kodesproget Delphi. Den nuværende version er 8.0. I forbindelse med udgivelsen af version 7.0 indgik Overmars et samarbejde under et nyt firma kaldet YoYo Games, som for fremtiden vil videreudvikle Game Maker med Overmars i spidsen. Programmet er udviklet til at skulle kunne bruges af alle, uanset erfaring med at lave spil eller programmer. Derfor er der en del ting, som er forsimplet en del, så nyere brugere også kan være med. Man kan lave spil helt uden brug af koder. Det eneste man skal gøre er at trække bokse med forskellige funktioner fra et udvalg af funktioner til en given hændelse. Det kan f.eks. være en boks, der laver et skud, hvis man trykker på Enter. Bliver det derimod for let eller vil man have mere udfordring kan man også lave spillet ved hjælp af scripts. Et script er en stump kode, der kan have forskellige funktioner. Game Maker har sit eget kodesprog, kaldet GML (Game Maker Language). Det er meget logisk kode der bruges, og kan man en smule engelsk så glemmer man sjældent en kode. Side 7 af 19

3. Kravspecifikation Vi har følgende krav vi gerne vil havde nogen vi skal havde. Karvende er opsat dels efter ønsker om hvad vi genre ville havde og ting vi mener der er obligatorisk for et platformspil. 3.1 Obligatoriske krav for spillet - Figuren skal kunne gå og hoppe - Der skal være en rute fra a til b - Der skal være 2 level Disse krav har vi valgt at sætte fokus på som krav for det overhovedet er et platformspil 3.2 Ekstra krav for spillet - Der skal være liv - Der skal være point - Der skal være modstandere - Der skal være musik - Designet skal være pænt - Man skal være underholdt som spiller Disse krav mener vi er gode at havde med i vores spil for at gøre det bedre. Side 8 af 19

4. Design 4.1 Spillets elementer Vi har i vores spil skulde lave de elementer og figurer der optræder i spillet. I dette afsnit gennemgår vi hvordan vi har valgt udseendet og formen på figurerne og hvorfor vi har valgt dem sådan. 4.1.1 Modstander Vi har i spillet lavet to modstander: Prinsessen og håndtasken Prinsessen er en gående modstander og håndtasken er en flyvende modstander. Grunden til vi har valgt en lyserød prinsesse og en lyserød håndtaske som modstander er fordi de to ting symboliser dumme ting. Prinsessen er en pop pige der går op i sidt udseende og sit ry, og derfor ikke gør spilleren klogere men dummer. Håndtasken tilhører denne pop pige og man bliver heller ikke kloge af at få sådan en i hovedet. Farverne er desuden lyserøde da det symbolisere den type person. 4.1.2 Point Vi har i spillet lavet to former for point en der giver 1point og den grønne giver 10point. Den blå bog skal forstille et kladdehæfte med noter. Noter om matematik. Når spilleren går over bogen samles pointen, og symbolikken skal være han læser sinde noter og husker beder hvordan man løser problemstillingen i ligningen Den grønne bog er en tyk matematik bog og skal derfor give flere point. Når spilleren går over bogen skal der samles flere point og symbolikken skal være han nu læser en matematik bog og derfor bliver klogere. 4.1.3 Rigtig / forkert svar Vi har valgt at lave mulighederne man samler op på følgende måde. Den grønne cirkel er om alle svarmulighederne. Dette er for at gøre det umuligt at kende forskel på rigtig og forkert. Dog er det lavet sådan at går man ind i et forkert svar stater man forfra og mister et liv. I vores første baner er det en ligning man for udleveret og skal regne x ud og finde det tal man regner ud. I anden bane er det x man for af vide og skal derfor finde den korrekte ligning. Grunden til den grønne cirkel er fordi den symbolisere det er rigtig. Side 9 af 19

4.1.4 Tiles Tiles er det figuren kommer til at kunne gå på. Jorden er lavet sådan for at gøre det natur artig da spillet skal forstille at forgå uden for. Der er lidt en underlig drømme verden det udspiller sig i og derfor kan man gå på skyende. Grunden til farverne er basis fordi de ser ca. sådan ud i virkeligheden. 4.2 Spillets Helt Vores spils hovedperson er en math hero. Det er ham der er helten og skal løse opgaverne. Derfor skal hans udseende udstråle en hero-effekt. Derfor er han blevet iklædt en stram dragt lignende Supermands. Han har dog ikke et par underbukser uden på tøjet. Derudover har han jo noget med matematik at gøre. Vi har her tænkt, at summeringstegnet er et tegn alle kender. Det er ligesom en af de ting alle kan relatere til matematik eftersom det også tit står på ydersiden af matematikbøger. Den er desuden også at finde i regneark og matematik-editorer. Den gav desuden mere mening at sætte på end f.eks. e (Euler's tal), x (som den ubekendte man tit bruger i ligninger) eller noget i den stil, da det nok mere ville sætte tankerne hen mod grammatik. Jeg kunne også have valgt pi, men jeg syntes at sum-tegnet var mere passende eftersom vores målgruppe har været det lidt yngre publikum. Tegnet sætter måske nysgerrigheden i gang hos mange brugere af spillet. Vi har brugt nogle børnevenlige farver, der også har relation til Supermand. Dragten er blå (som Supermands) og symbolet er rødt (som Supermands). Personens udseende skal være neutralt (dvs. ingen specielle karaktertræk der får karakteren til at ligne en fra en bestemt verdensdel) eftersom spillet skal handle om matematik og ikke politik. Han skal dog være muskuløs for at fortjene titlen som helt. Side 10 af 19

5. Implementering Vores spil er, som tidligere sagt, lavet ed programmet Game Maker. Undervejs i vores proces med at lave spillet, indgår der disse dele: 1. Sprites Creation 2. Background Creation 3. Music Creation 4. Script Creation 5. Object Creation 6. Room Creation 5.1 Sprites Creation I dette afsnit vil vi vise hvordan sprites bliver lavet. Det er dog en overordnet gennemgang af hvordan vi har lavet samtlige sprites. Når man starter Game Maker, så er der nogle forskellige funktioner i en værktøjslinje øverst i vinduet. Det vi skal bruge til at lave en sprite ser sådan her ud: Efter at have klikket på dette ikon, åbnes der nu et nyt vindue og dette er den blanke sprite s side. For at tilføje indhold, trykker vi på knappen edit sprite. Nu åbnes endnu et vindue, hvori vi vælger funktionen: add image eller tilføj nyt billede. Nu dannes der et lille blankt billede, hvori at vi nu kan begynde at tegne vores sprite. Nu indtegner vi blot vores forskellige figurer og gemmer dem til senere brug. Side 11 af 19

5.2 Backgrounds Creation I dette afsnit vil vi vise hvordan baggrunde bliver lavet. Vi gennemgår 2 typer baggrunde, da der bruges 2 typer i Game Maker. 5.2.1 Background Den første type baggrund, er en normal baggrund der blot indsættes som tapet i de levels man laver. Disse laves ved at man vælger ikonet Create Background i Game Maker s værktøjslinje. Efter at have klikket på dette ikon, kommer der så et vindue frem. Dette er den tomme baggrunds vindue. For at tilføje et billede til baggrunde, trykker vi nu på knappen Edit Background. Dette åbner endnu et vindue, hvor det nu er muligt at redigerer i den tomme baggrund. 5.2.2 Tiles Nu var vi så kommet til den anden type baggrund som vi havde brugt i vores fremstilling af dette spil. Denne kaldes tiles og den laves på samme måde som baggrunden. Dog er der den forskel, at tiles laves med en ekstra funktion. Denne funktion hedder:. Dette gør at baggrunden bliver opdelt i stykker, svarene til 1x1 Game Maker pixels. Denne funktion skal bruges senere hen, da det skal sættes separat ind i rooms ne. Side 12 af 19

5.3 Music Creation Dette afsnit omhandler den musik, som vi afspiller i baggrunden for at stimulerer den effekt som spillet skal have. Musikken er lavet i et program kaldet: Garage Band. I dette program spiller man sin egen musik og gemmer den som musik-filer. Til computeren, hvorpå programmet er, er der tilsluttet et keyboard, så vi kunne spille selv. Dette resulterede i et stykke musik, som passede meget godt til spillet. Efter at have lavet musikken og gemt det som en lydfil, så skulle det tilføjes til Game Maker. Dette gøres ved at bruge funktionen Tilføj lyd, der findes på Game Maker s værktøjslinje. Der åbnes nu et vindue, hvori man kan tilføje den musik som man nu ønsker. Her tilføjer vi vores musik. Yderligere er der nogle forskellige lyde til de forskellige interaktioner i spillet og dem har vi ikke lavet selv. Det er et af de punkter, som kan videreudvikles. Lydene indsættes så senere ved hjælp af et objekt. Side 13 af 19

5.4 Script Creation Dette afsnit omhandler de scripts, som vi brugte til at lave en hovedmenu til vores spil. Scriptet består af flere dele. Første del er opsætningen af hovedmenuen. Koden her bestemmer placeringen og teksten som hører til i hvert punkt. { menuselected = 1; menupage = 0; menutext[0,0] = 4; menutext[0,1] = "Start spillet" menutext[0,2] = "Hvad handler spillet om?" menutext[0,3] = "Hvordan spiller jeg?" menutext[0,4] = "Forlad spillet" menutext[1,0] = 3 menutext[1,1] = "Level 1" menutext[1,2] = "Level 2" menutext[1,3] = "Tilbage" } Den anden del er hvordan de forskellige punkter skal reagerer, når man trykker på dem. Dette gøres med et nyt stykke script. Scriptet åbner første det første script og tilføjer derefter en funktion til hvert punkt. Bl.a. åbningen af levels og åbningen af et vindue, som fortæller hvordan man spiller spillet. { switch(menupage) { case 0: // Main Menu - if (menuselected = 1) { menupage = 1; menuselected = 1; } // Start Game - if (menuselected = 2) { show_message("det handler om, at du (helten) skal løse den opgave du bliver stilt. Der er 2 typer; en hvor du får en ligning og skal finde resultatet, og en omvendt."); } // Options - if (menuselected = 3) { show_message(" Tryk på højre piletast for at bevæge dig til højre. Tryk på venstre piletast for at bevæge dig til venstre. Tryk på op piletasten for at hoppe."); } // Instructions - if (menuselected = 4) { game_end(); } // Exit Game break; case 1: // Start Game menu - if (menuselected = 1) { room_goto(room1); } // World 1 - if (menuselected = 2) { room_goto(room2); } // World 2 - if (menuselected = 3) { menupage = 0; menuselected = 1; } // Back break; }} Side 14 af 19

5.5 Object Creation Dette afsnit omhandler de forskellige objekter, som vi skal bruge for at kunne sætte spillet sammen. De fleste objekter er lavet ud fra en sprite, hvilket gør at spriten nu får en funktion. Eks. så får helten nogle instrukser, der gør at den kan bevæge sig når der trykkes på bestemte knapper. Når man laver et objekt, så vælger man først ikonet Create Object i Game Maker s værktøjslinje. Dette åbner et vindue, hvori at man kan lave sine objekter. Først indstiller man objektet. Dvs. at man vælger hvilke sprites der skal bruges til lige dette objekt. Man skal nødvendigvis ikke vælge en sprite, men det er kun hvis objektet kodes til selv at tegne eller gøre noget. Eksemplet som er set til venstre og nedenfor, er processen for vores hovedperson. (Dog ikke den rigtige sprite) Først vælger hvilken sprite som skal være start-ud spriten. Derefter går vi så videre til at kode objektet (figuren), så det får de funktioner som vi gerne vil give det. På billedet nedenfor ses en indkodning der er meget gældende, da vores spil er et platformspil. Denne kodning gør at figuren bliver påvirket af en tyngdekraft og at den ikke kan fortsætte når den kolliderer med en væg. Yderligere er der funktioner for hvordan figuren skal reagerer når den rammer montrer, point, liv, mål og forkerte mål. Alt dette gør at figuren bliver dynamisk og kan reagerer med alle de andre objekter som indgår i spillet. Side 15 af 19

5.6 Room Creation Nu er vi så nået til den sidste del af vores implementering, nemlig rummene. Rummene er de levels som spillet skal bestå af. Rummene er et samlingssted for alle de ting vi har lavet indtil videre. For det første laver man et rum ved at klikke på ikonet Create Room på Game Maker s værktøjslinje: Nu åbnes der et vindue med et rum og der er intet i det. Her starter vi med at lave rum nummer 1, hvilket er det rum hvor vores startmenu er. Det består af et enkelt objekt som kun skriver menuens indhold. Objektet placerer vi så teksten skrives i midten af rummet. Det næste rum vi laver, er det første level i spillet. Dette rum består af vores tidligere lavede baggrund og tidligere lavede tiles. I rummet er der så placeret nogle objekter som fungerer som grænser for hvor figurerne kan bevæge sig til. Dernæst er objekterne; helten, fjernderne, målet, fejlene, point og liv, placeret i rummet, så det hele har en dynamisk og spændende sammenvirkning. Yderligerer er der placeret 2 objekter uden sprites. Det ene er et scoreboard der holder styr over liv og point, og det andet er et objekt der starter spillets musik. Det tredje og sidste rum består af præcis de samme ting som nummer 2, men det er blevet gjort en smule større og anderledes. Dette er for at der skal være en smule variation i spillet. Desuden er mål og fejl blevet byttet lidt om i denne sidste bane. Side 16 af 19

6. Test og afprøvning Vi har testet vore spil og vil gennemgå kravene De krav den skulle opfylde var - Figuren skal kunne gå og hoppe - Der skal være en rute fra a til b - Der skal være 2 level Vi har en figur der kan gå og hoppe. Figuren er i stand til at gå frem og tilbage og komme fra top til bund i spillet. Der er også en rute fra A til B da vi stater et sted og finder vores mål et andet sted og vi kan komme fra A til B. Vi har derudover 2 level som begge har en rute fra A til B. Derfor kan vi sige at spillet har opfyldt de vigtigste krav. De næste krav er dem vi gerne ville havde. - Der skal være liv. - Der skal være point. - Der skal være modstandere. - Der skal være musik. - Designet skal være pænt. - Man skal være underholdt som spiller. Vi har liv og man dør når man har brugt alle sine liv og kan få lov at starte forfra. Vi har et point system når man samer bøger op eller når man slår en modstander ihjel. Vi har 2 modstander den ene kan man slå ihjel den anden kan man kun dø ved at ramme. Vi har komponeret vores egen musik og har det med. Designet er der og vi syndes det er okay men der er mere en subjektiv holdning. Og om man er underholdt er også en subjektiv holdning. Alt i alt har vi fået et spil der kan det vi gerne ville havde den kunne og vi er godt tilfredse med resultatet. Vi havde problemer med at få script og scorebord til at passe sammen, vi måtte ind og ændre på koden for at løse dette problem. Desuden havde vi problemer med at få vores blender figur ind i spillet og han er stadig ikke kommet ind og fungere. Men det kan dog godt lade sig gøre at få vores blender mand ind i spillet. Desuden er der en bug på level 2 ved en af platformene som man ikke komme op fra. Det var desuden interessant at prøve at sætte levnene op og gøre det muligt at spille. Og det var sjovt at lave ligningerne og svarmulighederne. Side 17 af 19

7. Konklusion Vi skulle lave et læringsprogram der havde med matematik og/eller IT at gøre. Vi tænkte på hvad der gjorde det sjovt og effektivt at lærer, og vi kom frem til at interaktive spil er løsningen. Hvis det er interaktivt skal man selv tænke for at komme videre. Når det er sjovt er man mere motiveret. Vores resultat blev et platformspil. Vi brugte gamemaker's indbyggede grafik som placeholders eftersom vi skulle bruge mere tid til at lave grafikken i Blender. Vi brugte GameMaker's indbyggede tegneprogram til at lave noget af grafikken som f.eks. fjender og forhindringer. 8. Egne refleksioner 8.1 Christine Jeg syndes at arbejdsforløbet gik fint. Jeg følte ingen problemer i gruppen og følte at vores fremgang var god og vores arbejdstempo gik fint. Jeg syndes vores produkt er blevet godt og sjovt ærgerligt vi ikke havde mere tid til at få et par ekstra level på. Dog syndes jeg at det ødelægger planlægningen lidt at vi havde en ferie midt i det hele. Det gjorde det næsten umuligt at samle gruppen og lave noget på den. Desuden gjorde ferien det at vi kom bag ud på grund af distancen mellem gruppens medlemmer og at vi alle havde tid på forskellige tidspunkter. Jeg syndes godt der kunne være en del mere tid mellem skole start og aflevering. 8.2 Jonas Jeg synes det har været rart med en opgave hvor man fik frie hænder. Jeg tror dog selv at jeg har prøvet at gabe over mere end jeg kunne have i munden på en gang. Derfor bliver næste projekt nok noget mindre. Jeg synes ellers gruppearbejdet har fungeret fint nok, men var dog træt efter en ferie, så jeg kunne godt tænke mig lidt tid til at vågne lidt op inden jeg skulle aflevere. Men synes selv jeg har lært en hel del i forløbet, især om at lave realistiske projekter. Også selvom de ikke skal være færdige produkter, er det alligevel svært hvis den del man fokusere på tager al ens tid. 8.3 Rasmus Jeg syntes at vores arbejdsforløb er gået godt, men det gik dog lidt sløjt til i ferien. Ingen havde tid til at lave noget på selve rapporten. Selv har jeg kun nået at se en lille smule på de forskellige ting imens at det var ferie. Side 18 af 19

Det sværeste i dette forløb var for mig, at det var svært at holde styr på både Jonas og Christine. Det ødelægger lidt de forskellige niveauer af entusiasme, som vi har, når de skal kæreste. Det af alle tingene som jeg fandt mest spændende i dette arbejdsforløb var, at kigge på hvordan man egentlig programmerer i Game Maker s ege sprog uden brug af indkodede egenskaber. Ellers har arbejdsforløbet været udmærket, men jeg ville dog godt have haft en lille smule mere tid efter en ferie. Side 19 af 19