1 Scopo del Progetto. 2 Il Mondo Virtuale

Transcript

1 Progetto di Laboratorio di Programmazione di Rete Laurea Triennale in Informatica Applicata Anno Accademico 2011/2012 Mordor: Un Gioco Multiplayer Distribuito 1 Scopo del Progetto Il progetto consiste nella progetto e nella implementazione di un architettura client-server per il supporto di Mordor, un Multiplayer Role Playing Game testuale. I giocatori si muovono in un mondo virtuale (DVE, Distributed Virtual Environment) popolato da creature fantastiche con cui possono interagire e da oggetti di diverso tipo che possono raccogliere. I giocatori possono inoltre comunicare direttamente tra di loro mediante chat per stringere alleanze (guilds) per combattere efficacemente contro le creature fantastiche di Mordor. Mordor non è un gioco Player-versus-Player, di conseguenza l unica interazione diretta tra giocatori può avvenire tramite chat. Nel seguito indicheremo come Entità Attive sia i giocatori che le creature fantastiche. Lo scopo del gioco è quello di accumulare esperienza ed oggetti preziosi in modo da poter progredire di livello ed esplorare mondi fantastici sempre più complessi. Tuttavia, il progetto richiede la realizzazione di un solo livello di gioco. L utente interagisce col client mediante i comandi testuali indicati in tabella 1 che consentono all utente di interagire con le creature e gli oggetti del DVE e di partecipare alla chat. Il server si occupa della registrazione di nuovi utenti, del login e dell autenticazione di un client precedentemente registrato, e gestisce lo stato del DVE (oggetti e creature fantastiche). 2 Il Mondo Virtuale Il DVE è diviso in una serie di stanze, ognuna delle quali contiene una o più creature magiche ed una serie di oggetti. Una stanza è un ambiente indivisibile, quindi un giocatore non si muove all interno stanza, ma solo da una stanza all altra. Un giocatore può interagire solo con le creature fantastiche e gli oggetti che si trovano nella stanza in cui si trova e poichè la stanza è indivisibile, non deve avvicinarsi/entrare nel raggio di azione della entità per interagire con essa. Quando un giocatore entra in una stanza il client visualizza una breve descrizione di essa, degli oggetti e delle entità che vi si trovano e delle porte che consentono di accedere alle stanze vicine. Una possibile descrizione testuale è, ad esempio, la seguente:

2 Armeria Descrizione: La stanza è costantemente sorvegliata da guardie ben armate dell esercito che difende il castello. Porte S, W, N1, N2 Porta-lance alabarda, lancia Cassa spada, arco Giocatore Bilbo Giocatore Frodo Creature Fantastiche Due elfi In Mordor esistono alcune stanze che hanno funzioni particolari. La piazza principale è quella in cui ogni giocatore inizia la sua sessione di gioco. La stanza della risurrezione è quella in cui un giocatore viene trasportato quando muore in combattimento e dove viene riportato in vita dopo un intervallo di tempo prefissato. l emporio è la stanza dove un giocatore può comprare/vendere diversi tipi di oggetti. Le azioni che si svolgono in una stanza sono indipendenti da tutto quello che avviene altrove. L unica eccezione riguarda la possibilità che i giocatori hanno di inviare un messaggio a un giocatore presente in un altra stanza oppure a tutti i giocatori del mondo. La gestione dello stato delle stanze è completamente a carico del server che lo invia ad un giocatore quando esso entra in una nuova stanza. Inoltre, ogni volta che si verifica un cambiamento allo stato della stanza, ad esempio un oggetto preso da un giocatore, un mostro ucciso, etc, il server invia la modifica avvenuta a tutti i giocatori che si trovano nella stanza. 3 Gli Oggetti Gli oggetti del DVE si trovano nelle stanze, riposti in contenitori oppure trasportati dalle entità attive del gioco. Ogni contenitore viene identificato con un nome univoco, ad esempio Cassapanca, F orziere 1, F orziere 2 ed anche gli oggetti sono identificati da nomi univoci, ad esempio Rubino 1, Rubino 2, etc. I giocatori possono prelevare gli oggetti presenti nella stanza con i comandi get mostrati nella tabella 1. 4 Le Entità Attive Descriviamo ora le principali caratteristiche comuni a tutte le entità attive del gioco, giocatori e creature fantastiche. Lo stato di un entità attiva è caratterizzato dai suoi punti salute/esperienza, e dagli oggetti che possiede. Una entità viene inizializzata con

3 Comando talk(who) talkroom() talkall() show(who) heal(who) inventory() attack(who) get(container,what) getall(container) map() guild(group) equip(item) unequip(item) Significato inviare un messaggio di chat msg al giocatore who inviare un messaggio msg a tutti i giocatori della stanza inviare un messaggio msg a tutti i giocatori del mondo visualizza lo stato del giocatore who aumenta punti saluti giocatore who restituisce gli oggetti posseduti e l equipaggiamento indossato attacca l entità who prelava l oggetto what da container preleva tutti gli oggetti da container restituisce la mappa delle stanze adiacenti a quella attuale entra a far parte del gruppo group indossa item togli item Table 1: Mordor: Elenco dei Comandi un numero predefinito di punti salute ed esperienza e quando viene ferita i suoi punti salute diminuiscono fino a morire quando essi sono ridotti a 0. Nel caso di un giocatore, i punti salute possono essere recuperati interagendo con particolari giocatori che hanno il ruolo di Guaritori, Healer o mediante particolari oggetti, le pozioni. Gli oggetti trasportati dalla entità possono essere monete d oro, oggetti preziosi, armi e strumenti per la difesa, quali scudi o armature. Per semplicità si assume che una entità possa trasportare una quantità illimitata di oro e oggetti. 4.1 I giocatori Ogni giocatore deve registrarsi indicando una password e scegliendo un nome ed un personaggio tra un insieme predeterminato (un insieme minimo può contenere i guerrieri, i maghi ed i guaritori). Il server verifica che il nome non sia stato già utilizzato, quindi il giocatore si posiziona nella piazza principale. Ogni volta che un giocatore entra in una nuova stanza riceve dal server una pianta della stanza ed una mappa delle stanze adiacenti, ad esempio: Castello Locanda Emporio Armeria

4 In base alla mappa ricevuta, il giocatore può indicare la stanza in cui intende muoversi scegliendo la porta opportuna ricavata dalla descrizione della stanza ricevuta dal server. Un giocatore può indossare un oggetto appartenete al suo equipaggiamento, (comando equip(item)) e togliere un oggetto (comando unequip(item)). Per semplicità si suppone che ogni giocatore possa indossare una sola armatura ed utilizzare un solo scudo e una sola arma alla volta. Un giocatore può inoltre osservare l equipaggiamento indossato da un altro giocatore (comando show(who)). I guaritori possiedono la capacità di curare le ferite di un altro giocatore ovvero di ripristinare un certo numero di punti salute, spendendo un certo numero di punti esperienza. Un giocatore può comprare e vendere merci recandosi nella stanza emporio. Ogni merce ha un prezzo predeterminato. 4.2 Le Creature Fantastiche Ogni creatura magica appartiene ad un razza (es. Nano, Elfo, Mago,... ) ed è identificata da un nome univoco, ad esempio Elfo 1, Elfo 2. Le creature magiche non si muovono da stanza a stanza e se muoiono vengono rigenerate nella stessa stanza, dopo un certo intervallo di tempo. Inoltre non attaccano mai per prime un giocatore, ma se attaccate si difendono. Quando una creatura magica viene rigenerata, ad essa vengono assegnati i punti saluti e l equipaggiamento iniziale, stabilito in fase di configurazione del sistema. 4.3 Il combattimento In Mordor i giocatori possono organizzarsi in guild, per unire le loro forze e colpire più efficacemente le creature magiche. Per stabilire una collaborazione ogni giocatore può scambiare messaggi con un altro giocatore, con tutti i giocatori della sua stanza, oppure con tutti i giocatori del DVE. Per evitare lo spamming, ogni giocatore può inviare messaggi al massimo ogni T secondi, dove T è un parametro di configurazione. Se due o più giocatori decidono, mediante i messaggi scambiati, di allearsi, devono stabilire un nome per il nuovo gruppo e dichiarare la loro intenzione al server, mediante il comando guild(group). Il combattimento avviene sempre tra una creatura magica ed un singolo giocatore G, tuttavia tutti i giocatori che fanno parte della guild di G e che si trovano nella stessa stanza al momento dell inizio del combattimento sono coinvolti nel combattimento. Per iniziare il combattimento uno dei giocatori della guild utilizza il comando attack(who). A questo punto comincia uno scambio di colpi tra creatura magica e giocatori della guild che continua fino a che o la creatura muore oppure tutti i giocatori sono stati uccisi. Il combattimento avviene a round: in ogni round tutti i giocatori colpiscono, a turno, la creatura magica, quindi la creatura attacca uno dei giocatori della gilda, scelto in modo casuale o mediante qualche criterio. Ogni colpo colpisce solo una particolare entità e non altre, in particolare un giocatore non attacca più creature magiche alla volta ed la creatura magica un solo giocatore.

5 Ogni colpo inferto diminuisce i punti salute dell avversario. Il danno alla entità che subisce il colpo è funzione sia della sua salute ed armatura che della salute e delle armi indossate da chi infierisce il colpo. Inoltre il fattore di imprevedibilità è modellato mediante un valore generato utilizzando una opportuna distribuzione di probabilità. Un arma indossata aumenta quindi il danno inflitto da ogni colpo, mentre uno scudo o simili possono in parte assorbire i danni inflitti ad ogni colpo. Stabilire una opportuna funzione che definisca il danno apportato dal colpo in funzione dei diversi parametri elencati in precedenza. Se il giocatore viene ucciso, viene spostato nella stanza della risurrezione dove viene riportato in vita dopo un certo intervallo di tempo. Quando ritorna in vita, i suoi punti esperienza vengono decrementati di un valore prefissato, i punti salute vengono impostati al valore iniziale, l oro e l equipaggiamento non viene perso. Durante il combattimento, ad ogni giocatore della stanza deve essere notificato l esito del combattimento, un esempio di notifica è il seguente: Frodo attacca una Elfo, esito del colpo... Un Elfo attacca Frodo, esito del colpo... Se la creatura magica muore lascia a terra l oro e gli oggetti che possiede. Il giocatore che lo ha ucciso guadagna i suoi punti esperienza mentre, se il giocatore fa parte di un gruppo, gli oggetti e l oro della creatura vengono automaticamente divisi tra i giocatori del gruppo presenti nella stanza. 5 Architettura del Sistema ed Implementazione Il Server deve gestire lo stato del mondo ed interagire con i client. Poichè le azioni che si svolgono nelle diverse stanze sono indipendenti si richiede di implementare un server distribuito in cui stanze diverse sono gestite da host diversi. Poichè il numero delle stanze è alto, un server può gestire più stanze. Esiste inoltre un server di Bootstrap, che gestisce unicamente l autenticazione ed il login del client. Il client si collega inizialmente al server di bootstrap per autenticarsi ed esso gli comunica l indirizzo del server che gestisce la piazza iniziale da cui l utente inizia l esplorazione. Successivamente, quando l utente cambia stanza, il server che gestisce quella stanza prende in gestione il giocatore. Prevedere un opportuna procedura per l attivazione iniziale dei server (si noti che, poichè le stanze sono indivisibili, il DV E può essere rappresentato come un grafo orientato). I dati sulle descrizioni delle stanze devono essere memorizzate in file di testo, in modo che siano modificabili facilmente dai gestori del server. Ogni server deve gestire in modo concorrente i giocatori che si trovano nella stanza gestita. A questo proposito, si devono definire opportuni meccanismi di sincronizzazione per risolvere gli eventuali conflitti tra giocatori che tentano contemporaneamente di raccogliere lo stesso oggetto oppure tra giocatori che intendono attaccare la stessa creatura magica. Appena avviato, il client legge da un file di configurazione i parametri necessari

6 all avvio della sessione, quali indirizzo e porta del server a cui connettersi, nome utente e password. Il client esegue tutte le operazioni interagendo col server, poichè tutte le informazioni di stato del mondo risiedono su di esso. Le interazioni tra utente e client avvengono mediante una interfaccia minimale. Si consiglia di implementare una semplice interfaccia composta almeno di un frame per le interazioni con il server ed uno per l invio/ricezione dei messaggi di chat. L interazione all interno di ogni frame è testuale. Il server di bootstrap deve avvertire ogni client collegato dell arrivo di un nuovo utente nel DV E. Si richiede di utilizzare, per le interazioni tra client e server: RMI per implementare la fase di registrazione/login del client. Al momento della registrazione inoltre il client registra una callback che viene utilizzata dal server per avvertire il client dell arrivo di un nuovo utente il multicast UDP per implementare la chat tra utenti di una stessa stanza o nell ambito del DVE l unicast UDP per la chat tra due giocatori il protocollo TCP per le comunicazioni client/server e le eventuali comunicazioni server/server. La associazione tra i server e le stanze può essere statica o dinamica. Nel primo caso viene stabilita in fase di configurazione del sistema, nel secondo caso può variare durante l esecuzione in modo da bilanciare opportunamente il carico tra i server. Ad esempio, un server può monitorare il numero di connessioni da gestire e nel caso queste superino una certa soglia, può cedere una stanza ad un altro server più scarico. In questo caso occorre gestire correttamente il transitorio durante in cui la stanza viene trasferita tra server, in modo che l operazione risulti trasparente al client. L implementazione del bilanciamento dinamico del carico tra i server è opzionale. 6 Modalità di svolgimento del Progetto Il progetto può essere svolto in gruppo. Ogni gruppo deve essere composto di al più due studenti. Il materiale consegnato deve comprendere: il codice di tutte le componenti di Mordor, con le indicazioni per la loro compilazione/esecuzione. La stampa di tutto il codice e di eventuali programmi di test. Deve essere generato un file pdf contenente il codice di tutte le classi. Una stampa in formato pdf di una relazione contenente una descrizione generale delle scelte di progetto effettuate. una descrizione delle strutture dati utilizzate

7 uno schema generale dei threads attivati sia nei server che nel client L organizzazione e la chiarezza dell esposizione della relazione influiranno sul voto finale dell esame. L utilizzo di metodologie di documentazione del software quali diagrammi UML (delle classi, di sequenza,...) sarà considerato positivamente ai fini della valutazione del progetto. Il progetto deve essere consegnato una settimana prima della data dell orale. L orale comprenderà la discussione del progetto e domande sul programma del corso. La prova del corretto funzionamento del programma verrà effettuta utilizzando la rete locale del laboratorio del Polo Marconi. Per qualsiasi problema potete contattarmi via . In caso di questioni complesse possiamo fissare un appuntamento alla Spezia oppure una call via skype.