星河计划ProjectConstella——需求分析

SA21225241 2021-12-27 13:11:31

星河计划ProjectConstella——需求分析

项目概述

随着人们生活质量的不断提高以及个人电脑和网络的普及,人们的业余生活质量要求也在不断提高,选择一款好玩的,精美的,富有有创意的休闲游戏已经成为一种流行的休闲方式。可以说在人们的日常生活中,除了工作、学习,玩自己喜欢的游戏正在成为一种时尚。而在电子游戏产品业发展方面,我国仍处于相对落后的水平,国内独立游戏制作还在蓬勃发展。我们认为模拟经营类游戏可以是社会的拟像,更可以是超越时代让人类畅想未来的前瞻,优秀的模拟经营类游戏能够引起玩家对社会的思考与创新。所以,开发出大家都比较喜欢的,高品质的模拟经营类游戏,将会受到人们的普遍欢迎。让人们在工作学习之余,发挥自身想象力实现人类探索无限的梦想,这也是我们选择开发“星河计划”这一游戏意义。

本游戏是脱胎于异星工场的一款手机端PC端双端游戏。《异星工厂》是由slpwnd制作发行的一款模拟经营类作品,在游戏中玩家的飞船坠落的在了异星球,在玩家需要利用星球上的资源生存下来并建立一个工厂并生存下来,在这里你需要设计并建设出不同的星球风格。由于异星工场是一款较为复杂、后期性能要求较高的游戏,因此本游戏在其基础上进行了大量简化。游戏的目标是在多个星球上建立起生产基地和居住设施,依靠星球特有的素材和环境生产目标材料,并且拓展星际航线。本游戏采用六边形的蜂巢布局,每个节点都可以放置建筑物。部分建筑物还能提供一定范围内的特殊加成。

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      本图仅代表游戏内视角方向及地形排布方式,不包含任何可能用于最终游戏的美术素材

需求分析

在本游戏中,玩家将从太阳系地球开始,征服地球然后逐渐征服太阳系,之后发展星际航线,扩展到银河系等。
高科技解锁后可以探索危险星体或是建立自己的星体,比如黑洞或是恒星。游戏科技开始时以现代科技为主,后期科技内容应该逐渐偏向未来/科幻风格。
为此,本游戏要给玩家尽可能大的个人发挥空间,要达到这一点可以从以下几个方面入手:

实现功能分析

1)人口:

玩家需要建造人口建筑来提供人口上限。

人口建筑需要定时消耗食物资源。

生产建筑需要拥有对应数量的人口才能开工。

2)星系工程 :

玩家能够在恒星系轨道上创造星体/太空站。

玩家可以通过巨型建筑之类的改变星球地貌,实现超高效率采集,比如XX光束可以把星球变为碎片,在那上面可以快速获取大量矿物。

3)各类建筑 :

部分建筑能够提供控制等级,大部分建筑都需要在拥有控制等级的区域建造。

所有的建筑节点为六边形节点,通过交通线路或是管道连接到一起,每个建筑都需要分配员工,而员工的特质会影响建筑的生产效率。特殊员工更是能够提供特殊图纸以及一定范围内的加成。同一个格子允许根据一定的先后顺序对建筑进行建设,以提供保护效果,比如在高温地区先建设主动散热基底可以保护其上的生产建筑。

建筑有优先度区别,在收支不平衡的情况下,优先度较高的建筑会优先得到补充。

建筑目前分为以下几类:

控制建筑 物流建筑 战斗建筑 生产建筑 研究建筑

为了充分利用碎片时间,玩家也可以建设离线仓库,在再次上线时根据离线时间提供物资,但是如果星球处于不平衡状态则离线状态下星球将进入暂停模式,不会产出物资,也不会消耗物资。

4)星球与地块:

大气 温度 水体 光照 海拔

环境会影响建筑的产出效果,在温度极端的环境下甚至会摧毁建筑,这种情况下应当先建设对应的基底以保护建筑。大气部分会影响居民生活质量、农作物生产、风力发电设施、大气散热设施等。

光照和温度会受到季节、时间的影响。在不同的星球,基础温度水平不同,每个星球日的长度也将不同,四季的轮换规则也将不同。这将很大程度影响光电设施、风力设施、农业设施的建设。

海拔对光照、温度存在一定修正效果。

5)生产/储存 :

生产/储存机制由以下部分组成:

`生产:配方 生产线 `

`储存:实际仓库 虚拟仓库 `

生产线需要配置配方,并行生产的情况下需要配置多个生产线。生产线的配置由建筑组件负责初始化,生产控制由建筑组件控制开始、停止。

生产线需要有获取材料和投放产品的目标(虚拟仓库),优先度高的建筑的Sim100ms会更早被调用,使其能够尽量获得需要的物资。而优先度高的实际仓库将更早被取出材料或是投放材料。

实际仓库可以注册到虚拟仓库以提供存储功能。

6)战斗系统

在各个星球上,玩家需要面对不同的生物、部族入侵,由于地图本质的有限性,最终玩家能够征服整个星球而组织敌人的生成。因此在部分星球上,敌人的刷新点位于大量无法摧毁的核心内部,玩家需要通过合理包围的方式来最终清除威胁。

玩家可以建设战斗建筑,投入工作后可以提供周围区域的防御。部分指挥官能够提供极大范围的战斗Buff,有助于艰险区域的防御战。

玩家可以建设防御建筑,用于减缓敌人的进攻速度。

玩家可以建设修复建筑,用于为周围的建筑提供修复。修复速度应当受到区域内损坏建筑的数量影响。

一般来说防御的难度随着星球的拓展逐渐变难,但是星球的可用面积、可用材料也会逐渐扩大。初始星球在中后期很可能会抛弃工业生产而成为粮食产出的核心区域。

7)研究系统

研究建筑受到其中被指派的角色的严重影响。部分研究必须依靠特定星球上的研究站进行,或是依靠高等级的研究站进行。研究点数目前分为以下几点:

基础研究点数:消耗水、补给品

金属研究点数:消耗水、铜矿石

生物研究点数:由临近农场的研究站提供,每当驯服新生物或是发现新植物就会提供额外点数。

材料学研究点数:消耗金、精炼碳

社会学研究点数:消耗奢侈品,显著受到当前工作角色满意度影响。

研究完成的内容不会因为任何原因丢失,并且对所有星球上的殖民地都有效。

8)其他

其他的游戏性设计:

突袭内容:玩家可以指派一定数量的角色,投送到某个未知的区域,依靠手头的少量素材和受到限制的科技,在一定时间内对该地区的敌人进行剿灭。

掠夺内容:规则类似突袭,但是目标是获取尽可能多的材料并运送到核心虫洞面板,按照获取的物资数量得到点数。

识别参与者

本游戏为模拟经营类游戏,兼有塔防风格,基于前面的分析可知有电脑与玩家两方进行对战,游戏的参与者可以包括以下两种:

  • 玩家:设计构建自己的星球,研究不同的工程来发展自身,选用合理的阵容来征服与抵抗不同种族与生物。
  • 系统:星系的生成,构筑不同星球环境与物种,形成于玩家类似的文明系统,根据情况排兵布阵,主旨为抵抗玩家的进攻,兼有对玩家的突袭。

用例图

建筑模拟系统用例图

玩家的建筑群落开始运转时,会根据环境与建筑buff生成不同种类的资源,此过程需要确认环境与仓库资源数目。

玩家可以通过控制建筑模拟系统来自行选择停止建筑工作的运转。此外,建筑模拟系统可以直接使用仓库管理功能来向优化建筑的生产模式,进而得到资源的最优获取方式。

基于上述分析,构建建筑模拟系统用例图如下:

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玩家用例图

本游戏中,玩家可以进行如下活动:

  • 建造建筑:在资源足够的情况下,玩家可以在适宜的环境下选择建造建筑,建筑在不同环境下的建造效率与落成后的工作效率与环境也息息相关。
  • 科技研究:玩家可以从现代科技开始不断研发新技术,升级自身的建筑与人口规模与兵种,此过程需要查询现有科技树情况与仓库资源情况。
  • 战斗系统:为了达到征服不同星球与抵抗攻击的目标,玩家需要通过战斗来达成目的。游戏的战斗非常依赖环境的情况,相同排兵布阵在不同环境下取得的战斗结果截然不同。
  • 星系工程:玩家需要通过星球间的连接来实现自身星系的构建,包括远星探索、星系间航路的构建、太空站的建设与维护等,本过程高度依赖玩家的科技树构建情况。

根据上述活动,可以构建玩家的用例图如下图所示:

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时序图

时序图(Sequence Diagram)是显示对象之间交互的图,这些对象是按时间顺序排列的。图中显示的是参与交互的对象及其对象之间消息交互的顺序。它可以表示用例的行为顺序,当执行一个用例行为时,其中的每条消息对应一个类操作或状态机中引起转换的触发事件。

本项目基于MVC模式开发,其中

  • Model(模型) - 模型代表一个存取数据的对象。它也可以带有逻辑,在数据变化时更新控制器。本项目中model为游戏底层数据,本游戏可以脱离视图对model进行模拟。
  • View(视图) - 视图代表模型包含的数据的可视化。本项目中为游戏引擎通过模型、UI、图标等向用户呈现了model。
  • Controller(控制器) - 控制器作用于模型和视图上。它控制数据流向模型对象,并在数据变化时更新视图。它使视图与模型分离开。本项目中为通过游戏事件的方式向用户提供的数据交互接口。

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类图

基于上述功能分析,从软件中绘制如下类图关系:

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数据词典

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思维导图

设计层

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数据层与应用层

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图形层

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非功能性需求

  • 功能性:有效实现功能需求中描述的相关内容。
  • 可靠性:要求系统能够长时间正常运行,并且支持多用户同时访问;
  • 易用性:具有友好易用的用户界面及简单的操作方法,保证玩家上手简单
  • 安全性:保证用户在使用软件过程中的资料安全、通讯信息安全、传输的文件安全。
  • 高性能:满足流畅游戏需求,游戏过程中无明显卡顿,延迟秒数量级以下;文件传输迅速。
  • 可维护性:能够满足系统管理员对系统维护的需求,能够实现软件开发者对软件的进一步维护;
  • 扩展性:能够满足软件开发者对软件功能进一步扩展的需求;
  • 可测试性:在需要时,能够通过配置文件来控制内部关键信息的输出,输出目标也可通过配置文件配置。
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内容概要:本文针对传统三电平并网逆变器存在的谐波含量高、电网适应性差及动态响应慢等问题,以有源中点箝位(ANPC)三电平逆变器为研究对象,提出一种融合双极性倍频脉宽调制(DPWMA)、正负序分离锁相与电网电压前馈控制的一体化高性能并网控制策略。通过分析ANPC拓扑的结构优势,构建信号采集、核心控制与调制驱动三层协同架构,结合DPWMA调制提升等效开关频率以优化谐波特性,利用正负序分离技术实现不平衡电网下的精准锁相同步,并引入电网电压前馈控制增强系统动态响应能力与抗扰性。基于Simulink搭建仿真模型,在稳态、电网不平衡及动态扰动等多种工况下验证了该策略在波形质量、锁相精度和系统稳定性方面的优越性能,结果表明该方案可显著提升并网电能质量和运行可靠性,适用于新能源发电、工业变流等大功率应用场景。; 适合人群:具备电力电子、自动控制理论及Matlab/Simulink仿真基础,从事新能源并网、逆变器控制、电能质量优化等相关领域研究的研究生、科研人员及工程技术人员; 使用场景及目标:①应用于高电能质量要求的大功率并网逆变系统设计;②研究复杂电网条件下(如电压不平衡、突变扰动)的高性能控制策略;③为多电平逆变器的先进调制与复合控制技术提供仿真建模与性能验证参考; 阅读建议:建议结合全文结构与仿真模型逐步理解控制策略的设计逻辑,重点关注DPWMA调制机制、正负序分离原理及前馈-反馈协同控制的实现方式,可通过复现仿真案例深入掌握各模块参数整定与性能优化方法。
内容概要:本文针对有源中点箝位(ANPC)三电平逆变器的高性能并网控制问题,提出了一套融合双极性倍频脉宽调制(DPWMA)、正负序分离锁相与电网电压前馈控制的一体化控制策略。首先分析了ANPC拓扑在输出电平数、谐波抑制、开关损耗均衡和中点电位稳定性方面的结构优势,为高质量并网提供了硬件基础。在此基础上,DPWMA调制策略通过提升等效开关频率,显著降低输出谐波含量并改善动态响应;正负序分离锁相技术有效应对电网不平衡工况,确保相位同步精度;电网电压前馈控制则提前补偿电网扰动,增强系统动态抗扰能力和稳定性。三者协同构成“精准同步-扰动补偿-优质调制”的三层控制架构,并通过多工况仿真验证了该策略在稳态、电网不平衡及动态扰动下的优异性能,展现出卓越的电能质量、运行稳定性和工况适应性。; 适合人群:具备电力电子、自动控制或新能源并网相关背景的研究生、科研人员及工程技术人员。; 使用场景及目标:①应用于光伏、风电等新能源发电系统的大功率并网逆变器设计;②解决电网电压不平衡、畸变等复杂工况下的并网稳定性与电能质量问题;③提升逆变器动态响应性能,满足高标准并网规范与实际工程需求。; 阅读建议:建议结合Matlab/Simulink仿真平台动手复现文中控制策略,重点关注DPWMA调制的实现机制、正负序分离算法的结构设计以及前馈控制与反馈环路的集成方式,并通过设置多种扰动工况进行对比仿真,全面验证其优越性。

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