"О спорт, ты — мир!" — эта знаменитая фраза принадлежит основателю современных Олимпийских игр Пьеру де Кубертену. Как же этого не хватает в нашей реальности.

Всем известно, что спорт не только укрепляет здоровье, но и объединяет людей. В этой статье я хочу рассказать, как я "воскресил" некогда популярный вид спортивных состязаний "Охота на лис" в своеобразной манере. Термин "воскресил" я применил потому, что этот вид спорта будучи созданным ещё в далекие послевоенные годы, со временем стал утрачивать свою популярность. Я решил исправить эту ситуацию по-своему. И вот как я это сделал...

Несмотря на своё название, никакой реальной охоты здесь нет. Участники состязаний занимаются поиском скрытых источников сигнала, передающих позывной сигнал в коротковолновой осласти радио частот, используя специальные приёмники-пеленгаторы.

Мне захотелось возобновить погасший интерес к этому увлекательному виду спорта и перенести идею классической радиопеленгации в современный мир технологичных решений. Так появился проект виртуальной игры под названием "Foxbusters", построенный на использовании технологий геолокации. В отличие от нашумевшей игры "Pokemon GO" в моем приложении всё структурировано и логически продумано. Никаких "яиц" высиживать не нужно. "Foxbusters" это интеллектуальная игра созданная по мотивам классической спортивной дисциплины. Где игровые пространства локализованы и не создают неудобств для окружающих.

Немного истории

Классическая игра "Охота на лис" представляет собой соревнование, в котором участники должны обнаружить несколько скрытых радио-маячков, расположенных на пересечённой местности в заданном квадрате. Каждый такой "маячок" периодически посылает в эфир радиосигнал на заданной частоте и с определенным позывным сигналом (кодом на языке азбуки Морзе).

Задача спортсмена — определить направление на сигнал "маячка" и как можно быстрее добраться до него опередив соперников. Для поиска используются специальные приёмники с направленными антеннами а также карты местности и компас для определения азимута направления движения. Помимо спортивного интереса, такие соревнования развивают навыки ориентирования на пересеченной местности и понимание принципов радиосвязи.

Постановка задачи

Главной целью моего проекта было сохранить дух оригинальной игры, но избавиться от необходимости использовать дорогостоящее оборудование и специальные разрешения на проведения массовых мероприятий с использованием систем излучения радиосигналов. В качестве альтернативы я решил использовать:

• смартфон как единое устройство для генерации "маячков" и контроля их сигналов;

• GPS для определения местоположения игрока;

• пространственный звук для имитации радиосигнала "маячка";

• методы зашумления и тюнинга "эфира" реализующие реалистичность использования.

В результате получилось мобильное приложение, позволяющее играть как в одиночку, так и в составе группы практически в любой точке мира. Для усиления интереса был реализован специальный режим турниров. В этом режиме, игроку нужно прибыть на заранее определенную локацию и запустить приложение находясь в точке старта. Все события в рамках его сессии, будьто нахождение очередной "лисы", время фиксации и конечно же локация, тут же отправляются в общую базу данных для расчета итогов и выбора победителя.

Основная архитектура

Итак, весь секрет в использовании программных генераторов сигнала "лис" на самом устройстве пользователя. Каждая такая "лиса" имеет реальные географические координаты сформированные при запуске игровой сессии или назначенные заранее для режима "Турнир". Смартфон игрока одновременно решает несколько задач:

1. приёмник;

2. компас;

3. карта;

4. GPS навигатор.

Когда игрок пересекает координаты "лисы", приложение регистрирует это событие и отключает определенный генератор в игровом поле, выводя на экран найденную "лису" в виде забавной иконки. При этом воспроизводится поздравительная фанфара. Схематично процесс выглядит так:

1. Создаются координаты виртуальных передатчиков.

2. Игрок получает своё текущее местоположение через GPS.

3. Приложение вычисляет расстояние до каждой «лисы».

4. При достижении заданного радиуса цель считается обнаруженной.

5. Результат отправляется на сервер турнира.

Подробнее о турнирах

Помимо одиночной игры, я реализовал режим турниров. В этом режиме любой пользователь может принять участие в соревнованиях на заранее подготовленных локациях, расположенных по всему миру. Список турнирных локаций постоянно обновляется. Координаты всех "маячков" хранятся в базе данных и одинаковы для всех участников. Например, уже сейчас соревнования проводятся в Центральном парке Нью-Йорка, на Елисейских Полях в Париже, в городских парках других стран. Локации подобраны так, чтобы не создавать препятствий как самим игрокам так и окружающим гражданам. Также предприняты меры безопасности дабы игроку не приходилось карабкаться в горы или нырять в водоемы (вдруг там крокодилы).

Для тренировок используется режим одиночной игры. При этом координаты "лис" генерируются случайным образом внутри игрового поля размером в 1 км². Это позволяет игроку постоянно получать новые маршруты при каждой новой сессии и не запоминать расположение ранее обнаруженных целей. Режим одиночной игры не поощряется. То есть игрок не учавствует в розыгрыше призовых фондов и не получает отличительных знаков или денежного вознаграждения в отличие от турниров. Это лишь аркадный режим для игры во дворе.

Техническая реализация

Проект написан на Unity и ориентирован на Android-устройства. Портирование на другие платформы пока не планируется но всё зависит от сторонних инициатив. Так что я открыт к коллаборации.

В приложении используются:

• GPS;

• электронный компас;

• собственная картографическая система;

• подборка звуковых файлов имитирующая шум "эфира" и сигналы маячков;

• выделенный сервер для записи результатов турниров.

Инициализация игровых объектов

При запуске приложения загружаются аудиоисточники и скрываются все виртуальные "лисы"...

public Transform[] targetObject;
AudioSource[] comp = GetComponents<AudioSource>();
audioNoise = comp[0];
audioTubes = comp[1];
m_MyAudioSource = new AudioSource[targetObject.Length];
for (int i = 0; i < targetObject.Length; i++)
{
  m_MyAudioSource[i] = targetObject[i].GetComponent<AudioSource>();
  targetObject[i].GetComponent<Image>().enabled = false;
}

При таком способе игрок изначально не видит расположение целей на экранной карте и вынужден искать их самостоятельно.

Работа с GPS и компасом

При старте игры проверяем разрешения на доступ к геолокации и активируем датчики устройства...

if (Permission.HasUserAuthorizedPermission(Permission.FineLocation)) 
{ 
  if (!Input.compass.enabled) 
    Input.compass.enabled = true; 
} else { 
  Permission.RequestUserPermission(Permission.FineLocation); 
} if (Input.location.isEnabledByUser) { 
  Input.location.Start(10, 0.01f); 
  currentSessionCode = System.DateTime.Now.Ticks.ToString("X"); 
  if (!tourSign.enabled)
    StartCoroutine(GetGPSLocation()); 
  else 
    StartCoroutine(...); 
} 

После успешной инициализации запускаем корутину, отвечающую за обновление координат игрока.

Альтернативная картография

Первоначально проект использовал картографические сервисы Google Maps. Однако после изменения условий доступа использование API стало экономически нецелесообразным. Поэтому я разработал альтернативный механизм загрузки карт через промежуточный сервер...

IEnumerator LoadMap()
{
  string baseUrl = DomainURL + "map.php";
  string requestUrl =
  $"{baseUrl}?lat={StartedLocation[0]}&lon={StartedLocation[1]}&zoom={altitude}";
  imageMap.GetComponent<Image>().enabled = false;
  using (UnityWebRequest uwr =
  UnityWebRequestTexture.GetTexture(requestUrl))
  {
    yield return uwr.SendWebRequest();
    if (uwr.result != UnityWebRequest.Result.Success)
    {
      Debug.LogError("Unity Error: " + uwr.error);
    }
    else
    {
      Texture2D finalTexture =
      DownloadHandlerTexture.GetContent(uwr);
      imageMap.GetComponent<Image>().sprite =
      Sprite.Create(
      finalTexture,
      new Rect(0, 0, 640, 640),
      new Vector2());
      imageMap.GetComponent<Image>().enabled = true;
    }
  }
}

Поиск "передатчиков"

Основная игровая логика заключается в непрерывном вычислении расстояния между игроком и виртуальными передатчиками. При достижении радиуса обнаружения цель считается найденной, а сервер получает соответствующее событие и время этого события. Далее следует код из события Update для постоянного опроса координат...

for (int i = 0; i < targetObject.Length; i++)
{
  if (m_MyAudioSource[i].isPlaying)
    m_MyAudioSource[i].volume = getDirectionLevel(targetObject[i]);
  float distance = Vector3.Distance(
    playerMarker.localPosition,
    targetObject[i].localPosition);
  // при минимальном расстоянии игрока до лисы фиксируем победу
  if (distance < 40 && m_MyAudioSource[i].isPlaying)
  {
    targetObject[i].GetComponent<Image>().enabled =
    !targetVisibleProperty;
    
    m_MyAudioSource[i].Stop();
    
    audioTubes.Play();
    
    StartCoroutine(...); //здесь отправляем событие на сервер и фиксируем время
  }
}

RotateMap();
GetAudioLevel();

Серверная часть

Для получения карт расположения игрока я написал небольшой PHP-сервис, выполняющий роль промежуточного шлюза между приложением и картографическим API. Это позволило централизованно управлять запросами и скрыть токен доступа от злоумышленников...

$parts = [
"https://api.service.com",
"/styles/v1/",
$lon . "," . $lat . "," . $zoom . ",0,0",
"/640x640",
"?access_token=" . $token
];
$url = implode("", $parts);
$ch = curl_init();
curl_setopt($ch, CURLOPT_URL, $url);
curl_setopt($ch, CURLOPT_RETURNTRANSFER, true);
curl_setopt($ch, CURLOPT_FOLLOWLOCATION, true);
$data = curl_exec($ch);
echo $data;

Борьба с шумами GPS

Во время тестирования я выяснил, что координаты смартфона заметно "плавают" даже при неподвижном положении игрока. Перебрав "кучу" способов стабилизации датчиков смартфона, я реализовал фильтр Калмана. Использование этого фильтра значительно повысило точность определения местоположения, а количество ложных срабатываний снизилось до приемлемого...

float kalmanGain =
  _errorEstimate /
  (_errorEstimate + _measurementVariance);
_currentEstimate =
  _currentEstimate +
  kalmanGain *
  (measurement - _currentEstimate);
_errorEstimate =
  (1 - kalmanGain) * _errorEstimate +
  Mathf.Abs(_currentEstimate - measurement) *
  _processVariance;

return _currentEstimate;

Подытожим

Проект показал, что смартфон смог заменить сразу несколько устройств. Конечно, такая реализация не является полноценной заменой настоящей спортивной радиопеленгации. Однако такой подход позволяет познакомить новых участников с самой идеей игры и сделать этот вид спорта снова доступным для всех желающих.

К тому же открываются возможности для проведения международных соревнований без необходимости устанавливать реальное радиооборудование и получать специальные разрешения.

Если у вас возникли вопросы по этой теме, то я буду рад на них ответить.

Спасибо за внимание и успешной всем "Охоты" !

_{П.С. потестировать это приложение можно скачав его установочный файл по ссылке в моем профиле.}