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Processing语言开发的医学知识科普游戏

设计

面向孩童的教育应是有趣的，生动的，形象的。受限于传统教育模式，知识

的传授是枯燥的。而在互联网时代的到来，教育的形式变得多种多种，其中游戏

这一形式更能为孩童所接受。本作品以游戏为载体，结合软件编程开发医学知识

科普游戏，在游戏中传递有关人体免疫的知识，充分做到寓教于乐。该游戏使用

processing语言开发，通过图形和文字处理实现游戏效果。

在人类社会的发展中，医学知识的普及可以提高人民健康水平也可以在一定

程度上缓解大众对于某些疾病的恐慌感，对未知的深入理解是人类战胜恐惧并迈

向胜利的重要手段。而孩子作为国家的未来，对他们进行医学知识教育是尤为重

要的，结合当下的环境和形势，我们团队调查发现大众对免疫学的知识知之甚少，

免疫学揭示了人体是如果消灭并战胜病毒的全过程，因此我们以免疫学中的细胞

免疫为切入点结合游戏深入浅出的科普医学知识。

孩童天性好玩，游戏是吸引孩子学习知识最有效的途径之一，游戏可以激发

孩子探索的天性，而且孩子可以在实践的操作中加深对知识的理解。通过我们团

队的调查发现市面上的医学科普类游戏较为少见，所以本游戏将以孩童为主要受

众进行医学知识普及开发。

本游戏所采用的开发工具为PDE，以processing语言为主要编程语言，该

语言由美国麻省理工学院媒体实验室的成员CaseyReas与BenFry开发。

Processing语言是Java语言的简化，在图形处理方面有着显著的优势，开发者

可以利用该语言便捷的生成文本和修改图像。

1游戏设计理念

本游戏旨在科普人体免疫医学知识，考虑到受众为孩童以及游戏可行性，因

此以细胞免疫的过程，为游戏设计开发目标。细胞免疫的工作原理为：抗原呈递

细胞捕捉病毒后，T细胞受到抗原刺激后，增殖，分化、转换为效应T细胞。效

应T细胞与靶细胞接触进而激发颗粒胞吐，效应T细胞所释放的穿孔素，在靶

细胞表面形成小孔并杀死靶细胞。游戏则在此原理基础之上进行模拟：玩家操作

T细胞，T细胞不断生成效应T细胞，效应T细胞与抗原接触，靶细胞死亡，当

消灭一定数量的抗原后，玩家取得胜利。

2游戏功能流程设计

游戏受众为孩童，因此将科普知识拟人化。将科普与游戏进行穿插，游戏剧

情为：一天一种强大的病毒突破了人体的免疫两道防线：皮肤和体液免疫。人体

生命特征危在旦夕，在人体免疫系统最高指挥官的领导下，最后一支防线进行部

署。细胞免疫部队。他们将与病毒进行最后的战役。此时进入游戏界面由玩家完

成对病毒的消灭。

游戏分为四个界面：游戏背景介绍画面，游戏界面，游戏失败界面，游戏胜

利界面。当玩家游戏失败时，可选择重新进入游戏界面或返回游戏背景介绍画面。

游戏流程图如图1所示。

图1游戏流程图

3游戏算法实现设计

3.1游戏主要算法设计

游戏为玩家扮演T细胞，不断生成效应T细胞，消灭病毒。在人体内随机生

成病毒体，玩家操作T细胞发射效应T细胞，效应T细胞与病毒结合则消病毒。

若T细胞碰撞到病毒则游戏失败，进入游戏失败界面，重新开始游戏或返回开始

界面。玩家通过键盘操纵T细胞移动，效应T细胞以一定频率产生。

3.1.1T细胞移动算法设计

（1）当玩家进行键盘操作时，对键盘按键进行监听；（2）当检测到“上”、

“下”、“左”、“右”四个键位时对目标进行相应的移动；（3）边缘检测，

当玩家移动目标超出游戏画面时，对目标坐标进行检测，若超出画面则改变坐标

值，使得目标画面处在游戏画面边缘。

算法实现：通过Processing内部封装的键盘函数，载入键盘上下左右键的

ASCILL码进行监听。当按下某一方向键则在目标相应坐标方向上移动一定像素，

实现目标移动的效果。

3.1.2效应T细胞生成及移动算法设计

（1）当T细胞存在时，则以一定速度产生效应T细胞；（2）效应T细胞

的移动方向在X轴上保持不变，在Y轴上变化；（3）当效应T细胞超出游戏画

面时则停止显示。

算法实现：创建效应T细胞类并通过动态数组不断生成效应T细胞。根据T

细胞的位置生成效应T细胞。效应T细胞读取T细胞的坐标值在X轴上保持不

变