Игра для мобильных устройств на платформе Android KCaKC.apk
Приложение осуществляет сбор данных о пульсе пользователя и его вариабельности, используя вспышку и камеру мобильного устройства в качестве сенсора. Скорость игрового процесса должна варьируется в зависимости от регистрируемого состояния пользователя с целью его нормализации.
Состояние пользователя оценивается по показателю ВСР - индексу напряжения регуляторных систем (ИН), характеризующему активность механизмов симпатической регуляции, состояние центрального контура регуляции. Этот показатель вычисляется на основании анализа распределения кардиоинтервалов.
При запуске приложения включается камера и вспышка телефона. Пользователю необходимо приложить палец к камере, чтобы начать считывать пульс. Как только собирается достаточно данных, на экране устройства должны отображаться числовые показатели пульса (уд. /мин) и ИН (усл. ед.). Для удобства восприятия числовых характеристик, исходя из показателя индекса напряженности, должен изменяться цвет фона экрана и появляться текстовое описание текущего состояния пользователя. Также на экране должны присутствовать индикатор ударов сердца в виде лампочки, мигающей при каждом ударе, и кнопка для начала игры.
По началу игры сверху вниз начинают ползти тараканы. Скорость их движения и генерации зависит от текущего индекса напряженности. По нажатии на таракана он умирает и, затем, исчезает. При отведении пальца от камеры игра останавливается и продолжается с того же места, как только пользователь вновь приложит палец к камере. Идея игры в том, чтобы убить как можно больше тараканов и не дать ни одному таракану доползти до нижней границы экрана. Если это все же произошло, игра завершается и пользователю выводится диалоговое окно с набранным рейтингом и поздравлением, если был побит рекорд. Далее пользователь может либо сразу начать новую игру, либо вернуться на начальный экран.
Во время игры пользователю должны отображаться текущий рейтинг и рекорд. Рейтинг равен количеству убитых тараканов за одну игру. Рекорд – максимальный рейтинг за все время, сохраняющийся при закрытии приложения.
| ИН, усл. ед. | Цвет фона | Описание состояния | Скорость передвижения тараканов, % от максимально значения | Период генерации тараканов, с |
|---|---|---|---|---|
| от 1 до 10 | светло-красный | Резервы организма исчерпаны | 100% | 0.3 |
| от 10 до 20 | желтый | Вы на пределе | 90% | 0.35 |
| от 20 до 120 | зеленый | Норма | 80% | 0.4 |
| от 120 до 200 | желтый | Верхняя граница нормы | 70% | 0.45 |
| от 200 до 500 | оранжевый | Выше нормы | 60% | 0.5 |
| от 500 до 800 | светло-красный | Очень высокий | 50% | 0.55 |
| более 800 | темно-красный | Ваше сердце работает на износ | 30% | 0.6 |
Скоростные параметры подобраны таким образом, чтобы:
- играть было наиболее комфортно в нормальном состоянии,
- при пониженном ИН игра ускорялась и, тем самым, требовала от пользователя более быстрой реакции с целью взбодрить его,
- при повышенном ИН игра замедлялась и расслабляла пользователя.
Таким образом будет происходить корректировка функционального состояния пользователя для приведения его в нормальное состояние.
Android-приложение написано на языке программирования Kotlin v.1.3.72 (SDK v.29).
Для измерения ЧСС с помощью камеры и вспышки была использована библиотека Heart-Rate-Ometer.
В качестве системы сборки использовался Gradle v.5.6.4.
Приложение должно сохранять только одно значение - максимальный рейтинг пользователя.
Это значение сохраняется с помощью SharedPreferences (файловая структура хранения данных в Android) под ключом "max_rate".
 |
 |
|---|---|
| Макет в режиме дизайна | Макет в режиме чертежа |
Для подсчета ИН фиксируется время каждого удара и записываются значения RR-интервалов в мс в список объекта hrv, отбрасывая слишком маленькие и слишком большие значения как шумовые.
При расчете ИН используется формула Р. М. Баевского, в которой стресс индекс (индекс напряжения регуляторных систем – SI) вычисляется путем деления амплитуды моды на удвоенное произведение моды на размах:
Код вычисления ИН:
val msMo = msRRintervals.average()
val dx = 200
val amo = msRRintervals.filter { it >= msMo - dx && it <= msMo + dx }.size.toDouble() * 100 / msRRintervals.size
val mxdmn = (msRRintervals.max()!! - msRRintervals.min()!!).toDouble() / 1000
val si = (amo / (2 * mxdmn * msMo / 1000)).toInt()| Переменная | Показатель | Физиологическая интерпретация |
|---|---|---|
| mxdmn | Разность между максимальным и минимальным значениями кардиоинтервалов | Максимальная амплитуда регуляторных влияний |
| msMo | Мода | Наиболее вероятный уровень функционирования сердечно-сосудистой системы |
| amo | Амплитуда моды | Условный показатель активности симпатического звена регуляции |
| si | Стресс индекс (индекс напряжения регуляторных систем) | Степень напряжения регуляторных систем (степень преобладания активности центральных механизмов регуляции над автономными) |
Как только прикладывается палец, начинается считывание ударов сердца и сбор статистики. Значения пульса и ИН выводятся с небольшим таймаутом, чтобы набрать необходимое минимальное количество данных для их расчета. Далее в процессе игры сбор статистики продолжается и значения, выводимые на экран, становятся точнее. ИН стабилизируется, примерно, через 2 минуты считывания пульса. Одновременно с изменениями значений ИН меняется цвет фона и текстовое описание состояния организма, а также скорость игры, если она запущена.
По нажатии на кнопку «Начать игру» вызывается метод startNewGame().
private fun startNewGame() {
playButton.visibility = View.INVISIBLE
rateBars.visibility = View.VISIBLE
val mainHandler = Handler(Looper.getMainLooper())
var prevState = false
mainHandler.post(object : Runnable {
override fun run() {
val gameIsOn = bpm.text.toString() != "0" && si.text.toString() != "0"
if (prevState != gameIsOn) setGameState(gameIsOn)
cockroaches.setClickable(gameIsOn)
if (gameIsOn) {
if (!cockroaches.step(
pulse.getSiRate(),
this@MainActivity
)
) return gameOver()
}
prevState = gameIsOn
mainHandler.postDelayed(this, 10)
}
})
}В методе startNewGame() с периодом 10 мс в отдельном потоке запускается функция рендеринга игры. Объект cockroaches хранит список всех живых тараканов. На каждом шаге вызывается метод step этого объекта, который передвигает тараканов. Метод step принимает в параметрах величину ИН, по которой определяет, на какое расстояние за один шаг можно передвинуть тараканов и с каким периодом можно генерировать новых. Возвращается значение типа Boolean, говорящее о том, ни добрался ли хотя бы один таракан до нижней части экрана.
Тараканы появляются на экране как динамически создаваемые объекты ImageView. Их начальное положение и перемещения задаются за счет параметров внешних отступов (margin). При создании таракана для него задается обработчик события нажатия, в котором проигрывается звук удара, сменяется изображение с живого таракана на мертвого, инкрементируется текущий рейтинг и задается отложенная функция удаления ImageView с экрана, срабатывающая через 1с.