The purpose of this study was to compare seventh-grade students' motivation and preference toward text-based programming using Visual Basic, and graphics-based programming using Robolab. Motivation was defined by the My Class Activities questionnaire using the dimensions of interest, challenge, choice, and enjoyment. Preference was determined through team and individual student choice. This study was conducted with 122 students from three 6-week technology education classes. This study examined two hypotheses. First, middles school students will be more motivated when using a graphics-based programming language than text-based as measured by the My Class Activities survey. The second hypothesis for this study was that middle school students preferred using graphic-based programming more than using text-based programming in an introductory experience. Student preference was identified individually and within a team environment.

För att kunna kommunicera idéer relaterat till urbana projekt så behövs verktyg för att kunna framföra detta i en visuell miljö på ett sätt som människor från många olika fält kan förstå. Digitala 3D-miljöer är därmed något som efterfrågas allt mer. För att bygga ett sådant verktyg så finns licensierade teknologier, men dessa verktyg kommer med en ekonomisk implikation. Rapporten undersöker om det är möjligt att bygga en applikation för att kunna representera stadstrafik i en 3D-visualiseringsmiljö från grunden, utan att använda externa licenser eller bibliotek i den mån som är möjligt. En applikation som håller en prestanda som gör det möjligt att interagera med i realtid och som har möjlighet att representera en stad från verkligheten. Detta utforskas genom att endast använda Direct3D tillsammans med C++. Analys av 3D-visualisering ställs mot ett tidigare forskningsarbete av Carnegie Mellon University. Mjukvaruarkitektur och prestanda är delar som också har analyserats under utvecklingen. En stor del av projektet vilar på implementationsdelen, där en arkitektur som innefattar grafikrendering, simulering och en allmän programstruktur har utvecklats. Arbetet resulterade i en applikation som kan visualisera en stadsmiljö i 3D, med en trafiksimulering som kan representera över 100 000 fordon, med en prestanda som gör det möjligt att interagera med i realtid. Det konstaterades att applikationen fungerar som en grund att utveckla vidare på, baserat på de parametrar som sattes upp för projektet. För att öka förståelsen kan det finnas en fördel med att ha en 3D-visualisering med en representation som inte helt avspeglar verkligheten, men som ändå har en tillräcklig koppling för att kunna vara ett användbart verktyg för kommunikation av idéer. / To communicate ideas related to urban projects, tools are needed, to be able to convey this in a visual environment. This must also be done in a way that people from many different fields can understand. Digital 3D environments are thus something that is increasingly in demand. To build such a tool there are licensed technologies, but these tools also come with a financial implication. The report investigates whether it is possible to build an 3D visualized application to represent a city with simulated traffic from scratch, without using external licenses or libraries to the extent possible. An application that keeps a performance level that allows it to be interactable in real time and that can represent a city from the real world. This is explored by using only Direct3D with C++. Analysis of the 3D visualization is compared to a previous research work by Carnegie Mellon University. Software architecture and performance are parts that have also been analysed during development. A large part of the project rests on the implementation part, where an architecture that includes graphics rendering, simulation and a general program structure has been developed. The work resulted in an application that can visualize an urban environment in 3D, with a traffic simulation that can represent over 100,000 vehicles simultaneously, with a performance that makes interaction in real time possible. It was found that the application can serve as a basis for further development, based on the parameters set for this project. To increase the understanding there may be an advantage of having a 3D visualization with a representation that does not fully reflect the real world, but which still has a sufficient connection to be a useful tool for communication of ideas.

Game engines are well known for their use in the gaming industry but are starting to have an impact in other areas as well. Architecture, automotive, and the defence industry are today using these engines to visualise and, to some extent, test their products. In this thesis, we have examined how the game engine Unity could be used for simulating a radar with the purpose of detecting and measuring sea clutter. Following a pre-study examining different implementation approaches, it was decided to use ray tracing. The radar itself is simulated by using the camera to emit rays and having a plane object directly behind it act as a receiver. Rays are then individually traced for each pixel, propagating throughout the scene and saving information such as hit coordinates, distance travelled, and direction. By using the total travel distance of each ray that returned to the receiver, the phase of each ray is calculated. This is then used to compute the total amplitude, which represents the returned signal strength. Using a compute shader, most of the computations are done in parallel on the GPU, enabling millions of rays to be traced. As measuring sea clutter was an objective of the study, tests measuring the ocean were carried out. These used ocean surfaces with two different sea states, using the Phillips spectrum to generate realistic waves. A ship object was then tested in free space and on two different ocean surfaces. The calculated amplitude and the number of rays returned were used to determine the signal strength returned and the RCS of the object. The purpose of this was to compare with other results of sea clutter studied, observed both in the real world and in simulated scenarios, and determine if our approach could be a valid choice for the industry. Some results matched the findings of a similar study that used a professional radar simulation tool called OKTAL. Other results of sea clutter were found to not be realistic due to certain limitations. The current main limitation of our implementation is not being able to trace a large enough ocean surface with the finer details needed for realistic results. However, this could be solved by creating a better implementation. These findings suggest that simulating radar and sea clutter in Unity is a feasible approach worth continuing to explore. / Spelmotorer är välkända för sin användning inom spelindustrin men har också fått genomslag inom andra områden. Arkitektur, fordonsindustrin och försvarsindustrin använder idag dessa verktyg för att visualisera och till viss mån, även testa sina produkter. I detta examensarbete har vi undersökt hur spelmotorn Unity kan användas för att simulera en radar i syfte att detektera och mäta sjöklotter. Efter en förstudie där olika implementeringsmetoder undersöktes, beslutades det att använda strålspårning (eng. ray tracing). Själva radarn simuleras genom att använda kameraobjektet i Unity för att sända ut strålar. Bakom kameran finns ett planobjekt som fungerar som mottagare. Strålar spåras sedan individuellt för varje pixel och sprider sig genom en given scen. Samtidigt sparas information såsom träffkoordinater, den totala färdsträckan samt riktning. Genom att använda det totala färdavståndet för varje stråle som återvänt till mottagaren kan fasen för varje stråle beräknas. Detta kan sedan användas för att beräkna den totala returnerade amplituden, vilket motsvarar den returnerade signalstyrkan. Med hjälp av en "compute shader" kan databeräkningarna göras parallellt av GPU:n vilket underlättar när så många strålar ska spåras. Eftersom syftet med uppsatsen var mätning av simulerat sjöklotter, genomfördes tester för att mäta på ett simulerat hav. Havsytorna hade två olika sjöstadier, vilka genererades med Phillips-spektrumet för att få realistiska vågor. Ett fartygsobjekt testades sedan i frirymd och sedan även i de två olika havsytorna. Amplituden och mängden strålar som returnerades användes för att bestämma den totala returnerade signalstyrkan och "Radar Cross Section" (RCS) för objektet. Syftet med detta var att kunna jämföra med andra studier gällande sjöklotter, både simulerade som verklighetsbaserade och avgöra om vårt tillvägagångssätt kunde resultera i ett användbart verktyg för branschen. De olika amplituder och antalet strålar som vi fick tillbaka varierade beroende på vilka vinklar och havsytor som användes.Vissa resultat var inte realistiska jämfört med verkliga mätningar av sjöklotter. Det beror främst på våra nuvarande begränsningar i att inte kunna spåra en tillräckligt stor och tillräckligt detaljerad havsyta, vilket behövs för att mätningarna ska vara mer realistiska. Däremot matchade vi några resultat med de från en liknande studie, där verktyget OKTAL, som är ett professionellt radarsimuleringsverktyg, användes. Detta i kombination med möjligheterna för en förbättrad implementation tyder på att användningen av en spelmotor som Unity är ett intressant verktyg värd att vidareutforska radarsimuleringar med.