ИИ персонажей в онлайн шутере survarium

ИИ персонажей в онлайн шутере Survarium

Дмитрий ЯсеневVostok Games

2013

ИИ: Среда задачи

• Критерий производительности• Среда• Средства воздействия (Actuators)• Сенсоры

ИИ: Основные понятия

ИИ: Структура агентов

• Агент = Архитектура + Программа• Тибличный агент• Программы агентов– Простые рефлекторные агенты– Рефлекторные агенты с моделью– Агенты с целью– Агенты с утилитой

ИИ: Табличный агент

• Перцепты – последовательность, изначально пустая• Таблица – таблица действий, в которой по

перцептам можно получить действие, изначально полстью определена

• Можно ли построить рациональных агентов таким образом?

• Yes!• Hey, what’s the catch?• Even for game chess table size is • Designer still has no guidance how to fill table entries

ИИ: Табличный агент

• Перцепты – последовательность, изначально пустая• Таблица – таблица действий, в которой по

перцептам можно получить действие, изначально полстью определена

• Можно ли построить рациональных агентов таким образом?

• Да!• Hey, what’s the catch?• Even for game chess table size is • Designer still has no guidance how to fill table entries

ИИ: Табличный агент

• Перцепты – последовательность, изначально пустая• Таблица – таблица действий, в которой по

перцептам можно получить действие, изначально полстью определена

• Можно ли построить рациональных агентов таким образом?

• Да!• В чем же подвох?• Even for game chess table size is • Designer still has no guidance how to fill table entries

ИИ: Табличный агент

• Перцепты – последовательность, изначально пустая• Таблица – таблица действий, в которой по

перцептам можно получить действие, изначально полстью определена

• Можно ли построить рациональных агентов таким образом?

• Да!• В чем же подвох?• Даже для шахмат р• Designer still has no guidance how to fill table entries

ИИ: Табличный агент

• Перцепты – последовательность, изначально пустая• Таблица – таблица действий, в которой по

перцептам можно получить действие, изначально полстью определена

• Можно ли построить рациональных агентов таким образом?

• Да!• В чем же подвох?• Даже для шахмат р• Непонятно, как дизайнеру заполнить эту таблицу

ИИ: Программы агентов

• Простой рефлекторный агент• Рефлекторные агенты с моделью• Агенты с целью• Агенты с утилитой

Набор if-then правилПодходят только для полностью обозреваемых сред!

ИИ: Программы агентов

• Простой рефлекторный агент• Рефлекторные агенты с моделью• Агенты с целью• Агенты с утилитой

Модель мираВнутреннее состояние

ИИ: Программы агентов

• Простой рефлекторный агент• Рефлекторные агенты с моделью• Агенты с целью• Агенты с утилитой

Планирование и поискМенее быстрые, но более гибкие

ИИ: Программы агентов

• Простой рефлекторный агент• Рефлекторные агенты с моделью• Агенты с целью• Агенты с утилитой

Поддержка конфликтующих целейРабота в условиях неопределенности

ИИ шутера от первого лица

• Критерий производительности– Бой• Использование укрытий• Использование оружия с разной дистанцией

эффективности• Бой с напарниками

– Симуляция жизни– С ними должно быть интересно играть!

ИИ шутера от первого лица

• Среда – Игровой мир + внутреннее представление игровых объектов.

Можно читить до тех пор, пока это не ухудшает геймплей.

Проблема идентификации

FPS AI

• Сенсоры– Зрение– Слух– Прикосновение и получение повреждений

FPS AI: Сенсор зрения

• Выбрать объекты, которые агент может видеть– Выбрать точку на поверхности объекта– Проверить, видна ли она

• Если видна – сохранить её и каждый раз пробовать её первой• Иначе выбрать новую точку на следующем кадре

• Оценка потенциально видимых объектов– Скорость объекта и его угловой размер– Близость к напрвлению взгляда– Освещение объекта– Время, которое объект находится в списке

потенциально видимых объектов

FPS AI: Сенсор зрения

• Режимы зрения– Спокойной состояние– Агрессивное состояние– Частичная или полная слепота

FPS AI: Сенсор слуха

• Проверка дистанции• Использование системы секторов/порталов• Уровень шума• Режимы слуха– Спокойной состояние– Агрессивное состояние– Контузия

FPS AI: Actuators

• Изменение позиции, ориентации и анимации объекта

• Проигрывание звуков• Изменение состояния других игровых

объектов

FPS AI: Программа агента

• Перевод данных сенсоров во внутреннее представление игрового мира

• Принятие решения• Выполнение действий

FPS AI: Представление игрового мира

• Враги• Опасности– Аномалии– Гранаты неподалеку, готовые взорваться

• Оружие, которое можно подобрать• Важные игровые объекты

FPS AI: Перцепторы

• Перцептор переводит данные сенсоров• Память агента– База данных фактов

FPS AI: Принятие решения

• Рефлекторные агенты с моделью на верхнем уровне– Спокойное состояние– Смерть– Ранение– Контузия– Слепота

• Конечный автомат (FSM)

FPS AI: Принятие решений

• Агент с целью для Спокойного состояния– Разделение целей и действий– Цель: убить врага, выполнить приказ– Действия

• Занять укрытие• Стрельба из укрытия• Бросить гранату • …

• Агент строит план действий, которые удовлетворяют выбранную цель(цели)

FPS AI: Что на выходе?

• Изменение позиции, ориентации и анимации объекта

• Проигрывание звуков• Изменение состояния других игровых

объектов

FPS AI: Что на выходе?

• Изменение позиции, ориентации и анимации объекта– Навигационный граф– Locomotion

• Проигрывание звуков• Изменение состояния других игровых

объектов

Вызовы навигационной системы• Существа могут иметь разные размеры и формы• Существа могут использовать для передвижения потолок и

стены• “Как мне добраться туда?”

– Добраться как можно быстрее– Добраться без сложных движений (прыжков)– Добраться так, чтобы не быть замеченным указанными персонажами

• “Как мне добраться туда разными путями?”• “Дай все тактические позиции (укрытия, к примеру) рядом со

мной ” (от указанного врага)• Поддержка действительно длинных путей• Разрушающаяся среда

Вызовы навигационной системы

• Нужно помнить, что необходимо– Трэкать позицию игрока– Было бы замечательно иметь один граф для

всех существ– Быстрое (на лету!) генерирование

навигационного графа– Поддержка динамических препятствий– Быстрое нахождение пути– Начать двигаться как можно скорее

FPS AI: Навигационный граф

• Waypoints• Ячейки фиксированного размера• Navigation mesh• …

FPS AI: Навигационный граф

• Waypoints• Ячейки фиксированного размера• Navigation mesh• …

FPS AI: Navigation mesh

• Генерирование– В оффлайне– Обновлять информацию о динамических

препятствиях• использование– Построение путей – TRA*– Алгоритм Funnel– Учет радиуса объектов– Иерархия для поддержки длинных путей

FPS AI: Navigation mesh

FPS AI: Navigation mesh

FPS AI: Navigation mesh

Вызовы системы Locomotion

• Выбор анимаций• Проскальзывание ног• Обход динамических препятствий– RVO - Reciprocal Velocity Obstacles– ORCA - Optimal Reciprocal Collision Avoidance

FPS AI: Выбор анимаций

• Должна ли анимация двигать персонажа?• Смешивание анимаций• Синхронизация анимаций– Масштабирование– Анимационные интервалы

• Поиск в пространстве анимаций

FPS AI: Locomotion

• Проскальзывание ног– Смешивание анимаций– Поверхность под ногами

• Решение – инверсная кинематика– Выбрать правильную матрицу для ноги– Рассчитать матрицу колена

FPS AI: Обход динамических препятствий

• Физические объекты• Двери• Другие персонажи• Canyon Stack Problem

Вопросы?

• Присылайте вопросы на iassenev@vostokgames.com

• Мы лишь прикоснулись к прекрасному, изучайте глубже!– “AI : A Modern Approach”, 3-е издание– “Game AI Wisdom ” серия книг (I, II, III, IV)– http://www.udacity.com– https://www.coursera.org/