Jogos em Inteligência      Artificial     Inteligência Artificial I          Ricardo Borges          Cícero Augusto       ...
Sumário   Introdução   1 Objetivos   2 Histórico   3 Técnicas Atualmente Utilizadas   Conclusão                      ...
Introdução             3
1 Objetivos   Embutir uma inteligência simulada nos jogos    através de técnicas de Inteligência Artificial    (IA)   To...
2 Histórico   Década de 60   Surgimento dos jogos de computador   Versões para mainframes   Principal preocupação era ...
2 Histórico   Década de 70   Bom número de jogos em modo texto   Também conhecidos como Multi User    Dungeons (MDU’s)...
2 Histórico   Jogos que marcaram a década de 70:      Breakout      Space Invaders      Asteroids      Pac Man       ...
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2 Histórico   Atualidade   Grandes orçamentos para produção de jogos   Equipes normalmente compostas de:      Projetis...
3 Técnicas Atualmente Utilizadas   Máquinas de Estados Finitos   IA Extensível   Técnicas de Busca   Máquinas de Apren...
3.1 Máquinas de Estados Finitos   Baseadas em regras   Implementação relativamente simples   Técnica já consolidada no ...
3.1 Máquinas de Estados Finitos   Normalmente representadas por um Diagrama    de Transição de Estados   Uma FSM possui ...
3.1 Máquinas de Estados Finitos   A função de transição de estados recebe as    entradas e o estado atual   Retorna o co...
3.1 Máquinas de Estados Finitos   Uma HFSM são FSM hierarquizadas   Usadas para modelagem de comportamentos    mais comp...
3.1 Máquinas de Estados Finitos   As FuSM’s são baseadas em cadeias de Markov   Pesos são associados aos estados e trans...
3.2 IA Extensível   Iniciada com Duke Nuke em 3D e Quake   O jogador pode criar seus próprios    personagens ou alterar ...
3.2 IA Extensível Exemplo de script:IF!Range(NearestEnemyOf(Myself),3) andRange(NearestEnemyOf(Myself),8)THENEquipMostDam...
3.3 Técnicas de Busca   Entre os algoritmos existentes, o A-star (A*) é    o mais utilizado   Utilizado para encontrar u...
3.4 Máquinas de Aprendizado   Estão começando a ter mais espaço em jogos   No jogo Magic & Mayhem, são gravados dados   ...
3.4 Máquinas de Aprendizado   Battle Cruiser: 3000 AD foi um dos primeiros    jogos a usar redes neurais   Foi desenvolv...
3.4 Máquinas de Aprendizado   Cloak Dagger and DNA (1995) foi um dos    primeiros jogos comerciais a utilizar algoritmos ...
3.5 Vida Artificial   Também conhecida como A-Life (do inglês    Artificial Life)   Tem sua origem no estudo de seres vi...
3.5 Vida Artificial   Estas técnicas são interligadas em uma    hierarquia de tomada de decisão   Foi utilizada nos jogo...
3.6 Kits de Desenvolvimento   Software Development Kits (SDK’s) ou    simplesmente toolkits   Bibliotecas que implementa...
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Inteligência Artificial em Jogos

  1. 1. Jogos em Inteligência Artificial Inteligência Artificial I Ricardo Borges Cícero Augusto Mauricio Volkweis Professora Andrea Konzen Torres - RS, Junho de 2003
  2. 2. Sumário Introdução 1 Objetivos 2 Histórico 3 Técnicas Atualmente Utilizadas Conclusão 2
  3. 3. Introdução 3
  4. 4. 1 Objetivos Embutir uma inteligência simulada nos jogos através de técnicas de Inteligência Artificial (IA) Tornar o jogo mais real Por conseqüência, mais envolvente e desafiador para o jogador 4
  5. 5. 2 Histórico Década de 60 Surgimento dos jogos de computador Versões para mainframes Principal preocupação era o visual Sem técnicas de IA Em Space War (1961), os jogadores se confrontavam em naves espaciais com interface em caracteres ASCII 5
  6. 6. 2 Histórico Década de 70 Bom número de jogos em modo texto Também conhecidos como Multi User Dungeons (MDU’s) Primeiro sucesso comercial foi Pong (1972) Pong foi criado por Nolan Bushnell, fundador da Atari 6
  7. 7. 2 Histórico Jogos que marcaram a década de 70:  Breakout  Space Invaders  Asteroids  Pac Man 7
  8. 8. 2 Histórico Década de 80 Grande diversidade de jogos Destaque foi Donkey Kong, que deu origem ao personagem Mário de Shigeru Miyamato O sucesso de Mário Brothers (1984) fez de Mário o principal mascote da Nintendo 8
  9. 9. 2 Histórico Década de 90 Melhoria na interface e interação depois do lançamento dos computadores de 16 bits Surgimento de alguns jogos de simulação 3D:  Flight Simulator  Wing Commander 9
  10. 10. 2 Histórico Década de 90 Revolução na plataforma IBM PC com o lançamento de Doom pela ID Software (1993)  Inovação tecnológica  Perspectiva em primeira pessoa  Evolução tanto na área gráfica como de IA 10
  11. 11. 2 Histórico Década de 90 Duke Nuke em 3D é lançado com ferramenta de IA Extensível A ID Software lança Quake (1996) primeiro jogo em 3D real Desaceleração na aplicação de IA em relação a parte gráfica 11
  12. 12. 2 Histórico Década de 90 Reaperbot, um oponente criado para ser usado em Quake dá novo impulso ao uso de IA em jogos O jogo Unreal (1998) lançado pela Epic Megagames mostrou avanço no uso de IA em jogos usando técnicas como:  Finite State Machines  Fuzzy State Machines  IA Extensível 12
  13. 13. 2 Histórico Atualidade Jogos com gráficos 3D avançados com nível razoável de aplicação de IA A IA do jogo passa a ter tanta importância quanto a parte gráfica Exemplos de jogos atuais:  Diablo 2  Quake III: Arena  Unreal Tournament 13
  14. 14. 2 Histórico Atualidade Grandes orçamentos para produção de jogos Equipes normalmente compostas de:  Projetistas de Jogo  Projetistas de Fases  Planejador de Software  Arquiteto Chefe  Gerente de Projeto  Programadores  Artistas Gráficos  Músicos e Sonoplastas 14
  15. 15. 3 Técnicas Atualmente Utilizadas Máquinas de Estados Finitos IA Extensível Técnicas de Busca Máquinas de Aprendizado Vida Artificial Kits de Desenvolvimento 15
  16. 16. 3.1 Máquinas de Estados Finitos Baseadas em regras Implementação relativamente simples Técnica já consolidada no mercado Permite criar elementos com comportamentos relativamente complexos Foi utilizada no jogo Unreal Podem ser:  Finite State Machines (FSM)  Hierarchical Finite State Machines (HFSM)  Fuzzy State Machines (FuSM) 16
  17. 17. 3.1 Máquinas de Estados Finitos Normalmente representadas por um Diagrama de Transição de Estados Uma FSM possui  Conjunto de estados  Estado inicial  Conjunto de entradas  Conjunto de saídas  Função de transição de estado 17
  18. 18. 3.1 Máquinas de Estados Finitos A função de transição de estados recebe as entradas e o estado atual Retorna o conjunto de saídas e um novo estado que passa a ser o estado atual Entradas Saídas Estado Atual Estado Futuro 18
  19. 19. 3.1 Máquinas de Estados Finitos Uma HFSM são FSM hierarquizadas Usadas para modelagem de comportamentos mais complexos 19
  20. 20. 3.1 Máquinas de Estados Finitos As FuSM’s são baseadas em cadeias de Markov Pesos são associados aos estados e transições Regras são usadas para calcular pesos de estados futuros 3 % 8 20
  21. 21. 3.2 IA Extensível Iniciada com Duke Nuke em 3D e Quake O jogador pode criar seus próprios personagens ou alterar o nível e IA dos existentes É feita através de uma linguagem de script A forma do script pode ser semelhante a linguagens como C e C++ ou até conjuntos de ordens passadas diretamente ao elemento do jogo __________ ________ __________ ____ ________ 21
  22. 22. 3.2 IA Extensível Exemplo de script:IF!Range(NearestEnemyOf(Myself),3) andRange(NearestEnemyOf(Myself),8)THENEquipMostDamagingMelee()AttackReevalutate(NearestEnemyOf (Myself),60) 22
  23. 23. 3.3 Técnicas de Busca Entre os algoritmos existentes, o A-star (A*) é o mais utilizado Utilizado para encontrar um melhor caminho a partir da posição atual Foi aplicado em Age of Empires II: The Age of Kings para análise de terrenos Utiliza uma função heurística para calcular a estimativa de custo de cada rota 23
  24. 24. 3.4 Máquinas de Aprendizado Estão começando a ter mais espaço em jogos No jogo Magic & Mayhem, são gravados dados das jogadas para que o sistema evite usar técnicas com baixo grau de efetividade Entre os enfoques com maior embasamento científico estão:  Redes Neurais  Algoritmos Genéticos 24
  25. 25. 3.4 Máquinas de Aprendizado Battle Cruiser: 3000 AD foi um dos primeiros jogos a usar redes neurais Foi desenvolvida uma linguagem especialmente para implementar a IA do jogo Denominada Artificial Intelligence and Logistics (AILOG), usava uma rede neural para efetuar tomadas de decisão e busca das melhores rotas AILOG também implementa alguns conceitos de lógica difusa (fuzzy logic) 25
  26. 26. 3.4 Máquinas de Aprendizado Cloak Dagger and DNA (1995) foi um dos primeiros jogos comerciais a utilizar algoritmos genéticos O jogo vêm com quatro “seqüências de DNA” Estas seqüências são conjuntos de características comportamentais dos inimigos A medida que cada um desses conjuntos participa de batalhas recebe pontos pelo desempenho Os melhores conjuntos são combinados gerando novos e melhores comportamentos 26
  27. 27. 3.5 Vida Artificial Também conhecida como A-Life (do inglês Artificial Life) Tem sua origem no estudo de seres vivos do mundo real Tenta simular este comportamento usando uma variedade de técnicas de IA combinadas 27
  28. 28. 3.5 Vida Artificial Estas técnicas são interligadas em uma hierarquia de tomada de decisão Foi utilizada nos jogos The Sims e Creatures 28
  29. 29. 3.6 Kits de Desenvolvimento Software Development Kits (SDK’s) ou simplesmente toolkits Bibliotecas que implementam uma ou mais técnicas de IA Podem ser específicos para jogos ou mais genéricos Agilizam o desenvolvimento da aplicação Exemplos:  Motivate  Spark!  DirectIA 29
  30. 30. Conclusão 30
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