7 сентября 2012 в 15:18

Unity3d, Агенты и Танчики

image

Всем доброго времени суток!

Еще в универе на старших курсах начал увлекаться интеллектуальными агентами. Даже тема для диплома изначально была связана с созданием агентов, участвующих в боевых действиях, в среде, имитирующей поле боя. Но из-за работы пришлось сменить тему.

Давно хотел этим заняться, но все времени не было. Сейчас наконец-то дошли руки сделать среду для агентов, хотя и не в таком масштабе. Так что если кому-нибудь интересно, присоединяйтесь! Репозитарий открытый, ссылка внизу.

Интеллектуальный агент.

Говоря простыми словами, агент — это сущность, помещенная в среду обитания, умеющая воспринимать среду с помощью датчиков и воздействовать на нее с помощью актуаторов.

Схема простейшего агента, как говорит википедия, выглядит так:

image

У такого агента нет никакого разума, он действует исключительно по списку простейших правил if-then. Есть несколько видов гораздо более сложных агентов, которые умеют анализировать свои действия и обучаться. Но до них мне еще далеко.

Unity3d

Я создал в Unity3d проект, в котором есть поле боя (квадрат) и несколько танков. Текстуры танков я взял из старой-доброй игры Battle City. Все, что умеет каждый танк — это ездить по полю и стрелять.
Так выглядит весь проект:

image

К каждому танку привязаны 2 управляющих скрипта:
— TankBehavior
— BasicTankControls (или его подкласс)

TankBehavior — это главный скрипт, который полностью описывает один танк. В этом скрипте реализованы методы перемещения, стрельбы и все остальные. Также этот скрипт содержит ссылку на BasicTankControls, в котором реализовано управление танком. Базовый скрипт выглядит так:

public class BasicTankControls : MonoBehaviour
{
     public void Init(TankBehavior tank)
     {
          this.tank = tank;
     }

     public virtual void Act(List<TankData> tanksData)
     {
          // no operation
     }

     protected TankBehavior tank;
}


Так происходит инициализация скрипта-управления в скрипте TankBehavior:

void Start ()
{
     ...
     controls = GetComponent<BasicTankControls>();
     if(controls != null)
     {
          controls.Init(this);
     }
     ...
}


Этот метод вызывается каждый физический тик:

void FixedUpdate()
{
     if(controls != null)
     {
          GameObject[] tankObjects = GameObject.FindGameObjectsWithTag("Tank");
          List<TankData> tanksData = new List<TankData>();

          foreach (var item in tankObjects)
          {
               if (item.GetInstanceID() != this.GetInstanceID())
               {
                    tanksData.Add(item.GetComponent<TankBehavior>().GetData());
               }
          }

          controls.Act(tanksData);
     }
}


Сначала собираются данные обо всех танках на поле. Таким образом имитируется сбор информации о среде датчиками агента. Затем эта информация передается скрипту-управлению, который уже на основе полученных данных будет оказывать воздействие на среду.
Данные об одном танке выглядят так:

public class TankData
{
     public TankData(int instanceId, Vector2 position, float health, Direction direction)
     {
          this.InstanceID = instanceId;
          this.Position = position;
          this.Health = health;
          this.Direction = direction;
     }

     public readonly int InstanceID;
     public readonly Vector2 Position;
     public readonly float Health;
     public readonly Direction Direction;
}


Вот в принципе и все. Теперь задача состоит лишь в том, чтобы написать для танков управляющий скрипт. Я написал один скрипт для управления человеком, если вдруг кто-нибудь захочет вмешаться в ход событий:

public class HumanControls : BasicTankControls
{
     public override void Act(List<TankData> tanksData)
     {
          if(Input.GetButton("Up"))
          {
               tank.MoveForward();
          }
          else if (Input.GetButton("Down"))
          {
               tank.MoveBackward();
          }

          if (Input.GetButtonDown("Left"))
          {
               tank.RotateLeft();
          }
          else if (Input.GetButtonDown("Right"))
          {
               tank.RotateRight();
          }

          if (Input.GetButton("Fire"))
          {
               tank.Fire();
          }
     }
}

Поведения танков

Для начала планирую сделать простейшие автономные поведения, например ездить и стрелять в случайные стороны. Потом есть идея добавить стены (может быть, разрушаемые) и тот самый штаб, который одним нужно защищать, а другим разрушить. Может быть, даже будет совместное планирование действий.
Но это очень оптимистичные планы. Сам еще такого никогда не писал, так что придется изучать. Любая помощь и советы приветствуются! :)

Ссылка на репозитарий.
+10
15786
81
esin 8,5

Комментарии (19)

0
Andy_Ion, #
Не пойму, почему у Вас где-то сделана проверка на null при GetComponent, а местами нету.
А в целом, интересная статья, почерпнул немного для себя ;)
0
esin, #
Спасибо!
Проверка на null стоит в тех местах, где идет получение компоненты BasicTankControls. А такой компоненты у объекта может и не быть, допустим, если танк стоит для красоты (когда тестировал выстрелы). RequireComponent здесь почему-то не работает, пытался.
Объекты с тегом «Tank» подразумевают обязательное наличие TankBehavior, поэтому проверку не ставил. Тут полагаюсь на разработчика (себя).
Понимаю, отмазка слабенькая, но проект на серьезность и не претендует :)
+1
Leopotam, #
Отправилось рано. Не работает потому, что компонент уже висит на объекте. Если его удалить и повесить, то все зависимости будут повешены корректно и сама среда будет сопротивляться их удалению без удаления TankBehavior.
0
vogel, #
Изобретаем Scalatron под Unity?
0
esin, #
Про этот проект не знал. Но я и на scala не программировал, и пока не собираюсь.
Unity3d же была выбрана, т.к. здесь очень удобно реализовано управление объектами — через поведения. Когда в университете занимался агентами, мы использовали среду JADE, там агенты также управляются поведениями.
0
vogel, #
Так я же не с целью обидеть написал. Наоборот, сделать программируемый танко-дром на Юнити — это клёво.
Популярность и низкий порог вхождения в C# в связке с возможностями по визуализации Unity3D может привлечь к вашему начинанию много энтузиастов.

P.S. Scalatron — это всё же не совсем то. Robocode ближе к теме.
0
esin, #
Да не, я и не обижался :)
Насчет привлечения энтузиастов — очень надеюсь.
А вот за Robocode большое спасибо! Обязательно его поковыряю.
+1
Jimilian, #
Статья на Хабре про Robocode.
+1
gigimon, #
Незакончено :(

Что в итоге должно получиться? battle city? Чем данный метод (с агентами) отличается от других? (примернительно к играм)
0
esin, #
Да, понимаю, что незакончено. Времени свободного не так много, как хотелось бы.
В итоге (в идеале конечно) хотелось бы запустить и смотреть, как по полю боя ползают танки и пытаются друг друга уничтожить (или защитить / разрушить штаб).
Не совсем уверен, что правильно понял вопрос про «чем отличается от других». Попытаюсь ответить, поправьте, если не прав.
Обычно в играх (в том же Battle City) танки, ползающие по полю, действуют либо совсем случайным образом, либо по какому-нибудь примитивному алгоритму. Вот статья, примерно описывающая поведение ботов в игре. Сейчас конечно все сильно продвинулось, и есть игры с довольно неплохим ИИ. Данный метод как раз позволит узнать, как действует бот, какие модели поведения более / менее эффективные и т.д.
Опять же, проект не претендует на серьезность, писал исключительно для себя. Решил поделиться, вдруг кому интересно будет.
+1
zviryatko, #
Не поверите но я два месяца назад пытался сделать почти то же самое только платформа Tululoo Game Maker.
В общем платформа кривая поэтому проект закрыл, но добавить интеллект танкам очень хотел, были тоже наполеоновские планы, чтобы противник окружал тебя, слышал если ты движешься недалеко от него…
0
esin, #
Прекрасно вас понимаю :)
0
gnoblin, #
привет, ответь плиз в личке )
0
esin, #
Привет! ответил
+4
Antares19, #
GameObject[] tankObjects = GameObject.FindGameObjectsWithTag("Tank"); List<TankData> tanksData = new List<TankData>();

Мне кажется, искать объекты по тегам и пересоздавать список танков каждый тик, да еще и для каждого агента — жестоко в плане производительности. Я бы подумал над способом кэширования этих данных.

Конечно, обычно premature optimization не стоит того что бы тратить время, но тут уж очень в глаза бросилось :)
0
esin, #
Да, спасибо. И правда толсто получилось :)
Конечно, хранить список игроков надо в отдельной сущности. Нормальные люди так бы и сделали. Исправлюсь
0
Antares19, #
Ага. Какой-нит более-менее глобальный список пойдет.
0
Suvitruf, #
Вспомнил сразу про старый добрый Террариум, поностальгировал.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.