Content
- Què és una màquina d'estat finit?
- Sense errors, sense estrès: la vostra guia pas a pas per crear programes que canvien la vida sense destruir la vida
- Com s’utilitzen els FSM als videojocs?
- FSMs per a interfície, interfícies d'interès i controls
- FSM en Jocs d’Aventura i RPG
- El que hem après
Emportar:
L’AI no és una tecnologia nova, sinó simplement una tecnologia que finalment ha trobat una manera de superar els seus límits i assolir tot el seu potencial ... sobretot amb els videojocs.
La intel·ligència artificial (AI) és una de les últimes tendències tecnològiques i, sens dubte, és una de les tecnologies amb més poder revolucionari. Tanmateix, com ja hem esmentat tantes vegades ja, l'AI no ho és nou tecnologia, sinó simplement una tecnologia que en té finalment va trobar una manera de superar els seus límits i assolir tot el seu potencial.
De fet, un dels camps de la ciència de la computació on s’ha utilitzat la primera IA més o menys rudimentària almenys des dels primers anys 80 i 90 és ... bé, només videojocs.
Per dir la veritat, fins i tot es pot afirmar que les primeres aplicacions pràctiques de la màquina d’estat finit (FSM) AI són gairebé tan antigues com els mateixos videojocs, ja que fins i tot el molt popular “Pac Man” va utilitzar un d’aquests models computacionals clàssics (més sobre més endavant).
Gairebé tots els jocs que jugàvem, i molts dels jocs moderns que encara jugem utilitzen AI basat en FSM. No només s’utilitza per generar interaccions una mica creïbles entre el reproductor i els altres personatges, sinó per implementar altres elements crítics del desenvolupament del joc com la interfície gràfica d’usuari (GUI), el maneig d’entrades, els controls del reproductor i la progressió a través de la història. (Llegiu Com s’utilitza la intel·ligència artificial en videojocs?)
Així doncs, quedeu amb mi i junts anem a cercar per sota de la crosta per esbrinar com la FSM ha influït en la nostra experiència de joc fins ara.
Però vés amb compte! Prepareu-vos per a alts nivells de nostàlgia de la cultura pop!
Què és una màquina d'estat finit?
Un FSM és un model abstracte de càlcul que pot existir en un estat alhora (estat actual), escollit entre una selecció finita de valors. En altres paraules, cada estat és únic i s’exclou mútuament i, per tant, finit. Les entrades assenyalen quan la màquina pot canviar de estat inicial al següent en un procés definit transició.
Probablement l’exemple més conegut és el semàfor. Pot ser de color verd, groc o vermell, però mai més d’un a la vegada. Quan un passant prem el botó (entrada), passarà de verd a groc, i de groc a vermell. Al cap d'un temps, es tornarà a posar en verd, completant un cicle. (Llegiu com s’utilitza una màquina d’estat finit en intel·ligència artificial?)
Sense errors, sense estrès: la vostra guia pas a pas per crear programes que canvien la vida sense destruir la vida
No podeu millorar les vostres habilitats de programació quan ningú es preocupa per la qualitat del programari.
El resultat és un model increïblement senzill però elegant que proporciona totes les respostes necessàries per la majoria dels desenvolupadors de jocs, sobretot perquè és prou senzill que fins i tot es pot utilitzar sense programar. Les funcions del joc es poden implementar esquematitzant els FSM en gràfics directes: un format senzill i entenedor que es pot convertir de nou fàcilment en taules d'estat.
Els FSM s’han utilitzat durant dècades per modelar una IA digna en plataformes amb recursos limitats, com les consoles de jocs primerencs dels anys 70, 80 i 90, així com els jocs de mà més senzills d’aquesta mateixa edat com els jocs Tiger.
Com s’utilitzen els FSM als videojocs?
Probablement la implementació més òbvia i àmpliament utilitzada de FSMs en la indústria dels videojocs és la creació d’una IA efectiva rudimentària. Es pot utilitzar un estat finit per definir determinats comportaments de caràcter no jugable (NPC), com ara atacar, itinerar o executar. (Llegiu les tendències més importants del joc.)
Com hem comentat anteriorment, es va utilitzar el FSM per controlar el comportament dels fantasmes de Pac Man. Només podien tenir un mode de funcionament alhora, és a dir, caçar, perseguir, morts o esperar a ressuscitar. En els jocs més moderns, es va escampar una lògica difusa sobre una base sòlida de FSM per afegir certa imprevisibilitat i fer que els personatges es sentissin menys robòtics i rígids.
Per exemple, en jocs d’acció basats en el signe, com els immortals “Commandos”, “Assassin’s Creed” o la popular franquícia “Metal Gear”, sempre que un enemic detecti el jugador, passarà de l’estat inactiu a l’alerta. Al cap d’uns segons, si el jugador no torna a amagar-se en un lloc segur, l’NPC començarà a cercar-lo activament passant a un estat agressiu.
L’atzar aquí només es pot trobar als camins enemics quan recorren, o a la seva decisió d’utilitzar una arma més que una altra. Aquesta és la IA de FSM en els millors, i probablement la podreu trobar al nucli de conductes encara més complexes i intel·ligents, com ara les que mostra aquest model matemàtic, però definitivament no l'única iteració.
FSMs per a interfície, interfícies d'interès i controls
Els FSM són increïblement senzills i es poden utilitzar com a marc que dóna suport a tots els controls i maneig de jugadors. Penseu en un joc de plataforma com ara "Super Mario Bros. 2." El vostre personatge pot estar dempeus o agafar-se, però mai tots dos alhora.
Després que el personatge s'hagi agrupat durant un temps, passarà a l'estat de càrrega i començarà a parpellejar, una condició particular que augmentarà l'alçada de salt. De la mateixa manera, tots els diferents power-ups que Mario utilitza a "Super Mario Bros. 3", com Fire Flower, Super Leaf i Starman no són sinó estats que activen les transformacions del personatge principal (Fire Mario, Raccoon Mario o Invincible Mario).
Aquesta mateixa lògica s'aplica a altres formes d'estats de joc, com ara Menú principal, Pausa, Càrrega, reproducció i sortida. Fins i tot els jocs que inclouen diferents modes de joc, com ara "Minecraft", que inclouen modes de Supervivència, Creativa, Aventura, Espectador i Hardcore utilitzen FSM per canviar d'un mode a l'altre.
Literalment, cada característica que consisteix en un estat fix es construeix mitjançant un sistema FSM. Per exemple, si un joc té un sistema meteorològic (pluja, neu, sol, etc.), cicles de dia / nit, cicles de temporada, per sobre dels estats subterranis, bé, amb probabilitat que un FSM controli cadascun d’ells. Penseu en totes les diferències en la velocitat de moviment o en les bonificacions d’atac i defensa quan navegueu per diferents terrenys de la franquícia “Heroes de la màgia i màgia”, o quan us moveu per sobre i per sota de la terra a “Age of Wonders 3”.
FSM en Jocs d’Aventura i RPG
Els FSM han estat un component fonamental de tots els jocs de rol / aventura des dels seus inicis. Per exemple, controlen tots els diàlegs seqüencials en jocs d’aventura antiga, com “La maledicció de l’illa dels micos”, “Rex Nebular i Cosmic Gender Bender” o la sèrie “Leisure Suit Larry”. Els FSM també es poden utilitzar per crear trames complexes i molt ramificades.
A mesura que el jugador avança a través de la història, pot prendre diferents opcions que obrin un camí mentre en tanquin un altre.
Altres elements al joc també poden veure's afectats per aquestes opcions, com ara les estadístiques del jugador, els resultats del diàleg i els tipus d'enemics que es troben i, normalment, s'associen a diverses finalitats. Els primers pioners d’aquest tipus de narracions no lineals inclouen grans noms com “Chrono Trigger” i “Fallout”.
Tot i això, aquest tipus de joc ha perdurat al llarg dels anys i es pot trobar fins i tot en jocs moderns rics en històries com "Mass Effect" i el popular joc indie "Undertale".
El que hem après
Si ets un expert en tecnologia o expert en tecnologia de la informació, hi ha una gran probabilitat de créixer jugant a videojocs molt. Ara que heu llegit aquest article, heu experimentat models de FSM de primera mà. De fet, a més de gaudir d’aquest viatge de nostàlgia, només heu passat de l’estat desconegut al mode il·luminat!
Probablement haureu de centrar-vos en pocs segons per detectar una funció controlada per FSM en gairebé tots els jocs que heu jugat fins ara i, probablement, en la majoria de jocs que hi jugareu en el futur.