Navigation hybride applique aux personnages non joueurs du jeu vido Counter Strike

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Navigation hybride appliquée aux personnages non
joueurs du jeu vidéo Counter Strike
Université Pierre et Marie Curie, 4 place
Jussieu, 75005 PARIS
Nicolas SchneiderEncadré par Olivier Sigaud

• AnimatLab, Laboratoire dInformatique de Paris 6
  (Lip 6)
• 8, rue du Capitaine Scott, 75015 Paris

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Présentation
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Approche Animat

• But
• Survie et adaptation dans un environnement
  hostile
• Sélection de laction
• Navigation
• Primordial à la survie
• Source de nourriture
• Source dalimentation

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Intérêt des jeux vidéo pour lapproche Animat

• Lapproche Animat
• Appliquée à la robotique et au monde réel
• Jeux vidéo
• Simulateur riche et maîtrisé
• Compromis entre simulateur simple et monde réel
• Mêmes problématiques que le réel
• Moins de contraintes

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Le jeu vidéo Counter Strike (Sierra Studios \
Valve)

• - Présentation
• - Jeu multi-joueurs
• - FPS (First Person Shooter)
• - Deux groupes (terroristes/contre-terroristes)
• - Deux missions (bombe/otages)
• - Règles
• - Poser une bombe/ libérer les otages
• - Tuer tous les ennemis
• - Temps limité pour une mission

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Les bots

• - Personnages non joueurs (PNJ)
• Simulent des joueurs supplémentaires des deux
  équipes
• PodBot est un bon programme de bot

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PodBot(Markus Klinge)

• - Fonctionnement
• Gère une pile de tâches
• Empilement/dépilement dactions
• Actions
• Attaquer, se mettre en embuscade, lancer une
  grenade, se sauver, etc.
• Déplacement
• Utilise A à partir dun graphe de points appelés
  waypoints
• Apprentissage
• Stocke les positions à risques

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Les waypoints

• Points de passages possibles
• Lutilisateur doit les poser à la main
• Reliés entre eux, ils forment un graphe de
  navigation
• Waypoints particuliers
• Waypoint de but
• Waypoints importants
• Autres
• - Sauter, embuscade, se baisser, etc.
• Impossibilité de faire jouer des bots sans
  waypoints

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Objectif

• - Naviguer sans avoir à poser les waypoints à la
  main
• Placement automatique des waypoints
• Planification dun chemin
• Typage automatique
• - Mise au point dun algorithme de navigation
  hybride

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Etat de lart

• Navigation Réactive
• Aléatoire
• Suivi de mur

• Représentation
• Waypoints
• Quadtree
• Polygones convexes

• - Planification
• A (Hart, Nilsson, Raphael 1968)
• Dynamique
• LRTA (Korf 1990)

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Etat de lart

• Navigation réactive

• Planification

• Jean-Yves Donnart (1998)
• Architecture MonaLysa
• Pile de tâches comme PodBot
• Systèmes de classeurs
• Apprentissage des règles de navigation

Navigation hybride ou planification réactive
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Etat de lart

• Algorithme de navigation
• Empilement de tâches de contournement
• Modification dobjectif
• Dépasser la droite formée par lobstacle

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Etat de lart

• Algorithme de navigation
• Empilement de tâches de contournement
• Modification dobjectif
• Dépasser la droite formée par lobstacle

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Etat de lart

• Algorithme de navigation
• Empilement de tâches de contournement
• Modification dobjectif
• Dépasser la droite formée par lobstacle

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Etat de lart

• Algorithme de navigation
• Empilement de tâches de contournement
• Modification dobjectif
• Dépasser la droite formée par lobstacle

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Etat de lart

• Algorithme de navigation
• Empilement de tâches de contournement
• Modification dobjectif
• Dépasser la droite formée par lobstacle

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Etat de lart

• Algorithme de navigation
• Empilement de tâches de contournement
• Modification dobjectif
• Dépasser la droite formée par lobstacle

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Etat de lart

• Algorithme de navigation
• Empilement de tâches de contournement
• Modification dobjectif
• Dépasser la droite formée par lobstacle

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Positionnement
Navigation réactive
Planification

• Basé sur lalgorithme de Jean-Yves Donnart
• Environnement plus riche
• Plus dactions possibles
• Direction absolue

Navigation hybride
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Implémentation

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Fonctionnement général

• Ajout aux tâches déjà existantes de PodBot
• Tâche de navigation réactive
• Tâche de contournement dobstacles
• Empilement de ces tâches si le bot na pas
  dactions particulières à accomplir

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La tâche de navigation réactive

• Empilement
• Pas de tâches spécifiques à accomplir
• Pas de chemin
• Le premier nud du chemin est inaccessible
• Dépilement
• Arrive au but
• Retrouve un chemin existant
• Attaquer ou se défendre

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Tâche de contournement dobstacles

• Algorithme de Jean-Yves Donnart
• Problème sur certaines configurations
• Décalage de la position de lobstacle

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Contournement dobstacles

• Algorithme de Jean-Yves Donnart
• Problème sur certaines configurations
• Décalage de la position de lobstacle

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Contournement dobstacles

• Algorithme de Jean-Yves Donnart
• Problème sur certaines configurations
• Décalage de la position de lobstacle

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Contournement dobstacles

• Algorithme de Jean-Yves Donnart
• Problème sur certaines configurations
• Décalage de la position de lobstacle

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Contournement dobstacles

• Algorithme de Jean-Yves Donnart
• Problème sur certaines configurations
• Décalage de la position de lobstacle

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Contournement dobstacles

• Algorithme de Jean-Yves Donnart
• Problème sur certaines configurations
• Décalage de la position de lobstacle

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Contournement dobstacles

• Algorithme de Jean-Yves Donnart
• Problème sur certaines configurations
• Décalage de la position de lobstacle

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Contournement dobstacles

• Algorithme de Jean-Yves Donnart
• Problème sur certaines configurations
• Décalage de la position de lobstacle

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Contournement dobstacles

• Algorithme de Jean-Yves Donnart
• Problème sur certaines configurations
• Décalage de la position de lobstacle

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Contournement dobstacles

• Algorithme de Jean-Yves Donnart
• Problème sur certaines configurations
• Décalage de la position de lobstacle

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Contournement dobstacles

• Algorithme de Jean-Yves Donnart
• Problème sur certaines configurations
• Décalage de la position de lobstacle

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Contournement dobstacles

• Algorithme de Jean-Yves Donnart
• Problème sur certaines configurations
• Décalage de la position de lobstacle

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Contournement dobstacles

• Algorithme de Jean-Yves Donnart
• Problème sur certaines configurations
• Décalage de la position de lobstacle

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La pose des Waypoints

• Ou?
• Empilement de la tâche de navigation réactive
• Rencontre avec un obstacle
• Déplacement direct vers la droite formée par
  lobstacle
• Dépilement de la tâche de contournement
• Liens entre les waypoints
• Avec tous les waypoints visibles
• Le dernier posé avec le but

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La pose des Waypoints

• Ou?
• Empilement de la tâche de navigation réactive
• Rencontre avec un obstacle
• Déplacement direct vers la droite formée par
  lobstacle
• Dépilement de la tâche de contournement
• Liens entre les waypoints
• Avec tous les waypoints visibles
• Le dernier posé avec le but

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La pose des Waypoints

• Ou?
• Empilement de la tâche de navigation réactive
• Rencontre avec un obstacle
• Déplacement direct vers la droite formée par
  lobstacle
• Dépilement de la tâche de contournement
• Liens entre les waypoints
• Avec tous les waypoints visibles
• Le dernier posé avec le but

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La pose des Waypoints

• Ou?
• Empilement de la tâche de navigation réactive
• Rencontre avec un obstacle
• Déplacement direct vers la droite formée par
  lobstacle
• Dépilement de la tâche de contournement
• Liens entre les waypoints
• Avec tous les waypoints visibles
• Le dernier posé avec le but

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Résultats
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Difficultés

• Senseur
• Lancer de rayon
• Bloqué par un obstacle non détecté
• Porte coulissante
• Barrière
• Éléments du corps
• Coordonnées bruitées
• Un même point na pas les mêmes coordonnées dune
  partie sur lautre

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Résultats

• Navigation réactive
• Trouve son chemin sans waypoints

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Résultats

• - Construction dun représentation de
  lenvironnement
• - Planification - Adaptation - Sélection de
  laction

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Résultats

• - Construction dun représentation de
  lenvironnement
• - Planification - Adaptation - Sélection de
  laction

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Discussion

• - Différences avec lalgorithme de Jean-Yves
  Donnart
• A / règles
• Représentation complète de lenvironnement /
  représentation optimale
• Problème de stockage des règles
• Sauter, se baisser, tirer plutôt que de
  contourner un obstacle

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Limites améliorations

• Complexité
• système à base de règles ?
• Faible exploration
• ajout dun compromis exploration/exploitation
• Marquer les waypoints lors dune détection
  dobstacles par les directions non encore
  empruntées par le bot
• Connaissance collective
• Pas très réaliste

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Travaux futurs

• Analyse des waypoints
• Visibilité dun waypoint
• Position de tireur embusqué
• Détection de pièce à une sortie

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Conclusion

• - Technique de navigation autonome
• Peut être lancée de nimporte quel endroit
• Capable daller à nimporte quels points de
  lenvironnement
• Plus besoin dintervention dutilisateur
• Exportation
• Algorithme modelable et adaptable
• Opérations simples dorientation
• Aux autres jeux
• Modification minime dimplémentation

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Merci de votre attention
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• Application au monde réel
• Eviter les obstacles
• Senseurs adéquats
• Se repérer dans lenvironnement
• Rejoindre des coordonnées données
• GPS

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Plan de lexposé

• I. APPROCHE ANIMAT
• a. LAA en général
• b. La navigation
• c. Les jeux vidéos
• II. PROBLEMATIQUE
• a. Le jeu Counter Strike
• b. Les bots
• c. Les waypoints
• d. Notre objectif
• III. ETAT DE LART
• a. Technique de navigation
• b. Représentation du monde
• c. Positionnement
• IV. TECHNIQUE POUR LA NAVIGATION REACTIVE
• a. Pile de tâches / actions
• b. Contournement dobstacles (J-Y Donnart)

• V. LA POSE DES WAYPOINTS
• a. Où?
• b. Lien entre les waypoints
• VI. RESULTATS
• a. Navigation Réactive
• b. Planification
• VII. LIMITES AMELIORATIONS
• a. Complexité -gt système à base de règles
• b. Faible exploration -gt ajout dun compromis
  exploration / exploitation
• c. Exportation
• 1. Autres univers simulés
• 2. Monde réel
• VIII. CONCLUSION
• a. Apport à la communauté
• b. Apport au jeu vidéo