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Intelligenza Artificiale e Computer Games: sviluppo di un modello di comportamento per un agente in un ambiente 3D

Informazioni tesi

  Autore: Luca De Luca
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2002-03
  Università: Università degli Studi di Siena
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria delle telecomunicazioni
  Relatore: Marco Maggini
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 121

Sebbene computer e video games esistano da meno di quaranta anni, essi costituiscono già un business molto importante. Il software dell’intrattenimento e il relativo settore dell’industria hanno attualmente superato le ingenti entrate dell’industria cinematografica.
Negli ultimi cinque anni la qualità e la complessità dei computer games hanno avuto un incremento significativo. La grafica ha mostrato i migliori progressi con un numero di poligoni renderizzati per ogni scena che è aumentato quasi esponenzialmente anno per anno, migliorando notevolmente il realismo del gioco.
La tendenza attuale del settore vede l'intenso sviluppo di videogiochi 3D che spaziano da avventure grafiche, il fulcro delle quali è la trama attraverso cui si snoda la vicenda, a "sparatutto" in soggettiva, dove l'intensità dell'azione è l'elemento predominante, fino a giungere a simulazioni di guida o di volo, il cui realismo è giunto a livelli assolutamente impressionanti. Pur rivestendo un ruolo di grande importanza, l'aspetto grafico non è l'unico elemento che costituisce un videogioco, alla sua realizzazione partecipano infatti una moltitudine di figure professionali tra cui spiccano musicisti, sceneggiatori, esperti di intelligenza artificiale, fisici, matematici e, ovviamente, ingegneri del software e programmatori informatici.
Uomini e computer interagiscono nel muovere personaggi virtuali che popolano gli ambienti di questi giochi creando un ricco laboratorio per lo sviluppo di tecniche di intelligenza artificiale, mirate alla creazione di agenti intelligenti ed autonomi. I computer games offrono, infatti, un interessante campo applicativo per le tecniche sviluppate nel mondo della ricerca universitaria.
Volendo disporre del massimo controllo sul risultato finale, sia in termini di specifiche che di prestazioni, si ricorre all'uso di un linguaggio di programmazione, solitamente C o C++. Questo approccio è quello normalmente seguito nella realizzazione di videogiochi e di applicazioni di AI. Nel caso specifico di videogiochi 3D, le librerie utilizzate prendono il nome di motori 3D (dall'inglese 3D engines).
Il mio lavoro di tesi si pone come obiettivo, tra gli altri, quello a mio parere fondamentale di gettare le basi per un intreccio sempre più stretto e sempre più concreto tra i risultati della ricerca scientifica ed il lavoro svolto dai programmatori che sfruttano le teorie e tecniche proposte per realizzare automi ben funzionanti, similmente umani e non, nei propri giochi. Tale sinergia, sicuramente già in parte esistente, va ampliata per migliorare la qualità delle simulazioni disponibili nei giochi. Per questo motivo, mi propongo di studiare quali sono le principali tecniche, già adottate o ancora in via di sperimentazione, per inserire l’AI nei computer games (attraverso i sopraccitati motori 3D) ed i loro possibili sviluppi.
La prima parte del lavoro è molto teorica e prende in considerazione, tra i vari argomenti, anche il rapporto molto stretto tra il mondo dell’AI e quello dell’intrattenimento; in seguito, invece si prosegue nella ricerca di una piattaforma di sviluppo adatta alla creazione di una applicazione funzionante. A questo scopo è stata utilizzata una struttura che permette di applicare tecniche di AI nei computer games.
Il lavoro di tesi si è quindi concretizzato nella progettazione e realizzazione di un modello comportamentale (behavior), il quale gestisce nel modo più realistico possibile, attraverso regole prestabilite, le reazioni di un NPC5 inserito all’interno del gioco, in modalità multiplayer.
L’applicazione verrà ampiamente descritta nella parte finale della tesi.

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Introduzione 2 Sebbene computer e video games esistano da meno di quaranta anni, essi costituiscono già un business molto importante. Il software dell’intrattenimento e il relativo settore dell’industria hanno attualmente superato le ingenti entrate dell’industria cinematografica. Negli ultimi cinque anni la qualità e la complessità dei computer games1 hanno avuto un incremento significativo. La grafica ha mostrato i migliori progressi con un numero di poligoni renderizzati2 per ogni scena che è aumentato quasi esponenzialmente anno per anno, migliorando notevolmente il realismo del gioco. La tendenza attuale del settore vede l'intenso sviluppo di videogiochi 3D che spaziano da avventure grafiche, il fulcro delle quali è la trama attraverso cui si snoda la vicenda, a "sparatutto" in soggettiva, dove l'intensità dell'azione è l'elemento predominante, fino a giungere a simulazioni di guida o di volo, il cui realismo è giunto a livelli assolutamente impressionanti. Pur rivestendo un ruolo di grande importanza, l'aspetto grafico non è l'unico elemento che costituisce un videogioco, alla sua realizzazione partecipano infatti una moltitudine di figure professionali tra cui spiccano musicisti, sceneggiatori, esperti di intelligenza artificiale, fisici, matematici e, ovviamente, ingegneri del software e programmatori informatici. Uomini e computer interagiscono nel muovere personaggi virtuali che popolano gli ambienti di questi giochi creando un ricco laboratorio per lo sviluppo di tecniche di intelligenza artificiale, mirate alla creazione di agenti intelligenti ed autonomi. I computer games offrono, infatti, un interessante campo applicativo per le tecniche sviluppate nel mondo della 1 Nel nostro caso facciamo riferimento a giochi per computer in grafica 3D. 2 A partire da una descrizione di una scena 3D, tenendo conto di aspetti quali il colore, l'illuminazione e il punto di vista dell'osservatore, tale processo ne permette la visualizzazione su di un piano bidimensionale.

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