ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong xây dựng game

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.08 MB, 120 trang )

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ TRI THỨC

NGUYỄN THANH PHONG

ỨNG DỤNG TRÍ TUỆ NHÂN TẠO

TRONG XÂY DỰNG GAME

KHÓA LUẬN CỬ NHÂN TIN HỌC

TP. HCM, 2005

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ TRI THỨC

NGUYỄN THANH PHONG - 0112191

ỨNG DỤNG TRÍ TUỆ NHÂN TẠO
TRONG XÂY DỰNG GAME

KHÓA LUẬN CỬ NHÂN TIN HỌC

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TH.S BÙI TIẾN LÊN

NIÊN KHÓA 2001-2005

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................

......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................
......................................................................................................

Mục lục
MỤC LỤC

Chương 1 GIỚI THIỆU ................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài....................................................................................... 1
1.1. Các ngôn ngữ lập trình game............................................................ 1
1.2. Phân loại game.................................................................................. 2
1.2.1. Game hành động....................................................................... 2
1.2.2. Game nhập vai.......................................................................... 3
1.2.3. Game đua xe............................................................................. 3
2. Mục đích của đề tài ................................................................................... 3
Chương 2 CÁC THUẬT TOÁN TÌM ĐƯỜNG ĐI ....................................... 4
1. Mô tả các thủ tục tìm kiếm rộng, sâu và sâu dần ...................................... 6
2. Thuật giải tìm đường đi có giá thành nhỏ nhất A
T
................................... 7
3.Tìm kiếm với tri thức bổ sung.................................................................... 8
4.Tìm đường đi trên đồ thị tổng quát ............................................................ 9
Chương 3 GAME ENGINE ........................................................................... 12
I. WED editor:................................................................................................... 13
1. Những khái niệm cơ bản ......................................................................... 13
a. Giao diện người dùng......................................................................... 13

b. Thanh Icon ......................................................................................... 15
c. Mode .................................................................................................. 15
d. Thiết kế một khung cảnh ................................................................... 14
e. Hướng đối tượng................................................................................ 16
f. Cửa sổ dự án....................................................................................... 18
2. Các lệnh trong WED ............................................................................... 19
2.1.Các lệnh trong các thực đơn ............................................................ 19
2.1.1. Thực đơn file.......................................................................... 20
2.1.2. Thực đơn edit: ........................................................................ 24

i

Mục lục
2.1.3. Thực đơn mode ...................................................................... 25
2.1.4. Thực đơn Object..................................................................... 29
2.1.5. Thực đơn Texture................................................................... 32
2.1.5. Thực đơn View....................................................................... 33
2.1.6. Thực đơn help ........................................................................ 34
2.2 Giao diện sử dụng............................................................................ 35
2.3. Cửa sổ dự án ................................................................................... 36
2.3.1. Tab đối tượng ......................................................................... 36
2.3.2. Tab Views .............................................................................. 38
2.3.3. Tab Texture ............................................................................ 38
2.3.4. Tab Resource.......................................................................... 41
2.4. Cửa sổ Bookmark ........................................................................... 41
2.5. Thuộc tính của khối ........................................................................ 41
2.6. Thuộc tính của thực thể .................................................................. 43
3. Thiết kế một map..................................................................................... 45
4. Thực thể................................................................................................... 46
4.1. Thực thể mô hình............................................................................ 46

4.2. Thực thể Sprite................................................................................ 47
4.3. Thực thể Map.................................................................................. 47
4.4. Thực thể Đị
a hình (terrain) ............................................................. 48
4.5. Bóng................................................................................................ 48
4.5. Thuộc tính trong suốt...................................................................... 49
II. CÁCH SỬ DỤNG MED.............................................................................. 50
1. Trình thiết kế ........................................................................................... 50
1.1. Các thực đơn................................................................................... 50
1.1.1. Thực đơn File ......................................................................... 50
1.1.2. Thực đơn Edit......................................................................... 53
1.1.3. Thực đơn View....................................................................... 55

ii

Mục lục
1.1.4. Thực đơn Options................................................................... 56
1.1.5. Thực đơn Help........................................................................ 57
1.2. Toolbars................................................................................................ 58
1.2.1. Toolbar File............................................................................ 58
1.2.2. Toolbar Edit............................................................................ 58
1.2.3. Toolbar Select ........................................................................ 60
1.2.4. Toolbar Mesh ......................................................................... 60
1.2.5. Toolbar các đối tượng cơ sở................................................... 61
1.2.6. Toolbar view .......................................................................... 62
1.2.7. Toolbar Frame........................................................................ 63
1.2.8. Thanh trạng thái ..................................................................... 64
2.Trình thiết kế Skin.................................................................................... 64
2.1. Các thực đơn................................................................................... 65
2.1.1. Thực đơn File ......................................................................... 65

2.1.2. Thực đơn Edit......................................................................... 66
2.1.3. Thực đơn View....................................................................... 67
2.2. Các Toolbar..................................................................................... 68
2.2.1. Toolbar Skin........................................................................... 68
2.2.2. Toolbar Edit............................................................................ 68
2.2.3. Toolbar Paint.......................................................................... 69
III. SED, C-Script editor................................................................................... 70
1. Giao diện sử dụng.................................................................................... 71
2. Soạn thảo ................................................................................................. 72
2.1. Lệnh Insert ...................................................................................... 72
2.2. Dòng chú thích................................................................................ 72
2.3. Nhảy đến một đoạn mã................................................................... 72
2.4. Sử dụng danh sách các thành phần................................................. 73
2.5. Kiểm tra cú pháp............................................................................. 73

iii

Mục lục
2.6. Soạn thảo thông minh ..................................................................... 73
3. Cấu hình .................................................................................................. 74
4. Thực đơn.................................................................................................. 75
4.1. Thực đơn File.................................................................................. 75
4.2. Thực đơn Edit ................................................................................. 76
4.3. Thực đơn Options ........................................................................... 76
4.4. Thực đơn Tools............................................................................... 77
4.5. Thực đơn Debug ............................................................................. 77
IV. Giao tiếp với các DLL ................................................................................ 79
1. Bắt đầu với SDK ..................................................................................... 79
2. Sử dụng đối tượng C-Script trong một DLL........................................... 82
3. Sử dụng các hàm API.............................................................................. 83

4. Lập trình một game trong C++................................................................ 87
Chương 4 CÀI ĐẶT........................................................................................ 89
I. Người chơi..................................................................................................... 89
1. Chuyển động vật lý.................................................................................. 89
a. Gia tốc, quán tính và lực ma sát......................................................... 89
b. Rơi từ trên xuống............................................................................... 93
2. Cách di chuy
ển camera theo người chơi ................................................. 97
2.1. Tầm nhìn của người thứ nhất.......................................................... 97
2.2. Quay tự do tầm nhìn của người thứ 3........................................... 101
2.3. Cách để cho camera tránh chạm vào tường.................................. 106
II. Xe tự động.................................................................................................. 108
Tránh chướng ngại vật trên đường đi........................................................ 108

iv

Chương 1: Giới thiệu
Chương 1

GIỚI THIỆU

1. Lý do chọn đề tài
Ngày nay, do nhu cầu đời sống của con người ngày càng được nâng cao,
trong đó nhu cầu giải trí của con người được quan tâm đến rất nhiều. Trong đó
việc giải trí bằng Game máy tính ngày càng phát triển nhanh và lan rộng ra do
sự lôi cuốn rất mạnh mẽ của nó. Hầu như ai đã sử dụng máy tính đều đã giải trí
bằng một số game nào đó trên máy tính. Có thể nói Game là một thể loại phóng
phú nhất trong tất cả các loại chương trình trên máy tính.
Mặc dù các chương trình Game rất nhiều, nhưng để có thể viết ra được một
game hay, có thể chơi được quả là một điều không dễ. Tuy vậy, với niềm đam

mê về game máy tính, em cũng muốn tiếp cận với lĩnh vực này.
1.1. Các ngôn ngữ lập trình game
Có rất nhiều chương trình hỗ trợ cho việc viết game: các ngôn ngữ lập trình
như C++, Visual C++, Delphi, Dark Basic Pro, 3D Game Studio.
Nhưng với các ngôn ngữ lập trình C++, Visual C++, DelPhi… có thể là
những ngôn ngữ rất mạnh, có thể viết ra được những game có quy mô lớn. Đây
là những ngôn ngữ lập trình có thể hoạt động trong nhiều lĩnh vực: với cơ sở dữ
liệu, lập trình hệ thống, hoặc viết game…Do đó sự hỗ tr
ợ của nó trong việc viết
game là rất ít. Để có thể viết được một game bằng những ngôn ngữ lập trình
này mà không sử dụng một thư viện nào, đòi hỏi phải bỏ ra rất nhiều công sức.
Với engine Dark Basic Pro, đây là loại engine rất đơn giản và dễ sử dụng, là
một ngôn ngữ Script theo họ Basic. Nó chỉ thích hợp với các game nhỏ.
Tại sao lại sử dụng ngôn ngữ 3D Game Studio để vi
ết game?
3D Game Studio là chương trình chuyên dụng dùng để tạo ra game 3D.

1

Chương 1: Giới thiệu
Với hàng trăm game đã được phát hành, 3D Game Studio xứng đáng là một
ngôn ngữ lập trình game lớn. Với 3D Game Studio, chúng ta có thể:
- Tạo ra một game đơn giản từ những script mẫu có sẵn.
- Tạo ra các game thương mại viết bằng ngôn ngữ script.
- Có thể sử dụng VisualC++ hoặc Delphi để kết hợp với 3D Game Studio
để viết game.
Có rất nhiều tài liệu hướng dẫn lập trình game bằng 3D Game Studio. Ngay
cả với những người ch
ưa có kiến thức về lập trình, nhưng nếu theo từng bước
hướng dẫn tạo một game hành động đơn giản thì cũng có thể hoàn thành nó

trong một thời gian ngắn.
Theo Dr.Dobb's Journal: “Đây là bộ công cụ tuyệt vời để nhanh chóng tạo
ra mẫu ban đầu và phát triển ứng dụng 3D”. Chúng ta có thể sử dụng ngôn ngữ
script trong 3D Game Studio để viết và phân phối một game thương mại. Dưới
đây là những game thương mại
được làm bằng 3D Game Studio:
1.2. Phân loại game

Thể loại của game thì rất phong phú và đa dạng, ở đây chúng ta chỉ xét các
thể loại game thường thấy nhất là:
1.2.1. Game hành động
Game hành động xuất hiện rất nhiều trong cả game 3D và game 2D. Game
loại này có đặc điểm chúng là tính co giật trong game, như trong game bắn

2

Chương 1: Giới thiệu
súng. Game hành động thường đơn giản hơn tất cả các loại game khác bởi vì
những người bình thường dễ dàng biết cách chơi và chơi hay game này .
1.2.2. Game nhập vai
Game nhập vai thường có hai đặc trưng là: sự thay đổi, phát triển nhân vật
và một câu chuyện mà trong đó nhân vật sẽ trải qua.
1.2.3. Game thể thao

Game thể thao là sự thách thức cho các nhà thiết kế game. Không giống như
hầu hết các thể loại game khác, người chơi biết rất ít về nó, trong game thể thao
người chơi biết rất rõ vì nó mô phỏng một môn thể thao có sẵn trong thực tế.
1.2.3. Game đua xe
Game đua xe tạo ra cảm giác giống như người chơi đang lái xe bên ngoài
thế giới thực.

Tuy trong đề tài của em không thể nói là viết ra được một game chơi được
như một game đua xe, mà đây chỉ là một chương trình ở mức độ mô phỏng
giao thông trên đường phố.
2. Mục đích của đề tài

Tìm hiểu ngôn ngữ lập trình game trong 3D GameStudio:
- Tìm hiểu về WED, một chương trình thiết kế khung cảnh trong game.
- Tìm hiểu về MED, một chương trình thiết kế các mô hình trong game.
- Tìm hiểu về SED, trình soạn thảo dùng để viết các câu lệnh script để kết
nối các mô hình được tạo ra trong MED, các khung cảnh được tạo ra trong
WED và sử dụng những hàm có sẵn trong SED hoặc trong các DLL khác để
tạo ra một game.
Sử dụng thuật toán cổ điển A* tìm kiếm
đường đi để một đối tượng có thể
chuyển động theo một hướng mong muốn nào đó.

3

Chương 2: Các thuật toán tìm đường đi

Chương 2

CÁC THUẬT TOÁN TÌM
ĐƯỜNG ĐI
Hầu hết các bài toán hoặc vấn đề đều có thể phát biểu dưới dạng “từ một
trạng thái xuất phát hãy tìm đường dẫn đến một trạng thái kết thúc mong
muốn”
Việc tìm “đường dẫn” từ trạng thái xuất phát (S

0
) đến trạng thái kết thúc
(S
n
)

gồm có một số bước sau đây:
− Chọn không gian tìm kiếm thích hợp.
− Tiến hành tìm kiếm có hệ thống và hiệu quả trong không gian tìm kiếm.
− Sử dụng triệt để các nguồn tri thức liên quan trong quá trình tìm kiếm
tương ứng với miền đối tượng cụ thể.
Không gian tìm kiếm của một vấn đề cần giải trên máy tính thường được
biểu diễn bằng đồ thị hay m
ột dạng đặt biệt của đồ thị là cây. Đồ thị là một tập
hợp giữa các đỉnh và các cung nối giữa các đỉnh. Các cung có thể được định
hướng hoặc không định hướng, gán giá trị hoặc không gán giá trị.
Cây là đồ thị định hướng đặt biệt có duy nhất một đỉnh mà không có cung
nào hướng đến (gốc của cây), và mỗi đỉnh khác của cây chỉ có duy nhất một
cung hướng đến.
Sau khi bài toán hoặc vấn đề được biểu diễn lại dưới dạng đồ thị hoặc cây:
− Mỗi đỉnh là một trạng thái của quá trình giải bài toán.
− Mỗi cung là tác động biến đổi quá trình từ giai đoạn này sang giai đoạn
khác.
Như vậy, việc giải quyết một bài toán cũng chỉ là tìm đường đi từ trạng thái
ban đầu đến trạng thái mong muốn được biểu diễ
n qua hai đỉnh nào đó của đồ

4

Chương 2: Các thuật toán tìm đường đi

thị hoặc cây tìm kiếm. Nhiều bài toán phức tạp nếu giải quyết bằng phương
pháp tìm kiếm ngẫu nhiên thì hầu như vô vọng vì số đường đi có thể sẽ tăng lên
theo hàm mũ của số đỉnh. Chính ở đây biểu lộ toàn bộ bản chất của trí tuệ nhân
tạo khi giải quyết các vấn đề: Đó là nghệ thuật xử trí với các vấn đề lớn bằ
ng
cách giảm số lượng tìm kiếm.
Các thủ tục tìm kiếm điển hình bao gồm:
− Tìm kiếm rộng: đường đi được tìm theo mọi hướng có thể ở mỗi bước.
− Tìm kiếm sâu: đường đi sâu mãi theo một hướng đến khi nào không tiếp
tục được nữa mới chuyển sang hướng khác.
− Tìm kiếm sâu dần: kết hợp tìm kiếm rộng và tìm kiếm sâu trên cơ sở cho
trướ
c mức sâu n rồi tìm kiếm rộng ứng với mức sâu đó.
− Tìm kiếm cực tiểu hóa giá thành: mỗi cung của cây (đồ thị) được gán giá
thành và hướng tìm kiếm được xác định bởi việc cực tiểu hóa giá thành
đường đi.
− Tìm kiếm với tri thức bổ sung: hướng tìm kiếm được xác định với tri
thức bổ sung ở mỗi bước.
Trước hết các thủ tục tìm kiếm rộ
ng, sâu và sâu dần sẽ được mô tả qua một
ví dụ. Sau đó một số thuật giải tìm kiếm cực tiểu hóa giá thành và bổ sung tri
thức sẽ được trình bày chi tiết.

5

Chương 2: Các thuật toán tìm đường đi

1. Mô tả các thủ tục tìm kiếm rộng, sâu và sâu dần

Tìm kiếm rộng: quá trình tìm kiếm sẽ lần lượt là A, B, C, D, E, F, G, H, I,
J, K, L, M, N, O, P, Q, R, S, T, U, V…
Tìm kiếm sâu: quá trình tìm kiếm sẽ lần lượt là A, E, K, O, Q, S, T, U, V,
…B, F,… C, G, L, H, M, … D, I, J, N, P, R.
Chú ý: nếu nhánh dưới v dài vô hạn thì quá trình tìm kiếm sẽ không bao giờ
đến được mục tiêu.
Tìm kiếm sâu dần: ứng với mức sâu 2: (A,E), (B,F), (C,G), (C,H), (D,I),
(D,J).
R
V
U
T
S
Q
P O
K L M N
J I H G F E
A
B C
D
1
1
1
1
1 1
1
1
1
10
100 1

17
1 10 12 1
1 1 1
1
1
Trạng thái mong muốn

6

Chương 2: Các thuật toán tìm đường đi

ứng với mức sâu 3: (A,E,K), (B,F), (C,G,L), (C,H,M), (D,I), (D,J,N).
2.
Thuật giải tìm đường đi có giá thành nhỏ nhất
A
T

(Algorithm for Trees) với mỗi đỉnh n tương ưng số g(n) là giá thành
đường đi từ đỉnh đầu tới n. (g(n) có thể chưa xác định đối với các đỉnh thuộc
phần cây chưa hướng đến). Mỗi đỉnh n có thể là:
− Đỉnh đóng: nghĩa là đỉnh đã được xem xét;
− Đỉnh mở: là đỉnh giả định sẽ được xem ở bước sau;
− Đỉnh ẩn: là đỉnh mà hàm g(n) tương ứng ch
ưa được tính đến và chưa
được xem xét đến.
Thuật giải A
T
gồm các bước sau:
Bước 1: Đầu tiên, mọi đỉnh n và mọi giá trị g(n) đều là ẩn. Mở đỉnh đầu tiên
(coi đỉnh đầu tiên là đỉnh mở và đặt giá trị g tương ứng bằng 0).

Bước 2: Chọn đỉnh mở với giá thành g tương ứng nhỏ nhất. Gọi đỉnh này là
N, nếu N là đỉnh mục tiêu thì đường dẫn tới N là đường đi có giá thành nhỏ
nhất g(n) và vấn đề đã được gi
ải. Nếu không còn đỉnh mở nào thì cây biểu
diễn vấn đề không có đường đi tới mục tiêu. Nếu có từ 2 đỉnh trở lên cùng
giá trị g nhỏ nhất thì kiểm tra trong số đó có đỉnh mục tiêu không? Nếu có
thì chọn đỉnh mục tiêu đó và quá trình giải kết thúc. Nếu không thì chọn tùy
ý một đỉnh trong số đó và gọi là N.
Bước 3: Đóng đỉnh N và mở các đỉnh sau N (có cùng hướng đến N), với
mỗi
đỉnh sau N gọi là s, ta tính:
g(s)=g(N)+(giá thành cung từ N tới s)
Bước 4: Quay trở lại bước 2.
Thuật giải A
T
đã được chứng minh là luôn luôn tìm được đường đi với giá
thành nhỏ nhất nếu như tồn tại đường đó trên đồ thị và là thuật giải tối ưu theo
nghĩa số đỉnh đóng trong quá trình tìm kiếm là ít nhất.

7

Chương 2: Các thuật toán tìm đường đi

3.
Tìm kiếm với tri thức bổ sung
Thuật giải A
T
là thuật giải tìm kiếm đường đi tốt nhất đối với các cây chỉ có
thông tin về đỉnh, cung và giá thành cung. Nhưng trong nhiều trường hợp việc
tìm kiếm đường đi sẽ được định hướng rõ thêm nếu sử dụng các tri thức thu

được dựa trên những hiểu biết về tình huống vấn đề ở mỗi bước. Các thủ tục
tìm kiểm dựa trên 3 cách tiếp cận:
− Không tính đến các tri th
ức bổ sung ngoài thông tin về đỉnh, cung, giá
thành.
− Sử dụng tri thức bổ sung để tìm cách giải riêng biệt cho vấn đề mà bỏ
qua việc xây dựng cây biểu diễn cho vấn đề.
− Xây dựng biểu diễn vấn đề dưới dạng cây có tính đến tri thức bổ sung
trong cấu trúc cây hoặc giá thành các cung.
Ngoài ra có có cách tiếp cạn theo hướng xây dựng các thuật giải “vạn
năng”, tìm kiếm đường đi với tri thức b
ổ sung. Họ thuật giải này mang tên là
A
KT
(Algorithm for knowledgeable Tree search). Tri thức bổ sung ở mỗi đỉnh
được tương ứng một giá trị
. Chẳng hạn đó là ước lượng giá thành đường
đi từ n đến mục tiêu (như vậy
là ước lượng giá thành đường đi con chương
biết đến).
)(nh
∧
∧
h
Thuật giải A
KT
gồm các bước sau:
a) Đầu tiên, mọi đỉnh cũng như giá trị g,
, là chưa biết. Mở đỉnh đầu
tiên (o) và gán g(0), sử dụng tri thức bổ sung để ước tính h(0) và tính

.
∧
h
∧
f
)0()0()0(
∧∧
+=
hgf
b) Chọn đỉnh mở có giá trị
nhỏ nhất. Gọi đỉnh này là N. Nếu
N là mục tiêu thì đường tới N là đường đi có giá thành nhỏ nhất g(N). Nếu
không tồn tại đỉnh mở nào thì cây không tồn tại đường đi tới mục tiêu. Nếu có
)()(
nhngf
∧∧
+=

8

Chương 2: Các thuật toán tìm đường đi

từ 2 đỉnh mở trở lên cùng giá trị nhỏ nhất, hãy kiểm tra trong các đỉnh này
có chứa mục tiêu không? Nếu một trong các đỉnh này là mục tiêu thì vấn đề đã
được giải quyết, còn không thì chọn tùy ý một trong các đỉnh này là N.
∧
f
c) Đóng đỉnh N, mở đỉnh sau N. Với mỗi đỉnh S sau N ta tính
g(s)=g(N)+(giá thành cung từ N đến S). Sử dụng tri thức bổ sung ở bước này,
ước lượng

và gán cho f(s) giá trị .
)(
sh
∧
)()()(
shsgsf
∧∧
+=
d) Quay về bước 2.
Giải thích ý nghĩa A
KT
: giả sử h(n) là giá thành nhỏ nhất được biết chính
xác từ n đến mục tiêu. Như vậy h(n) chỉ là ước lượng gần đúng về h(n). nếu
thì A
)()(
nhnh
≡
∧
KT
là thủ tục hoàn toàn tuyệt đối (các đỉnh đóng đúng là các
đỉnh nằm trên đường đi ngắn nhất đến mục tiêu). Trong trường hợp không có
tri thức bổ sung,
và A
0)( =
∧
nh
KT
suy biến thành A
T
. Ta thấy rõ ràng rằng giữa

và sẽ tồn tại các thuật giải với mức độ hiệu quả rất thú vị. Nếu
(với mọi n), A
0=
∧
h hh =
∧
hh
≤
∧
KT
sẽ bảo đảm tìm ra được đường đi giá thành nhỏ nhất và
tối ưu theo nghĩa sử dụng số đỉnh đóng ít nhất so với mọi thuật giải cũng chỉ
làm việc với các tri thức như vậy.
Nếu
(với mọi n, hoặc với một số đỉnh). A
hh
>
∧
KT
không bảo đảm tìm được
đường đi giá thành nhỏ nhất nhưng đường đi mà A
KT
tìm ra vẫn dùng được
trong nhiều trường hợp thực tiễn giải quyết vấn đề.

4.
Tìm đường đi trên đồ thị tổng quát
Các phần trên đã trình bày thuật giải tìm đường đi trên đồ thị dạng cây. Tuy
nhiên biểu diễn dạng cây nhiều khi sẽ lặp lại quá nhiều một trạng thái. Điều đó
sẽ tăng thêm thời gian tim kiếm. Để khắc phục cần nới bỏ điều kiện mỗi đỉnh

chỉ có một cung hướng đến và do vậy phải nghiên cứu thuật giải tìm đường đi

9

Chương 2: Các thuật toán tìm đường đi

trên một đồ thị dạng tổng quát. Ta cũng có thể mở rộng thuật giải A
KT
thành
thuật giải tổng quát A
*
như sau:
Bước 1: Đầu tiên, mọi đỉnh và các giá trị g,
, đều xem như chưa biết,
mở đỉnh đầu tiên 0, gán cho g(0)=0, ước lượng
và gán .
∧
h
∧
f
)0(
∧
h )0()0(
∧∧
=
hf
Bước 2: Chọn đỉnh mở với giá trị
nhỏ nhất và gọi là N. Nếu N là
mục tiêu thì đường dẫn tới N đã tìm được và g(N) là giá thành của đường đi đó.
Nếu không tồn tại đỉnh mở thì đồ thị đó không tồn tại đường đi đến mục tiêu.

Nếu có từ 2 đỉnh mở trở lên cùng giá trị
và 1 trong 2 đỉnh đó là mục tiêu thì
quá trình tìm đường đi cũng kết thúc, còn không thì chọn tùy ý một trong 2
đỉnh đó là N.
∧∧
+=
hgf
∧
f
Bước 3: Đóng đỉnh N và đối với mỗi đỉnh sau đó, ta tính
+=
′
)()(g Ngs
(giá
thành cung từ N đến S). Nếu đỉnh S đã mở và
)(gg(s) s
′
≤
thì bỏ qua S. Ngược
lại ta mở S và đặt
)(gg(s) s
′
=
, tính và .
)(sh
∧
)()()( shsgsf
∧∧
+=
Bước 4: Quay về bước 2.

Bây giờ chúng ta có thể dùng A* để tìm đường đi ngắn nhất giữa 2 thành
phố dựa theo bản đồ giao thông với tri thức bổ sung
có thể là khoảng cách
đường chim bay từ điểm (thành phố) n tới mục tiêu (thành phố cần đến). Do
khoảng cách đường chim bay bao giờ cũng nhỏ hơn khoảng cách đường giao
thông nên
với mọi n. Thuật giải A* với tri thức bổ sung như
trên sẽ tìm được đường đi ngắn nhất (hoặc giá thành nhỏ nhất) với mức độ hiệu
quả càng cao nếu
càng gần h(n).
)(nh
∧
)()( nhnh ≤
∧
)(nh
∧
)(nh
∧
Trong thuật giải A*, ta đặc
ở đây vai trò của g và được xem là
như nhau. Nhưng tùy theo trường hợp, có thể xét
với w1, w2
∧∧
+= hgf
∧
h
∧∧
+= hwgwf .2.1

10

Chương 2: Các thuật toán tìm đường đi

là các trọng số cho biết vai trò của g và tham gia trong quá trình giải. Ngoài
ra cũng cần thêm các ước lượng về giá thành (độ phức tạp) của việc xác định

và tập đỉnh đóng để có cơ sở đánh giá hiệu quả của thuật giải một cách đầy đủ.

∧
h
∧
h

11

Chương 3: Game Engine
Chương 3

GAME ENGINE
Có thể định nghĩa engine như một loại máy móc làm cho xe chạy, nó hoạt
động bên trong, như chuyển năng lượng động lực vào trục xe làm xe chuyển
động. Người lái xe không quan tâm đến những gì xảy ra bên trong.
Một engine 3D cũng được định nghĩa như vậy. Khi chúng ta gọi một hàm
khởi động và gởi một mô hình 3D đến graphic adapter (GA), engine 3D sẽ giao
tiếp với GA và hiển thị mô hình 3D lên màn hình
Công việc của engine là làm những việc khó chịu ở cấp th
ấp như: giao tiếp
với card đồ họa, biến đổi các mô hình, làm việc với các phép toán khó hiểu như
phép biến đổi ma trận…
Các nhà lập trình game cũng giống như người lái xe, khi sử dụng một

engine, họ không cần quan tâm một engine thực sự làm việc như thế nào, họ
chỉ cần xác định đưa vào những gì, và engine sẽ đưa ra kết quả.
Có rất nhiều định nghĩa khác nhau về engine. Các nguyên lý tổng quát mà 1
engine ph
ải có :
1. Quản lý dữ liệu trong vùng mà nó chịu trách nhiệm.
2. Tính toán dữ liệu theo nhiệm vụ của nó.
3. Xử lý dữ liệu đến instance sau của nó, nếu cần thiết.
4. Nhận dữ liệu để quản lý và tính toán từ các instance có trước.
3D GameStudio cũng là một game engine. Nó bao gồm 3 thành phần sau:
WED editor, MED, C-Script editor. Chúng ta cùng tìm hiểu cách sử dụng của 3
bộ phận của 3D GameStudio.

12

Chương 3: Game Engine – Cách sử dụng WED
I. WED editor

WED là một trình biên soạn. Lập trình viên có thể sử dụng nó để tạo ra một
thế giới ảo của game. WED là công cụ để kết hợp lại toàn bộ các thành phần:
level (được tạo ra bởi WED), các mô hình (được tạo ra bởi MED) và các mã
lệnh (được viết trong SED) tạo ra sản phẩm cuối cùng.
Với WED, chúng ta có thể tạo ra được một khung cảnh 3D hết sức dễ dàng
mà không cần phải có bất cứ kinh nghiệm gì về
việc tạo hình 3D. Với cả những
người mới bắt đầu và những nhà thiết kế chuyên nghiệp, WED cũng sẽ là một
công cụ rất cần thiết có thể tạo ra một khung cảnh 3D chuyên nghiệp một cách
đơn giản và nhanh chóng.
1.Những khái niệm cơ bản
a. Giao diện sử dụng

Khi mở WED, màn hình giao diện sau sẽ xuất hiện:

13

Chương 3: Game Engine – Cách sử dụng WED

Đây chính là môi trường mà chúng ta sẽ làm việc để tạo ra một game trong
3D GameStudio. Tạo ra một game 3D, tức là đưa những đối tượng vào môi
trường 3D này, và gắn các thuộc tính và hành vi mà chúng ta đã lập trình vào
chúng, hoặc chọn từ một danh sách các hành vi đã được tạo sẵn.
Đầu tiên, chúng ta cần chú ý đến 4 cửa sổ 2D và 3D. Mỗi cửa sổ tượng
trưng cho một khung nhìn ở mỗi góc khác nhau trong lúc thiết kế game. Có thể
cuộn một cửa sổ bằ
ng cách click và rê chuột phải, và có thể phóng to, thu nhỏ
bằng nút lăn.
Khung nhìn 3D sẽ cho chúng ta thấy trước một game sẽ được thể hiện như
thế nào. Chúng ta có thể chuyển khung nhìn 3D sang các dạng khung lưới,
đặc, kết cấu. Trong mục Preferences chúng ta có thể chọn cách biểu diễn đồ
họa trong khung nhìn 3D. Mục cuối cùng dùng để điều chỉnh độ sáng nền để
cho ra một quang cảnh giống thực, nhưng v
ẫn không hoàn giống với sản phẩm
cuối cùng.

14

Chương 3: Game Engine – Cách sử dụng WED
Khi click phải vào khung nhìn 3D và chọn GXL Properties, thì các đặc
điểm như độ sáng và tầm nhìn có thể được thay đổi.
Chúng ta có thể tìm thấy thanh bar ở phía trên, phía dưới là dòng trạng thái và
phía trái là cửa sổ dự án. Nó chứa các cửa sổ Objects, Views, Textures và
Resources.
b. Thanh Icon

Thanh bar này chứa những hàm thường dùng trong các menu, và chúng ta
có thể gọi một hàm bằng cách nhấp chuột. Khi rê chút đến một Icon sẽ xuất
hiện một dòng chữ gần con chuột để giải thích ý nghĩa của nút này. Có thể cho
hiển thị hay ẩn đi các thanh bar File, Edit và View bằng cách chọn vào menu
View/Toolbar. Ngoài ra, chúng ta có thể di chuyển từng thanh bar đến bất cứ
đâu trên cửa sổ. Mặc định, sau đây là thứ tự củ
a các nút trên thanh bar:
New, Open, Save, Copy, Paste, Undo, Build, Run, Select, Move, Rotate, Scale,
Vertex Move
, Edge Move, Face Move, Add Object, Delete Object, Snap on/off,
Snap Mode
, Snap Size, Axis Restriction, Eye Move, Eye Rotate, Eye Zoom,
Camera Move
, Camera Walkthru, Scope Up, Scope Down.
c. Mode
Chế độ Select: Nếu chế độ này được chọn, khi nhấn
nút trái chuột thì một khối, nhóm hoặc một đối tượng
nào đó sẽ được chọn. Nếu không chọn được đối tượng
mong muốn, có thể là nó đang được phủ bởi một đối
tượng khác, vì thế chỉ cần nhấn nút chuột trái tiếp đến
khi nào chọn được thì thôi. Chúng ta có thể chọn nhiều
đối tượng b

ằng cách kéo rê một hình chữ nhật xung

15

Chương 3: Game Engine – Cách sử dụng WED
quanh chúng, hoặc giữ phím [CTRL] trong khi chọn các đối tượng.
Chế độ Move: Nếu chế độ này được chọn, thì có thể di chuyển một đối
tượng bằng cách nhấn nút trái chuột và rê nó đến vị trí mong muốn. Hãy nhìn
vào các khung nhìn để kiểm tra xem đối tượng có đến được nơi mong muốn
hay không. Cũng có thể di chuyển các đối tượng bằng các phím di chuyển.
Chế độ Rotate: Nếu chế độ này được chọn, ta có thể quay các khố
i và các
nhóm được chọn bằng cách nhấn nút trái chuột và rê trái hoặc phải tùy theo ý
muốn. Trong mỗi khung nhìn, chúng ta chỉ có thể quay một đối tượng theo
một hướng nào đó. Cũng có thể quay các đổi tượng bằng các phím di chuyển.
Chế độ Scale: nhấn và rê nút trái chuột để thay đổi kích thướt của khối và
nhóm đã chọn. Nếu rê lên thì chiều cao của khối sẽ tăng lên, rê qua trái thì
chiều rộng của khối sẽ được tă
ng lên. Nếu giữ [CTRL] trong khi thay đổi kích
thướt thì kích thướt theo chiều dọc và chiều ngang sẽ cùng thay đổi một lượng
bằng nhau. Khối sẽ được phồng ra hay co vào một cách đối xứng, vì thế chúng
ta cần phải di chuyển khối trở lại đúng vị trí sau khi thay đổi kích thướt của nó.
d.Thiết kế một khung cảnh
Có hai thành phần chính trong một khung cảnh 3D là khối (block) và thực
thể (entity). Khối chỉ đơn giản là một đối tượng cấu trúc đặc có dạng lồi. Một
khung cảnh 3D được cấu thành từ có khối đặc và các đối tượng là sự kết hợp
của nhiều khối. Ví dụ, để tạo ra một cái phòng có hình lập phương, chúng ta sẽ
cần 6 khối bao quanh một không gian trống rỗng: 1 khối là trầ
n nhà, một khối
là nền đất, 4 khối là 4 bức tường.

Thành phần thứ 2 là thực thể, thực thể gồm 4 loại sau đây: terrain, map,
model và sprite. Mỗi loại được sử dụng cho những mục đích khác nhau.
e. Hướng đối tượng

16

ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong xây dựng game

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về