Contenu
- Qu'est-ce qu'une machine à états finis?
- Pas de bugs, pas de stress - Votre guide étape par étape pour créer un logiciel qui change la vie sans vous détruire
- Comment les FSM sont-ils utilisés dans les jeux vidéo?
- FSM pour l'interface, les interfaces utilisateur et les contrôles
- FSM dans les jeux d'aventure et les jeux de rôle
- Ce que nous avons appris
À emporter:
L'intelligence artificielle n'est pas une nouvelle technologie, mais simplement une technologie qui a enfin trouvé le moyen de dépasser ses limites et de réaliser son plein potentiel ... notamment avec les jeux vidéo.
L’intelligence artificielle (IA) est l’une des dernières tendances technologiques, et c’est certainement l’une des technologies les plus révolutionnaires. Cependant, comme nous l’avons probablement déjà mentionné à maintes reprises, l’IA n’est pas un problème. Nouveau la technologie, mais simplement une technologie qui a enfin trouvé le moyen de dépasser ses limites et d’atteindre son plein potentiel.
En fait, l’un des domaines de l’informatique où la première intelligence artificielle plus ou moins rudimentaire est utilisée au moins depuis le début des années 80 et 90 est… bien, juste des jeux vidéo.
À vrai dire, on peut même affirmer que les premières applications pratiques de l’IA de la machine à états finis sont presque aussi anciennes que les jeux vidéo eux-mêmes, puisque même le très populaire «Pac Man» a utilisé l’un de ces modèles informatiques classiques (plus ceci plus tard).
Presque tous les jeux auxquels nous jouions auparavant, et bon nombre des jeux modernes auxquels nous jouons encore, utilisent l’intelligence artificielle basée sur FSM. Il est utilisé non seulement pour générer des interactions quelque peu crédibles entre le joueur et les autres personnages, mais également pour implémenter d'autres éléments critiques du développement de jeux, tels que l'interface utilisateur graphique, la gestion des entrées, les contrôles de joueur et la progression dans l'historique. (Lire Comment utilise-t-on l'intelligence artificielle dans les jeux vidéo?)
Alors restez avec moi et ensemble, nous allons percer au-dessous de la croûte pour découvrir dans quelle mesure les FSM ont influencé notre expérience de jeu jusqu'à présent.
Mais méfiez-vous! Préparez-vous à la nostalgie de la culture pop!
Qu'est-ce qu'une machine à états finis?
Un FSM est un modèle abstrait de calcul pouvant exister dans un état à la fois (état actuel), choisis parmi une sélection finie de valeurs. En d’autres termes, chaque État est unique et mutuellement exclusif et, par conséquent, fini. Les signaux d’entrée lorsque la machine peut basculer du Etat initial à la suivante dans un processus défini transition.
L’exemple le plus connu est probablement le feu de signalisation. Il peut être vert, jaune ou rouge, mais jamais plus d’un à la fois. Lorsqu'un passant appuie sur le bouton (entrée), il passe du vert au jaune, puis du jaune au rouge. Après un certain temps, il reviendra au vert, complétant un cycle. (Lire Comment utilise-t-on une machine à états finis en intelligence artificielle?)
Pas de bugs, pas de stress - Votre guide étape par étape pour créer un logiciel qui change la vie sans vous détruire
Vous ne pouvez pas améliorer vos compétences en programmation lorsque personne ne se soucie de la qualité des logiciels.
Le résultat est un modèle incroyablement simple mais élégant qui fournit toutes les réponses nécessaires à la plupart des développeurs de jeux, d'autant plus qu'il est suffisamment simple pour pouvoir même être utilisé sans programmation. Les fonctionnalités du jeu peuvent être implémentées en schématisant les FSM en graphes directs - un format simple et compréhensible pouvant être reconverti facilement en tableaux d’état.
Les FSM ont été utilisés pendant des décennies pour modéliser une intelligence artificielle décente sur des plates-formes aux ressources limitées, telles que les premières consoles de jeu des années 70, 80 et 90, ainsi que pour les jeux de poche plus simples du même âge, tels que les jeux Tiger.
Comment les FSM sont-ils utilisés dans les jeux vidéo?
L’implémentation la plus évidente et la plus utilisée des FSM dans l’industrie du jeu vidéo est probablement la création d’une intelligence artificielle rudimentaire. Un état fini peut être utilisé pour définir certains comportements de caractère non jouable, tels que l'attaque, l'itinérance ou la course. (Lire les tendances les plus importantes dans le jeu.)
Comme nous l’avons mentionné précédemment, FSM était utilisé pour contrôler le comportement des fantômes de Pac Man. Ils ne pouvaient avoir qu'un seul mode de fonctionnement à la fois, à savoir chasser, chasser, tuer ou attendre d'être ressuscité. Plus tard, dans des jeux plus modernes, une logique floue a été répandue sur une base solide de FSM pour ajouter une certaine imprévisibilité et rendre les personnages moins robotiques et moins rigides.
Par exemple, dans les jeux d’action furtifs tels que l’immortel «Commandos», «Assassin’s Creed» ou la franchise «Metal Gear», chaque ennemi détecte le joueur, il passera de l’état inactif à l’alerte. Après quelques secondes, si le joueur ne se cache plus dans un endroit sûr, le PNJ le recherchera activement en le faisant basculer dans un état agressif.
Le hasard ici ne peut être trouvé que dans les chemins de l'ennemi lorsqu'ils se déplacent, ou dans leur décision d'utiliser une arme plutôt que l'autre. C’est l’intelligence artificielle FSM à son meilleur et vous la trouverez probablement au cœur de comportements encore plus complexes et intelligents, tels que ceux présentés par ce modèle mathématique - mais certainement pas à eux seuls.
FSM pour l'interface, les interfaces utilisateur et les contrôles
Les FSM sont incroyablement simples et peuvent être utilisés comme infrastructure supportant tous les contrôles et manipulations du joueur. Pensez à un jeu de plateforme tel que “Super Mario Bros. 2.” Votre personnage peut être debout ou accroupi, mais jamais les deux à la fois.
Une fois que le personnage s'est accroupi pendant un certain temps, il passera à l'état de charge et commencera à clignoter - une condition particulière qui augmentera votre hauteur de saut. De même, tous les bonus utilisés par Mario dans «Super Mario Bros. 3», tels que Fire Flower, Super Leaf et Starman, ne sont que des états qui activent les transformations du personnage principal (Fire Mario, Raccoon Mario ou Invincible Mario).
Cette même logique est appliquée à d'autres formes d'états de jeu, telles que Menu principal, Pause, Chargement, Lecture et Sortie. Même les jeux qui incluent différents modes de jeu, tels que «Minecraft», qui propose les modes Survie, Créatif, Aventure, Spectateur et Hardcore, utilisent FSM pour passer d’un mode à l’autre.
Littéralement, chaque fonctionnalité qui consiste en un état fixe est construite via un système FSM. Par exemple, si un jeu a un système météorologique (pluie, neige, soleil, etc.), des cycles jour / nuit, des cycles saisonniers, des états supérieurs à souterrains - il est donc probable qu'un FSM les contrôle chacun. Pensez à toutes les différences de vitesse de mouvement, ou de bonus d'attaque et de défense lorsque vous naviguez sur différents terrains de la franchise «Heroes of Might & Magic» ou lorsque vous vous déplacez au-dessus et en dessous du sol dans «Age of Wonders 3».
FSM dans les jeux d'aventure et les jeux de rôle
Les FSM sont un élément fondamental de tous les jeux de rôle et d’aventure depuis leur création. Par exemple, ils contrôlent tous les dialogues séquentiels dans les jeux d'aventures classiques, tels que «La malédiction de l'île des singes», «Rex Nebular et le Cosmic Gender Bender» ou la série «Leisure Suit Larry». Les FSM peuvent également être utilisés pour créer des scénarios complexes et hautement ramifiés.
Au fur et à mesure que le joueur avance dans l'histoire, il peut faire des choix différents qui ouvrent un chemin tout en en fermant un autre.
Ces choix peuvent également avoir une incidence sur d’autres éléments du jeu, tels que les statistiques du joueur, les résultats du dialogue et les types d’ennemis rencontrés. Ils sont généralement associés à plusieurs fins. Parmi les premiers pionniers de ce type de narration non linéaire figurent de grands noms tels que «Chrono Trigger» et «Fallout».
Cependant, ce type de jeu a survécu au fil des ans et peut être utilisé même dans les jeux modernes riches en histoires tels que "Mass Effect" et le célèbre jeu indépendant "Undertale".
Ce que nous avons appris
Si vous êtes un passionné de technologie ou un expert en technologies de l'information, il y a de grandes chances que vous ayez grandi en jouant à des jeux vidéo beaucoup. Maintenant que vous avez lu cet article, vous avez déjà expérimenté des modèles FSM. En fait, en plus de profiter de ce voyage nostalgique, vous venez de passer de l'état de non-savoir au mode éclairé!
Vous n'aurez probablement besoin que de quelques secondes pour vous concentrer sur une fonctionnalité contrôlée par FSM dans presque tous les jeux auxquels vous avez joué jusqu'à présent et probablement dans la plupart des jeux auxquels vous jouerez à l'avenir.