460-4152/01 – Umělá inteligence ve hrách (UIH)
| Garantující katedra | Katedra informatiky | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | Ing. Lenka Skanderová, Ph.D. | Garant verze předmětu | Ing. Lenka Skanderová, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | volitelný odborný |
| Ročník | 2 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2022/2023 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Předmět si klade za cíl seznámit posluchače se základními technikami umělé inteligence v počítačových hrách s ohledem na techniky a algoritmy prezentované i v jiných předmětech (Teoretická informatika, Biologicky inspirované algoritmy, Neuronové sítě, Nekonvenční algoritmy a výpočty atd.). Předmět se zabývá klíčovými tématy umělé inteligence pro počítačové hry jako pohyb herních postav, hledání cesty, rozhodování, taktika a strategie, učení a deskové hry. Na konci semestru by studenti měli být schopni vybrat vhodnou techniku a aplikovat ji v počítačové hře bez ohledu na programovací platformu.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Anotace
Student bude v průběhu semestru seznámen se základními algoritmy, které jsou využívány v počítačových hrách. Předmět se zabývá tématy, jako jsou základy teorie her, algoritmy pro deskové hry, způsob pohybu postavy po herní ploše, herní fyzika, nalezení cesty (pathfinding), způsoby rozhodování a rozhodovací algoritmy, umělá inteligence v taktických a strategických hrách, principy učení.
Povinná literatura:
[1] Millington, Ian, and John Funge. Artificial intelligence for games. CRC Press, 2018.
Doporučená literatura:
[1] Yannakakis, Georgios N., and Julian Togelius. Artificial intelligence and games. Springer, 2018.
[2] Buckland, Mat. Programming Game AI by Example. Wordware Publishing, Inc., 2005
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Student bude v průběhu semestru implemetnovat vybrané algoritmy v rámci zadáných úloh. Úlohy budou kontrolovány průběžně.
E-learning
Další požadavky na studenta
Další požadavky na studenta nejsou kladeny.
Prerekvizity
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. Deskové hry (2 přednášky)
- Základy teorie her
- Algoritmus Minmax
- Alpha-beta search
- Monte Carlo Tree Search
2. Pohyb postav po herní ploše (2 přednášky)
- Řízené chování
- Kinematický pohyb a využívané algoritmy
- Herní fyzika
- Koordinovaný pohyb
3. Hledání cesty (2 přednášky)
- Prohledávání do šířky a do hloubky
- Dijkstrův algoritmus a jeho souvislost s hledáním cesty v herní ploše
- Algoritmus A* a jeho varianty (Iterative Deepening A*), SMA* (Simplified Memory-Bounded A*)
- Hierarchické hledání cesty (rozdělení herní plochy do clusterů, pohyb mezi clustery)
- Multi-agentní hledání cesty
- Záplavový algoritmus (flood fill algorithm)
4. Rozhodování (2 přednášky)
- Struktury prostorových dat pro (rychlejší) kolizní výpočty – multi-resolution maps
- Rozhodovací stromy – ID3, C4.5 CART (klasifikační a regresní stromy), CHAID (Chi-square automatic interaction detection)
- Konečné automaty
- Fuzzy logika
5. Taktická a strategická umělá inteligence (3 přednášky)
- Taktika trasových bodů (waypoint tactics) – mapy vlivů (influence maps)
- Taktická analýza – map flooding, konvoluční filtry, Gaussian blur
- Taktické hledání cesty – structuring multi-tier AI
- Koordinované akce
6. Učení (2 přednášky)
- Základní přístupy – N-gramy, string matching
- Modifikace parametrů
- Predikce akce
- Reinforcement learning
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.