460-4152/02 – Umělá inteligence ve hrách (UIH)

Garantující katedraKatedra informatikyKredity4
Garant předmětuIng. Lenka Skanderová, Ph.D.Garant verze předmětuIng. Lenka Skanderová, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostvolitelný odborný
Ročník2Semestrzimní
Jazyk výukyangličtina
Rok zavedení2022/2023Rok zrušení
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
SKA206 Ing. Lenka Skanderová, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Klasifikovaný zápočet 2+2

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

Kód předmětuZkratkaNázevPovinnost
460-4086 BIA Biologicky inspirované algoritmy Doporučená
9600-0009 NAV Nekonvenční algoritmy a výpočty Doporučená

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

Prezenční forma (platnost od: 2022/2023 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Klasifikovaný zápočet Klasifikovaný zápočet 100  51
Rozsah povinné účasti: V rámci cvičení budou studenti pracovat na několika hodnocených úlohách, které budou odpovídat problematice přednášek.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2022/2023 (N0613A140035) Informatika P angličtina Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku