Projekt - Igra Pacman

Opis frameworka

Kao što je najavljeno, ove ćete godine tehnike multiagentskih inteligentnih sustava isprobavati na novom frameworku. Igra je ista - Pacman.

Framework je pisan u Javi, a kao osnova je korišten JMonkeyEngine (http://jmonkeyengine.org/), open source game engine pod BSD licencom za koji je dostupan open source development SDK temeljen na NetBeans IDE-u http://hub.jmonkeyengine.org/downloads/.

Pacman framework sadržavat će sve potrebno da se igra izvodi osim inteligencije samih agenata koji sudjeluju u igri - pacmana i duhova. Vaš zadatak je reimplementirati klasu AgentAI iz frameworka odnosno njezinu metodu decideMove koja, na temelju dostupnih poteza i okoline koje vam za odabranog agenta u promatranom trenutku daje framework, odlučuje o sljedećem potezu odnosno smjeru kretanja agenta. Vašu će implementaciju biti moguće dodati u sam framework i agenti će se onda ponašati kako vaš algoritam specificira.

Klasu AgentAI treba implementirati za svaku od klasa agenata, dakle jedna implementacija mora biti za agenta pacman, a druga za duhove. Sam framework će imati defaultnu implementaciju za obje klase agenata, a vi morate reimplementirati obje.

Vaš(i) agent(i) će u svakom trenutku od frameworka dobiti:

  • Informaciju o tome što odnosno tko se nalazi u njegovoj neposrednoj okolini (duhovi, pacman, zid, kolačići ili powerup) i koja su mu svojstva. Veličina dostupne okoline nije pod vašom kontrolom i podložna je promjeni, ali dostupna kao informacija.
  • Informaciju o metapodacima koje je sam prethodno upisao u svoju okolinu (za pacmana) odnosno informacije koje su u njegovu okolinu upisali on i njegovi kompanjoni (za duhove, postoji mogućnost koordinacije među njima). O obliku metainformacija odlučuje sam agent.
  • Informaciju o svojim svojstvima (i duhovima i samom pacmanu važno je znati je li pacman pod utjecajem powerupa odnosno je li upravo bio pojeden).

Vaš(i) agent(i) neće dobiti:

  • Informaciju o svojoj apsolutnoj lokaciji u svijetu.
  • Informaciju o veličini svijeta odnosno njegovom izgledu.
  • Informaciju o broju odnosno poziciji duhova u svijetu.
  • Informaciju o broju kolačića u svijetu.
  • Informaciju o broju odnosno poziciji i trajanju powerupova u svijetu.

Sve od ovih varijabli koje nećete imati također su podložne promjeni koja nije pod kontrolom vaših agenata.

Još neke propozicije:

  • Pacman pobjeđuje kada pojede sve kolačiće, a gubi ako njega prije nego što uspije u tome pojedu duhovi i to onoliko puta koliko pacman ima života.
  • Duhovi pobjeđuju kada pacman izgubi.
  • Pacmanov svijet je 2D svijet (smješten u 3D prostor).
  • Duhovi mogu pojesti pacmana uvijek kada nije pod utjecajem powerupa.
  • Kada pacman pojede powerup onda može jesti duhove neko vrijeme (bit će uočljivo vizualno, a i kroz pacmanova svojstva).
  • Kada pacman ili duhovi budu pojedeni vraćaju se na svoju početnu poziciju (resetiraju se).
  • Pacman ima poseban izgled (i svojstvo) neposredno nakon što izgubi život (trenutno nije zaštićen od toga da bude pojeden).
  • Agenti igraju prema prioritetu - pacman ima najveći prioritet i igra prvi, a duhovi igraju nakon njega.
  • Pacman se na početku igre stvara na slučajnoj lokaciji (osim u kućici duhova, bilo bi nezgodno).
  • Duhovi se uvijek stvaraju u kućici duhova koja je u centru svijeta i obično je unutra gužva.

Vaš model inteligencije treba se pobrinuti da vaš agent na temelju onog što dobije iz okoline izgradi model svijeta koji će vam onogućiti da efikasno odlučuje i pobijedi u igri.

Najnovija verzija frameworka (i sve prije nje) nalaze se u repozitoriju sa strane. Za sva pitanja, prijedloge i bugove možete mi se javiti na mail, ili na forum koji je otvoren ispod i kojeg ću isto pratiti (forum je bolja opcija da svi mogu pratiti). Pratite obavjesti i repozitorij na ovoj stranici!

Tijek igre

Pokretanje

Za pokretanje igre trebate Java 7 JRE http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jre7-downloads-1880261.html. Igra je zapakirana u .rar arhivu i sadrži datoteku Pacman.jar koja predstavlja samu igru, lib folder gdje se nalaze jar arhive potrebne za rad jMonkeyEngine-a te javadoc folder gdje se nalazi dokumentacija za klase koje implementiraju igru (za sada su dokumentirane samo klase koje ćete izravno koristiti pri razvoju, navedene su u nastavku).

Arhivu rasparkirajte u folder po želji. Igru pokrećite dvoklikom na Pacman.jar odnosno iz komandne linije pozivom java -jar Pacman.jar ako se nalazite u folderu u kojem je Pacman.jar.

Na naslovnom ekranu engine-a odaberite željenu rezoluciju te pritisnite continue.

Glavni meni

Na naslovnom ekranu igre postoje sljedeća polja koja određuju koju će klasu odnosno klase pacman i agenti koristiti za svoju inteligenciju:

  • classPath - putanja unutar koje se nalazi hijerarhija foldera i fileova koji predstavljaju java pakete i klase koje sadrže inteligenciju za agente.
  • PacmanAIClass - Ime klase koju pacman koristi kao inteligenciju (uključuje ime paketa).
  • GhostAIClass - Ime klase koju agenti koriste kao inteligenciju (uključuje ime paketa).

Primjer: Ako se Pacman.jar nalazi u D:\Projekti\MonkeyEngine\GameAIFramework\dist\ onda u tom folderu možemo napraviti folder AITest i u njega staviti file DummyAI.class. DummyAI.class sadrži klasu DummyAI čiji je paket AITest (kojeg predstavljamo folderom AITest), a koja reimplementira klasu AgentAI. Da bismo koristili ovu klasu (i za pacmana i za ghostove) u classPath polje na glavnom ekranu upisujemo "file:D:\Projekti\MonkeyEngine\GameAIFramework\dist\" (protokol "file:" i posljednji slash po kojem se zna da se radi o folderu su obavezni!), a u PacmanAIClass i GhostAIClass upisujemo ime klase zajedno sa punom putanjom paketa u kojem se nalazi dakle "AITest.DummyAI".

Ako polja za inteligenciju ostavite praznima pacman će koristiti klasu PacmanAI, a ghostovi klasu GhostAI. Obje navedene klase se nalaze u repozitoriju kao primjeri koji vam mogu pomoći da izgradite svoju inteligenciju. Ako se desi pogreška kod učitavanja klase za inteligenciju umjesto nje će se koristiti AgentAI klasa koja nasumice pomiče agente.

Nakon što po želji podesite opcije za inteligenciju (koje se pamte za poslije u konfiguracijskom fileu) pritisnite Start za pokretanje igre ili Quit za izlazak.

Tijekom igre

Pogled na svijet unutar igre možete kontrolirati mišem ili strelicama (rotacija) odnosno tipkama W, A, S, D (translacija). Igru možete (od)pauzirati pritiskom na tipku P (pauza).

Iz pokrenute igre se izlazi pritiskom na tipku Escape (Esc).

Tijekom igre postoji korisničko sučelje (overlay) u kojemu se ispisuju poruke o tome što se događa u igri. Svaka poruka ima redni broj pri čemu je poruka s većim rednim brojem nastala kasnije tijekom igre. Tipične poruke su:

  • poruke o tome koje inteligencije su učitane i korištene (i sve greške do kojih je pri tome došlo).
  • poruke o tome koliko života ima Pacman.
  • poruke koje je klasa inteligencije poslala sučelju preko metode printStatus klase AgentAI korištene unutar metode decideMove. Sami odabirete kada poslati ovakvu poruku kao i njezin sadržaj.
  • poruke o greškama koje su se dogodile prilikom izvođenja metode decideMove klase koja implementira inteligenciju. Osim poruke o grešci svaka pogreška uz sebe ima i informaciju o liniji u kojoj se pogreška dogodila kao i potpunu informaciju o stanju na stogu aplikacije u tom trenutku. Koristite ove informacije za debuggiranje zajedno sa ispisivanjem korisnih poruka preko metode printStatus.

Igra završava nakon što pacman izgubi sve živote (odnosno njihov broj bude jednak 0). Nakon toga otvara se ekran na kojem se ispisuje rezultat igre - pacmanova pobjeda odnosno poraz uz naveden broj bodova koje je pacman uspio pojesti. Sa tog se ekrana moguće vratiti u glavni menu.

Razvoj inteligencije

Razvojne okoline

Za razvoj/prevođenje trebate Java 7 JDK http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jdk7-downloads-1880260.html te možete koristiti Eclipse odnosno Netbeans razvojne okoline, obje su besplatne i dostupne za download na https://www.eclipse.org/downloads/ (standard opcija) i https://netbeans.org/downloads/.

Debugging se može izvoditi unutar samog frameworka - pomoću metode printStatus iz AgentAI klase što je ekvivalentno debuggiranju pomoću printf-ova u C-u. Učinkovito, ali ne baš glamurozno ovaj čas.

Poželjan način za pisanje odnosno prevođenje koda u Netbeans okolini je sljedeći:

  • Otvorite novi projekt tipa Java Class Library: File->New Project -> (Categories) Java -> (Projects) Java Class Library. Smjestite ga na proizvoljnu lokaciju i imenujte po želji.
  • Dodajte Pacman.jar u listu dostupnih library-a.: Project explorer (lijevi dio ekrana) -> Ime projekta -> Libraries -> (lijevi klik) Add JAR/Folder... -> Nađite Pacman.jar i odaberite Open. Pacman.jar će se pojaviti na popisu library-a.
  • Dodajte u projekt novu klasu koja extenda mmaracic.gameaiframework.AgentAI klasu i reimplementirajte metodu decideMove (prototip mora biti identičan onom u AgentAI klasi).

Poželjan način za pisanje odnosno prevođenje koda u Eclipse okolini je sljedeći:

  • Otvorite novi projekt: File->New-> Java Project.
  • Na inicijalnom prozoru za kreiranje projekta postavite željeno ime. Na drugom prozoru "Settings" odaberite "Libraries" tab pa zatim gumb "Add External JARs" te nađite i dodajte Pacman.jar. Jar bi se sada trebao pojaviti na popisu pa stisnite gumb "Finish" nakon čega se otvara GUI projekta.
  • Dodajte novu klasu File->New->Class. Na inicijalnom prozoru postavite joj ime i paket te stisnite "Browse" gumb pored opcije Superclass. U prozoru koji se zatim otvori upišite "AgentAI" u textbox za pretragu te na popisu ispod odaberite klasu mmaracic.gameaiframework.AgentAI i kliknite "Ok". Na prozoru za kreiranje klase kliknite "Finish".
  • Otvorio vam se prozor za vašu klasu i u nju morate dodati reimplementaciju metode decideMove (prototip mora biti identičan onom u AgentAI klasi).

Naputci za razvoj

U vašoj implementaciji klase AgentAI možete klasi dodavati svojstva (polja, properties) koja će vam služiti da izgradite strukture podataka o svijetu koje vam trebaju za odlučivanje tijekom postojanja agenta. Isto tako možete dodavati dodatne metode kako bi vam kod bio grupiran u smislene cjeline, ali uzmite u obzir da će framework pozivati samo metodu decideMove i ona mora pozivati sve korisne metode koje služe odlučivanju.

Više o klasi AgentAI te klasama PacmanVisibleWorld (opisuje okolinu agenta i objekte u njoj) i WorldEntity.WorldEntityInfo (opisuje svojstva objekata u svijetu) koji su ulaz u metodu decideMove pogledajte u dokumentaciji priloženoj u arhivi frameworka.

Svojstvo agenta pacman koje će vas zanimati prilikom odlučivanja je svojstvo imena PowerUp koje će imati vrijednost "True" kad je pacman pod utjecajem powerupa odnosno "False" ili neće postojati kad nije. Pacman će imati svojstvo Death neko vrijeme neposredno nakon što mu duhovi oduzmu život. Imena svojstava su stringovi i dostupna su vam kao konstante klase PacmanAgent. Ime im je oblika svojstvoPropertyName, a za PowerUp ime konstante je powerupPropertyName i vrijednost joj je "PowerUp".

Kako bi identificirali koga odnosno što predstavlja klasa WorldEntity.WorldEntityInfo sa nekog elementa susjedstva trebate koristiti njezinu funkciju getIdentifier() koja vraća string koji u igri pacman može imati vrijednosti: "Pacman", "Ghost", "Point", "Powerup" i "Wall".

Za debugging unutar svoje AI klase koristite metodu printStatus klase AgentAI koja će String koji joj se preda ispisati u oevrlayu koji se prikazuje u igri.

Nakon što se vaša klasa prevede i generira se .class file taj je file moguće koristiti u igri podešavanjem opcija pri pokretanju igre.

State of the game

Problemi i nedostaci:

  • Loša grafika (nisam umjetnik, svaka pomoć je dobrodošla :) )
  • Dodati vremenska ograničenja.
  • Dodati višedretvenost.

Ciljevi:

Osim popraviti navedeno cilj je, ako bude moguće do kraja semestra koristiti ovu aplikaciju kao applet te izgraditi serversku stranu koja će čuvati vaše AI implementacije i kao i statistiku koju su postigle jedne protiv drugih.


Obavijesti

Nova verzija trebala bi riješiti bug zbog kojeg se pacman neposredno nakon smrti ne može micati, a  "zaštita" ne djeluje pa postane lak plijen za duhove.

Autor: Marijo Maračić

Promjene u ovoj verziji:

  • (Nadam se) Riješen bug vezan uz mogućnost duhova i pacmana da jedu jedni druge. Odnos bi sad trebao funkcionirati u oba smjera i ne bi smjelo biti preskakanja niti višestrukog gubitka pacmanovih života.

Prilikom respawnanja pacman se vraća na početnu poziciju. Ako je tamo duh to naravno neće dobro završiti.

Ovo će, osim ako ne iskoči neki kritičan bug, biti posljednja verzija prije sutrašnje predaje.

Naravno, u svakom slučaju ste i dalje dobrodošli prijavljivati bugove na moj mail.

Na sutrašnju predaju donesite .class i .java fileove koji predstavljaju inteligencije vaših agenata te dokumentaciju u .pdf formatu i isprintanu na papiru.

Autor: Marijo Maračić

Promjene u ovoj verziji:

  • Riješeno pogrešno iscrtavanje i pozicioniranje (prolazak kroz zidove i sl, pogotovo nakon što se prozor minimizira).
  • Riješeno višestruko pogibanje pacmana.
  • Riješen problem dijeljenih primjeraka inteligencije između duhova (trebali bi komunicirati preko metapodataka, ne glumiti hive mind :) ).
  • Dodan soft kriterij poraza (broj pojedenih bodova).
  • Death svojstvo traje dulje (3 sekunde).

Znam da je predaja izuzetno blizu, ali kao i do sada molim dojavite sve bugove na koje naiđete pa čak i ako su to ponovo oni za koje iznad piše da su riješeni.

 

P.S. Projekt smijete izrađivati u dvočlanim timovima.

Autor: Marijo Maračić

Promjene u ovoj verziji:

  • Agenti ispravno vide svoju okolinu
  • Ghostovi i pacman mogu jesti jedni druge
  • Okolina vraća null za metapodatke i popis objekata na lokacijama koje agent trenutno ne vidi.
  • Uvedena brzina reakcije za agente, pacman ima najbržu reakciju i igra prvi, duhovi igraju nakon njega, pazite na razmak između pacmana i duhova.
  • Pacman ima svojstvo Death jedan potez nakon smrti (može biti pojeden).
     

Zahvaljujem svima koji su prijavili bugove na prethodnoj verziji. Za bugove u ovoj verziji opet vam na raspolaganju stoji moj mail.

Autor: Marijo Maračić

Objavljena je nova verzija aplikacije (0.9). Izmjena u ovoj verziji je mnogo:

  • Možete učitati svoju inteligenciju
  • Možete pauzirati igru
  • Uklonjen je potez (0,0) jer može dovesti do toga da agent zauvijek ostane u istoj poziciji
  • Agenti mogu jesti jedan drugog
  • Radi spremanje i dohvaćanje metapodataka
  • Poboljšana dokumentacija (raspon vrijednosti za susjedstvo kod PacmanVisibleWorld).

Nadopunjena su poglavlja Tijek igre i Razvoj inteligencije u uputama na ovoj stranici.

U repozitorij su dodani fileovi PacmanAI.java i GhostAI.java koji predstavljaju defaultnu implementaciju inteligencija (planiram ih još poboljšati, ali ta poboljšanja neće biti objavljena :) ) koje možete koristiti kao primjer implementacije.

Još bi trebalo dodati ograničenje za trajanje igre (broj poteza) ali to nije ništa što će utjecati na vaše implementacije tako da sada imate kompletnu funkcionalnost koja vam treba za implementaciju i testiranje vaših inteligencija.

Početkom idućeg tjedna bit će objavljena obavjest o datumu predaje (za cca 2 tjedna). Svaki tim mora implementirati obje inteligencije (i za pacmana i za ghostove) budući da je teško testirati jednu bez druge. Obje inteligencije ćete morati predati zajedno sa dokumenacijom (cca 2-4 stranice teksta koje objašnjavaju strategije, postupke i algoritme korištene prilikom implementacije inteligencija).

Za sve bugove, prijedloge i pitanja vam kao i do sada na raspolaganju stoji forum i moj mail.

 

Autor: Marijo Maračić

Objavljena je prva verzija aplikacije. Slobodno prijavite bugove odnosno prijedloge (ako već nisu navedeni). Prije nego što bilo što prijavite pogledajte odjeljak State of the game koji će odražavati trenutnu situaciju u pogledu prijedloga i bugova.

Autor: Marijo Maračić

Forum

Sortiraj prema: naslovu | vremenu zadnjeg odgovora | vremenu otvaranja teme
Naslov Odgovori Zadnji odg.
Općenito
 
Bugovi
1 26. 6. 2014. u 13:21
Prijedlozi