Symulacja Pi�ki No�nej

Projektowanie sztucznej inteligencji dru�ynowej, a zw�aszcza AI do gry w pi�k� no�n�, nie jest �atwe. Stworzenie agent�w zdolnych do gry w co� podobnego do ich profesjonalnych ludzkich odpowiednik�w wymaga ci�kiej pracy. Wiele zaawansowanych technicznie dru�yn z wybitnych uniwersytet�w z ca�ego �wiata rywalizuje w robotycznym turnieju pi�karskim Robocup od pocz�tku lat dziewi��dziesi�tych. Chocia� ambitnym celem turnieju jest produkcja robot�w zdolnych do wygrania Pucharu �wiata do roku 2050 (nie �artuj�), istnieje r�wnie� symulacja turnieju pi�karskiego r�wnoleg�ego do robota, w kt�rym rywalizuj� dru�yny symulowanych pi�karzy na wirtualnej murawie . Wiele z tych dru�yn korzysta z najnowocze�niejszej technologii sztucznej inteligencji, z kt�rych wi�kszo�� zosta�a opracowana specjalnie dla pi�ki no�nej. Gdyby� mia� wzi�� udzia� w turnieju, us�ysza�by�, mi�dzy okrzykami i j�kami, zespo�y dyskutuj�ce o zaletach uczenia si� rozmytego-Q, projektowaniu wykres�w koordynacji dla wielu agent�w i pozycjonowaniu strategicznym opartym na sytuacji. Na szcz�cie, jako programi�ci gier, nie musimy zajmowa� si� wszystkimi szczeg�ami odpowiednio symulowanego �rodowiska pi�karskiego. Naszym celem nie jest zwyci�stwo w Pucharze �wiata, ale stworzenie agent�w zdolnych do gry w pi�k� no�n� wystarczaj�co dobrze, aby zapewni� graczowi zabawne wyzwanie. Ta cz�� poprowadzi Ci� przez tworzenie agent�w gier, kt�rzy mog� gra� w uproszczon� wersj� pi�ki no�nej - Simple Soccer - wykorzystuj�c tylko umiej�tno�ci, kt�rych nauczy�e� si� w tym tek�cie. Moim zamiarem nie jest zademonstrowanie, w jaki spos�b nale�y modelowa� ka�d� taktyk� i umiej�tno�ci, ale pokazanie, jak zaprojektowa� i wdro�y� �rodowisko sztucznej inteligencji w dru�ynie sportowej, zdolne do wspierania w�asnych pomys��w. Maj�c to na uwadze, zachowa�em �rodowisko gry i zasady Simple Soccer, c� ... bardzo proste. Postanowi�em te� pomin�� pewne oczywiste taktyki. Cz�ciowo dlatego, �e zmniejszy z�o�ono�� sztucznej inteligencji, a tym samym u�atwi ci zrozumienie przep�ywu logiki automatu stan�w, ale g��wnie dlatego, �e da ci mo�liwo�� utrwalenia umiej�tno�ci, kt�rych nauczy�e� si� w prawdziwym �yciu , w pe�ni rozwini�ty projekt AI gry, je�li zdecydujesz si� wykona� �wiczenia na ko�cu tej cz�ci. Do czasu uko�czenia tego rozdzia�u b�dziesz w stanie tworzy� agent�w AI zdolnych do grania w wi�kszo�� gier zespo�owych. Hokej na lodzie, rugby, krykiet, futbol ameryka�ski, a nawet zdobycie flagi - b�dziesz w stanie kodowa� zabawn� sztuczn� inteligencj�.

Proste �rodowisko i zasady gry w pi�k� no�n�

Zasady gry s� nieskomplikowane. Istniej� dwie dru�yny: czerwona i niebieski. Ka�da dru�yna sk�ada si� z czterech graczy pola i jednego bramkarza. Celem gry jest zdobycie jak najwi�kszej liczby bramek. Bramk� zdobywa si�, kopi�c pi�k� nad lini� bramkow� dru�yny przeciwnej. Boki obszaru gry Simple Soccer (zwanego "boiskiem") s� otoczone (jak w hokeju), aby pi�ka nie mog�a wyj�� poza pole gry, ale po prostu odbi�a si� od �cian. Oznacza to, �e w przeciwie�stwie do zwyk�ej pi�ki no�nej, nie ma rzut�w ro�nych ani rzut�w z linii bocznej. Aha, i zdecydowanie nie ma regu�y spalonej! Rysunek pokazuje konfiguracj� na pocz�tku typowej gry.

�rodowisko gry sk�ada si� z nast�puj�cych element�w:

• Boisko do pi�ki no�nej
• Dwie bramki
• Jedna pi�ka
• Dwa zespo�y
• O�miu graczy pola
• Dw�ch bramkarzy

Ka�dy typ elementu jest enkapsulowany jako obiekt. Mo�esz zobaczy�, jak wszystkie s� ze sob� powi�zane, studiuj�c uproszczony schemat klas UML pokazany na rysunku

Obiekty gracza i bramkarza s� podobne do agent�w gry, z kt�rymi spotka�e� si� ju� w tym tek�cie. Wkr�tce opisz� je szczeg�owo, ale najpierw chc� pokaza�, w jaki spos�b wdra�ane s� boisko, bramki i pi�ka no�na. To powinno da� ci poczucie �rodowiska, w kt�rym zajmuj� si� agenci gry, a nast�pnie mog� przej�� do drobiazgowo�ci samej AI.

Boisko do pi�ki no�nej

Boisko do pi�ki no�nej jest prostok�tnym boiskiem otoczonym �cianami. Na ka�dym z kr�tkich kra�c�w boiska stoi centralnie bramka. Ma�e k�ko na �rodku pola gry jest okre�lane jako centralne miejsce. Pi�ka jest umieszczana w �rodkowej pozycji przed rozpocz�ciem meczu. Gdy bramka zostanie zdobyta, obie dru�yny rezygnuj� z kontroli nad pi�k� i zostaje ona ponownie ustawiona na �rodku boiska, gotowa na kolejne "rozpocz�cie". Pole gry jest otoczone klas� SoccerPitch. Pojedyncze wyst�pienie tej klasy jest tworzone w pliku main.cpp. Obiekt SoccerPitch jest w�a�cicielem instancji obiekt�w SoccerTeam, SoccerBall i Goal. Oto deklaracja klasy:

class SoccerPitch
{
public:
SoccerBall* m_pBall;
SoccerTeam* m_pRedTeam;
SoccerTeam* m_pBlueTeam;
Goal* m_pRedGoal;
Goal* m_pBlueGoal;
Te pierwsze sk�adowe s� oczywiste i opisz� odpowiednie klasy szczeg�owo wkr�tce.

// pojemnik na �ciany graniczne
std :: vector m_vecWalls;

Granice boiska w �rodowisku Simple Soccer s� reprezentowane przez Wall2D. �ciany s� opisane segmentem linii z dwoma punktami ko�cowymi i normaln� do segmentu linii reprezentuj�cego kierunek skierowany w stron�. Mo�esz je zapami�ta� z opisu zachowania kierownicy unikaj�cego �ciany.

// okre�la wymiary pola gry
Region * m_pPlayingArea;
Obiekt Region s�u�y do opisu wymiar�w boiska do pi�ki no�nej. Region przechowuje lew� g�rn�, praw� doln� i �rodkow� pozycj� zadeklarowanego obszaru, a tak�e numer identyfikacyjny (ID).

std :: vector m_Regions;

Pi�karze musz� wiedzie�, gdzie s� na boisku i chocia� ich wsp�rz�dne x, y daj� bardzo konkretn� pozycj�, warto r�wnie� podzieli� boisko na regiony, w kt�rych gracze mog� wykorzysta� strategie. Aby to u�atwi�, podzia�ka jest podzielona na osiemna�cie obszar�w, jak pokazano na rysunku

Na pocz�tku gry ka�demu graczowi przypisywany jest region macierzysty. To b�dzie region, do kt�rego wraca po zdobyciu bramki lub zako�czeniu gry pi�k�. Region macierzysty gracza mo�e si� r�ni� w trakcie gry, w zale�no�ci od strategii dru�yny. Na przyk�ad, gdy atakujesz, korzystne jest, aby dru�yna zajmowa�a pozycje na polu (w g�r�) bardziej ni� podczas obrony.

bool m_bGameOn;

Zespo�y mog� zapyta� o t� warto��, aby sprawdzi�, czy gra jest w trakcie, czy nie. (Gra nie jest w��czona, je�li bramka zosta�a w�a�nie zdobyta, a wszyscy gracze wracaj� na swoje pozycje pocz�tkowe.)

bool m_bGoalKeeperHasBall;

Ta warto�� jest ustawiona na true, je�li bramkarz kt�rejkolwiek dru�yny ma pi�k�. Gracze mog� zapyta� o t� warto��, aby pom�c im wybra� odpowiednie zachowanie. Na przyk�ad, je�li bramkarz ma pi�k�, znajduj�cy si� w pobli�u przeciwnik nie b�dzie pr�bowa� jej kopn��.

/ * DODATKOWE SZCZEGӣY POMINI�TE * /
public:
SoccerPitch(int cxClient, int cyClient);
~SoccerPitch();
void Update();
bool Render();
/* DODATKOWE SZCZEGӣY POMINI�TE */
};
;

Funkcje SoccerPitch :: Update i SoccerPitch :: Render znajduj� si� na szczycie hierarchii aktualizacji i renderowania. Na ka�dym etapie aktualizacji metody te s� wywo�ywane z g��wnej p�tli gry, a z kolei wywo�ywane s� odpowiednie metody renderowania i aktualizacji ka�dej innej jednostki gry

Bramki

Bramk� na prawdziwym boisku pi�karskim okre�la lewy s�upek bramki i prawy s�upek bramki. Gol zostaje zdobyty, je�li jakakolwiek cz�� pi�ki przekroczy lini� bramkow� - lini� ��cz�c� s�upki bramki. Prostok�tny obszar przed ka�d� bramk� jest rysowany kolorem odpowiedniej dru�yny, aby u�atwi� odr�nienie strony ka�dej dru�yny. Linia bramkowa to linia opisuj�ca ty� tego pude�ka. Oto deklaracja klasy:

class Goal
{
private:
Vector2D m_vLeftPost;
Vector2D m_vRightPost;
//wektor reprezentuj�cy kierunek do bramki
Vector2D m_vFacing;
//pozycja �rodka linii bramkowej
Vector2D m_vCenter;
//za ka�dym razem, gdy Scored() wykryje cel, jest on zwi�kszany
int m_iNumGoalsScored;
public:
Goal(Vector2D left, Vector2D right):m_vLeftPost(left),
m_vRightPost(right),
m_vCenter((left+right)/2.0),
m_iNumGoalsScored(0)
{
m_vFacing = Vec2DNormalize(right-left).Perp();
}
// Bior�c pod uwag� bie��c� pozycj� pi�ki i poprzedni� pozycj� pi�ki,
// ta metoda zwraca warto�� true, je�li pi�ka przekroczy lini� bramkow�
// i przyrosty m_iNumGoalsScored
inline bool Scored (const SoccerBall * const ball);
/ * ZAPOMNIANE METODY AKCESORIA * /
};

Na ka�dym kroku metoda punktowana celu ka�dej dru�yny jest wywo�ywana z poziomu SoccerPitch :: Aktualizacja. W przypadku wykrycia bramki gracze i pi�ka s� resetowani do pozycji pocz�tkowych i s� gotowi do rozpocz�cia.

Pi�ka

Pi�ka jest troch� bardziej interesuj�ca. Dane i metody enkapsulacji pi�ki s� zakodowane w klasie SoccerBall. Pi�ka si� porusza, wi�c jej klasa dziedziczy po klasie MovingEntity, kt�rej u�ywali�my wcze�niej. Opr�cz funkcji zapewnianej przez MovingEntity, SoccerBall ma r�wnie� cz�onk�w danych do rejestrowania ostatniej zaktualizowanej pozycji pi�ki oraz metod kopania pi�ki, testowania kolizji i obliczania przysz�ej pozycji pi�ki. Kiedy prawdziwa pi�ka no�na zostanie kopni�ta, delikatnie zwalnia, aby odpocz�� z powodu tarcia o ziemi� i dzia�aj�cego na ni� oporu powietrza. Proste pi�ki nie istniej� w prawdziwym �wiecie, ale mo�emy modelowa� podobny efekt, stosuj�c sta�e op�nienie (przyspieszenie ujemne) do ruchu pi�ki. Wielko�� op�nienia jest ustawiona w Params.ini jako warto�� Tarcie. Oto pe�na deklaracja klasy SoccerBall wraz z opisem kilku wa�nych metod.

class SoccerBall : public MovingEntity
{
private:
//prowadzi rejestr pozycji pi�ki przy ostatniej aktualizacji
Vector2D m_vOldPos;
//wska�nik do zawodnika (lub bramkarza), kt�ry posiada pi�k�
PlayerBase* m_pOwner;
// lokalne odniesienie do �cian, kt�re tworz� granic� boiska
// (u�ywane w wykrywaniu kolizji)
const std::vector& m_PitchBoundary; // sprawdza, czy pi�ka zderzy�a si� ze �cian� i odbija // z odpowiedni� pr�dko�ci�
void TestCollisionWithWalls(const std::vector& walls);

Pi�ka sprawdza tylko kolizje z granic� boiska; nie testuje kolizji z zawodnikami, poniewa� pi�ka musi swobodnie porusza� si� wok� i przez swoje "stopy" :

public:
SoccerBall(Vector2D pos,
double BallSize,
double mass,
std::vector& PitchBoundary):
//skonfiguruj klas� podstawow�
MovingEntity(pos,
BallSize,
Vector2D(0,0),
-1.0, //maksymalna pr�dko�� - nieu�ywane
Vector2D(0,1),
mass,
Vector2D(1.0,1.0), // skala - nieu�ywana
0, // wska�nik obrotu - nieu�ywany
0), // maksymalna si�a - nieu�ywana
m_PitchBoundary(PitchBoundary),
m_pOwner(NULL)
{}
// zaimplementuj klas� bazow� Update
void Update(double time_elapsed);
// zaimplementuj klas� bazow� Render
void Render();
// pi�ka no�na nie musi obs�ugiwa� wiadomo�ci
bool HandleMessage(const Telegram& msg){return false;}
// ta metoda przyk�ada si�� kierunkow� do pi�ki (kopie j�!)
void Kick(Vector2D direction, double force);
// podana si�a kopni�cia i odleg�o�� do obrotu okre�lona przez start
// i punkty ko�cowe, ta metoda oblicza, jak d�ugo zajmie
// pi�ce pokonanie odleg�o�ci.
double TimeToCoverDistance(Vector2D from,
Vector2D to,
double force)const;
// ta metoda oblicza, gdzie b�dzie pi�ka w danym momencie
Vector2D FuturePosition(double time)const;
// s�u�y to zawodnikom i bramkarzom do "pu�apkowania" pi�ki - zatrzymania
// gra nie idzie. Zak�ada si�, �e gracz chwytaj�cy w pu�apki jest w posiadaniu
// pi�ka i m_pOwner s� odpowiednio dostosowane
void Trap(PlayerBase* owner){m_vVelocity.Zero(); m_pOwner = owner;}
Vector2D OldPos()const{return m_vOldPos;}
// umieszcza pi�k� w po��danym miejscu i ustawia jej pr�dko�� na zero
void PlaceAtPosition(Vector2D NewPos);
};

Zanim przejd� do opisu klas zawodnik�w i dru�yn, chcia�bym om�wi� kilka publicznych metod SoccerBall, aby upewni� si�, �e rozumiesz matematyk�, kt�r� one zawieraj�. Metody te s� cz�sto stosowane przez graczy, aby przewidzie�, gdzie b�dzie pi�ka w przysz�o�ci lub przewidzie�, ile czasu zajmie pi�ka, aby osi�gn�� pozycj�. Projektuj�c sztuczn� inteligencj� do gry sportowej / symulacji, b�dziesz cz�sto wykorzystywa� swoje umiej�tno�ci matematyczne i fizyczne. O tak! Wi�c je�li nie znasz teorii, nadszed� czas, aby przej�� wr�� do cz�ci matematyczno-fizycznej i poczytaj o niej; inaczej b�dziesz bardziej zagubiony ni� raper w lesie deszczowym.

Uwaga 3D: Mimo �e demo zosta�o zakodowane w 2D, w grze 3D zastosujesz dok�adnie takie same techniki. Jest troch� bardziej z�o�ona, poniewa� pi�ka odbije si� i mo�e porusza� si� ponad g�owami graczy, wi�c trzeba b�dzie doda� dodatkowe umiej�tno�ci gracza, aby wykonywa� strza�y z chipem i "g��wkowa�" pi�k�, ale s� to g��wnie wzgl�dy fizyczne. AI jest mniej wi�cej taki sam; wystarczy doda� kilka dodatkowych stan�w do FSM i kilka dodatkowych logik do sprawdzania wysoko�ci pi�ki podczas obliczania przechwyce� i tym podobnych.

SoccerBall :: Future Position

Bior�c pod uwag� d�ugo�� czasu jako parametr, FuturePosition oblicza, gdzie pi�ka b�dzie w tym czasie w przysz�o�ci - zak�adaj�c, �e jej trajektoria b�dzie nieprzerwana. Nie zapominaj, �e pi�ka do�wiadcza si�y tarcia o pod�o�e, co nale�y wzi�� pod uwag�. Si�a tarcia jest wyra�ana jako sta�e przyspieszenie dzia�aj�ce przeciwnie do kierunku ruchu kuli (inaczej zwalnianie). Sta�a ta jest zdefiniowana w params.ini jako tarcie. Aby okre�li� pozycj� Pt kuli w czasie t, musimy obliczy�, jak daleko ona si� przemieszcza, u�ywaj�c r�wnania (1.87)

?x = u?t + 1/2 ?a?t2

gdzie a Δx to przebyta odleg�o��, u to pr�dko�� pi�ki po kopni�ciu, a a to op�nienie spowodowane tarciem.

Projektowanie AI

W dru�ynie Simple Soccer wyst�puj� dwa typy pi�karzy: zawodnicy pola i bramkarze. Oba te typy wywodz� si� z tej samej klasy podstawowej, PlayerBase. Oba wykorzystuj� skr�con� wersj� klasy SteeringBehaviors, kt�r� widzieli�cie w ostatnim rozdziale, i obie maj� w�asne maszyny stan�w sko�czonych, z w�asnym zestawem stan�w

Nie wszystkie metody ka�dej klasy s� pokazane, ale daje dobre wyobra�enie o projekcie. Wi�kszo�� metod wymienionych dla PlayerBase i SoccerTeam obejmuje interfejs u�ywany przez automat stanu gracza do kierowania logik� AI. (Pomin��em parametry ka�dej metody, aby pozwoli� mi zmie�ci� si� na schemacie na jednej stronie!) Zauwa�, �e SoccerTeam jest r�wnie� w�a�cicielem StateMachine, dzi�ki czemu zesp� mo�e zmieni� swoje zachowanie w zale�no�ci od aktualnego stanu gry. Realizowanie AI na poziomie dru�yny opr�cz poziomu gracza tworzy tak zwan� AI warstwow�. Ten rodzaj sztucznej inteligencji jest wykorzystywany we wszelkiego rodzaju grach komputerowych. W grach strategicznych czasu rzeczywistego (RTS) cz�sto znajdziesz wielopoziomow� sztuczn� inteligencj�, w kt�rej wroga sztuczna inteligencja jest zwykle implementowana w kilku warstwach, powiedzmy, na poziomie jednostki, wojska i dow�dcy. Zwr�� te� uwag�, jak gracze i ich dru�yny maj� mo�liwo�� wysy�ania wiadomo�ci. Wiadomo�ci mog� by� przekazywane od gracza do gracza (w tym bramkarzy) lub od dru�yny pi�karskiej do gracza. W tej wersji demo gracze nie przekazuj� wiadomo�ci do swojej dru�yny. (Chocia� nie ma powodu, dla kt�rego nie mogliby tego zrobi�. Je�li masz dobry pow�d, aby Twoi gracze wysy�ali wiadomo�ci do swojej dru�yny, zr�b to.) zobaczycie p�niej w cz�ci. Poniewa� stan dru�yny gracza w pewnym stopniu decyduje o tym, jak powinien si� on zachowywa�, Twoja podr� do wn�trzno�ci sztucznej inteligencji Simple Soccer prawdopodobnie najlepiej rozpocz�� od opisu klasy SoccerTeam. Po zrozumieniu, co sprawia, �e dru�yna tyka, przejd� do opisu, w jaki spos�b zawodnicy i bramkarze wykorzystuj� swoj� magi� pi�karsk�.

Klasa SoccerTeam

Klasa SoccerTeam posiada instancje graczy, kt�rzy tworz� dru�yn� pi�karsk�. Ma wska�niki na boisko do pi�ki no�nej, przeciwnej dru�yna, g��wny cel dru�yny i cel przeciwnika. Dodatkowo ma wska�niki dla "kluczowych" graczy na boisku. Poszczeg�lni gracze mog� zapyta� dru�yn� pi�karsk� i wykorzysta� te informacje w logice automatu stanowego. Przede wszystkim opisz� role tych kluczowych graczy, a nast�pnie przejd� do om�wienia r�nych stan�w wykorzystywanych przez zesp� Simple Soccer. Oto, w jaki spos�b wska�niki g��wnego gracza s� deklarowane w prototypie klasy:

class SoccerTeam
{
private:
/ * DODATKOWE SZCZEGӣY POMINI�TE * /
// wska�niki do "kluczowych" graczy
PlayerBase* m_pReceivingPlayer;
PlayerBase* m_pPlayerClosestToBall;
PlayerBase* m_pControllingPlayer;
PlayerBase* m_pSupportingPlayer;
/* DODATKOWE SZCZEGӣY POMINI�TE */
};

Gracz otrzymuj�cy

Kiedy gracz kopie pi�k� w kierunku innego gracza, gracz oczekuj�cy na odbi�r pi�ki, co nie jest zaskoczeniem, jest znany jako odbieraj�cy. W danym momencie przydzielony b�dzie tylko jeden odbiorca. Je�li nie ma przydzielonego odbiorcya, ta warto�� jest ustawiona na NULL.

Gracz najbli�szy pi�ce

Ten wska�nik wskazuje cz�onka dru�yny, kt�ry jest obecnie najbli�ej pi�ki. Jak mo�esz sobie wyobrazi�, znajomo�� tego rodzaju informacji jest przydatna, gdy gracz musi zdecydowa�, czy powinien �ciga� pi�k�, czy te� zostawi� j� innemu cz�onkowi zespo�u. Na ka�dym kroku dru�yna pi�karska obliczy, kt�ry zawodnik jest najbli�ej i b�dzie stale aktualizowa� ten wska�nik. Dlatego podczas gry m_pPlayerClosestToBall nigdy nie b�dzie mia� warto�ci NULL.

Gracz kontroluj�cy

Gracz kontroluj�cy to gracz, kt�ry dowodzi pi�k�. Oczywistym przyk�adem kontroluj�cego gracza jest ten, kt�ry ma zamiar poda� koledze z dru�yny. Mniej oczywistym przyk�adem jest gracz, kt�ry czeka na pi�k� po podaniu. W tym ostatnim przyk�adzie, chocia� pi�ka mo�e znajdowa� si� nigdzie w pobli�u gracza odbieraj�cego, m�wi si�, �e gracz ma kontrol�, poniewa�, o ile nie zostanie przechwycony przez przeciwnika, odbiorca b�dzie nast�pnym graczem, kt�ry mo�e kopn�� pi�k�. Gracz kontroluj�cy, poruszaj�c si� w g�r� w kierunku celu przeciwnika, jest cz�sto okre�lany jako gracz atakuj�cy lub, m�wi�c pro�ciej, jako atakuj�cy. Je�li dru�yna nie kontroluje pi�ki, wska�nik ten zostanie ustawiony na NULL.

Gracz wspieraj�cy

Gdy gracz przejmie kontrol� nad pi�k�, dru�yna wyznaczy zawodnika wspieraj�cego. Gracz wspieraj�cy b�dzie pr�bowa� przesun�� si� na u�yteczn� pozycj� dalej w g�r� pola od atakuj�cego. Pozycje wspieraj�ce s� oceniane na podstawie pewnych cech, takich jak �atwo�� podania napastnikowi przez pi�k� do pozycji oraz prawdopodobie�stwo zdobycia bramki z pozycji. Na przyk�ad pozycja B na poni�szym rysunku by�aby uwa�ana za dobr� pozycj� pomocnicz� (dobry widok na bramk� przeciwnika, �atw� do podania), pozycj� C tak bardzo tak� pozycj� wspieraj�c� (uczciwy widok na bramk� przeciwnika, s�aby potencja� podania), a pozycja D bardzo s�aba pozycja podparcia (ma�y potencja� podania, brak strza�u w bramk�, nie w g�r� ofensywy). Je�li nie ma przydzielonego gracza wspieraj�cego, ten wska�nik wska�e NULL.

Pozycje wspieraj�ce s� obliczane przez pr�bkowanie serii miejsc na boisku i przeprowadzanie na nich kilku test�w, co daje ��czny wynik. Pozycja z najwy�szym wynikiem jest uwa�ana za najlepsze miejsce wspieraj�ce lub BSS, jak to czasami nazywam. Osi�ga si� to za pomoc� klasy o nazwie SupportSpotCalculator. My�l�, �e teraz mo�e by� dobry moment, aby przej�� do ma�ej, ale wa�nej stycznej, aby pokaza�, jak dzia�a ta klasa.

Obliczanie najlepszego miejsca wsparcia
Klasa SupportSpotCalculator oblicza BSS, oceniaj�c liczb� pozycji punktowych pr�bkowanych z po�owy boiska przeciwnika. Domy�lne lokalizacje miejsc (dla dru�yny czerwonej) pokazano na rysunku

Jak wida�, wszystkie miejsca znajduj� si� na po�owie boiska przeciwnika. Nie ma potrzeby pr�bkowania pozycji dalej w d� pola, poniewa� wspieraj�cy gracz zawsze b�dzie stara� si� znale�� miejsce, kt�re daje najlepsz� szans� na oddanie strza�u, i kt�re nieuchronnie b�dzie znajdowa� si� blisko bramki przeciwnika. Miejsce wsparcia ma pozycj� i wynik, takie jak:

struct SupportSpot
{
Vector2D m_vPos;
double m_dScore;
SupportSpot(Vector2D pos, double val):m_vPos(pos),
m_dScore(value)
{}
};

Punkty s� punktowane poprzez badanie ka�dego z nich kolejno i ocenianie ich pod k�tem okre�lonej jako�ci, na przyk�ad tego, czy cel jest mo�liwy z pozycji miejsca lub jak daleko od kontroluj�cego gracza znajduje si� miejsce. Wyniki dla ka�dej jako�ci s� kumulowane, a miejsce o najwy�szym wyniku jest oznaczane jako najlepsze miejsce wspieraj�ce. Gracz wspieraj�cy mo�e nast�pnie zbli�y� si� do pozycji BSS, przygotowuj�c si� do podania od atakuj�cego.

UWAGA Nie jest konieczne obliczanie BSS na ka�dym etapie aktualizacji; dlatego liczba wykonywanych oblicze� jest regulowana do czas�w Support-SpotUpdateFreq razy na sekund�. Warto�� domy�lna ustawiona w params.ini wynosi raz na sekund�.

Aby dok�adnie okre�li�, jakie powinny by� te cechy, musisz my�le� jak pi�karz. Je�li bieg�by� po boisku do pi�ki no�nej, pr�buj�c postawi� si� na korzystnej pozycji wspieraj�cej, jakie czynniki by� wzi�� pod uwag�? Prawdopodobnie cenisz pozycje, w kt�rych koledzy z dru�yny mogliby poda� pi�k�. Na swojej mentalnej mapie boiska pi�karskiego wyobra�asz sobie siebie w ka�dym miejscu i bierzesz pod uwag� te pozycje, w kt�rych wed�ug ciebie atakuj�cy m�g�by bezpiecznie poda� pi�k� jako dobre pozycje, w kt�rych mo�esz si� ustawi�. SupportSpotCalculator robi to samo, przyznaj�c ka�demu spotowi spe�niaj�cemu ten warunek wynik r�wnowa�ny warto�ci: Spot_CanPassScore (ustawiony jako 2.0 w params.ini). Poni�szy rysunek pokazuje typow� pozycj� podczas gry, podkre�laj�c wszystkie miejsca, kt�re zosta�y ocenione pod k�tem potencja�u do podania.

Ponadto godne s� pozycje, z kt�rych mo�na strzeli� gola

Uwaga. Dlatego SupportSpotCalculator przypisuje wynik Spot_CanScoreFromPositionScore do ka�dego miejsca, kt�re przejdzie test strza�u jest mo�liwe. Nie jestem ekspertem od pi�ki no�nej (daleki od tego!), Ale uwa�am, �e umiej�tno�� podania do miejsca powinna by� oceniana wy�ej ni� umiej�tno�� oddania strza�u z miejsca - w ko�cu atakuj�cy musi poda� pi�k� do zawodnika wspieraj�cego, zanim b�dzie mo�na wykona� pr�b� bramkow�. Maj�c to na uwadze, domy�ln� warto�ci� dla Spot_CanScoreFromPositionScore jest 1,0. Poni�ej pokazuje t� sam� pozycj� jak rycina powy�ej z punktami ocenianymi pod k�tem potencja�u strza�u.

Innym aspektem, kt�ry mo�e rozwa�y� gracz wspieraj�cy, jest celowanie na pozycj� w pewnej odleg�o�ci od kolegi z dru�yny. Nie za daleko, aby przyj�cie nie by�o trudne i ryzykowne, i nie za blisko, aby przyj�cie nie zosta�o zmarnotrawione. U�y�em warto�ci 200 pikseli jako optymalnej odleg�o�ci, w jakiej gracz wspieraj�cy powinien znajdowa� si� z dala od gracza kontroluj�cego. W tej odleg�o�ci spot otrzyma optymalny wynik Spot_DistFromControllingPlayerScore (domy�lnie 2.0), a wyniki b�d� si� zmniejsza� dla odleg�o�ci bli�szych lub dalszych

Po zbadaniu ka�dej pozycji i zsumowaniu wszystkich wynik�w, miejsce o najwy�szym wyniku jest uwa�ane za najlepsze miejsce wspieraj�ce, a atakuj�cy wspieraj�cy przesunie si�, aby zaj�� t� pozycj� w gotowo�ci do otrzymania podania. Ta procedura okre�lania BSS jest przeprowadzana w metodzie SupportSpotCalculator :: DetermineBestSupportingPosition. Oto kod �r�d�owy do sprawdzenia:

Vector2D SupportSpotCalculator::DetermineBestSupportingPosition()
{
//aktualizuj spoty tylko co kilka klatek
if (!m_pRegulator->AllowCodeFlow()&& m_pBestSupportingSpot)
{
return m_pBestSupportingSpot->m_vPos;
}
//zresetuj najlepsze miejsce wspieraj�ce
m_pBestSupportingSpot = NULL;
double BestScoreSoFar = 0.0;
std::vector::iterator curSpot;
for (curSpot = m_Spots.begin(); curSpot != m_Spots.end(); ++curSpot)
{
// najpierw usu� poprzedni wynik. (wynik jest ustawiony na jeden, aby
// widz m�g� zobaczy� pozycje wszystkich miejsc, je�li ma
// pomoce w��czone)
curSpot->m_dScore = 1.0;
// Test 1. czy mo�liwe jest bezpieczne podanie z pozycji pi�ki // do tej pozycji?
if(m_pTeam->isPassSafeFromAllOpponents(m_pTeam->ControllingPlayer()->Pos(),
curSpot->m_vPos,
NULL,
Prm.MaxPassingForce))
{
curSpot->m_dScore += Prm.Spot_PassSafeStrength;
}
// Test 2. Ustal, czy mo�na strzeli� gola z tej pozycji.
if( m_pTeam->CanShoot(curSpot->m_vPos,
Prm.MaxShootingForce))
{
curSpot->m_dScore += Prm.Spot_CanScoreStrength;
}
// Test 3. obliczy�, jak daleko to miejsce jest od kontroli
//gracz. Im dalej, tym wy�szy wynik. Wszelkie odleg�o�ci dalej
// poza pikselami OptimalDistance nie otrzymuje si� wyniku.
if (m_pTeam->SupportingPlayer())
{
const double OptimalDistance = 200.0;
double dist = Vec2DDistance(m_pTeam->ControllingPlayer()->Pos(),
curSpot->m_vPos);
double temp = fabs(OptimalDistance - dist);
if (temp < OptimalDistance)
{
// znormalizuj odleg�o�� i dodaj j� do wyniku
curSpot->m_dScore += Prm.Spot_DistFromControllingPlayerStrength *
(OptimalDistance-temp)/OptimalDistance;
}
}
//sprawd�, czy to miejsce ma jak dot�d najwy�szy wynik
if (curSpot->m_dScore > BestScoreSoFar)
{
BestScoreSoFar = curSpot->m_dScore;
m_pBestSupportingSpot = &(*curSpot);
}
}
return m_pBestSupportingSpot->m_vPos;

C�, my�l�, �e "ma�a styczna" do omawiania tematu miejsc wsparcia zmieni�a si� w do�� du��! Zanim si� rozproszy�em, m�wi�em ci, jak klasa SoccerTeam zrobi�a to, pami�tasz? Jak ju� wspomnia�em, SoccerTeam jest w�a�cicielem automatu stanu. Dzi�ki temu mo�e zmienia� swoje zachowanie w zale�no�ci od tego, w jakim jest stanie. Przyjrzyjmy si� teraz dost�pnym stanom dru�yny i ich wp�ywowi na zachowanie jej graczy.

SoccerTeam States

W dowolnym momencie dru�yna pi�karska mo�e znajdowa� si� w jednym z trzech stan�w:

Obrona, atak lub przygotowanie ForKickOff. Utrzyma�em logik� tych stan�w w bardzo prosty spos�b - moim zamiarem jest pokazanie, jak zaimplementowa� wielopoziomow� sztuczn� inteligencj�, a nie zademonstrowanie, jak tworzy� z�o�one taktyki pi�karskie - chocia� mo�na je �atwo dodawa� i modyfikowa�, aby tworzy� praktycznie dowolny typ zachowania zespo�u, kt�re mo�esz sobie wyobrazi�. Jak wspomnia�em wcze�niej, gracze wykorzystuj� ide� "region�w", aby pom�c w pozycjonowaniu ich samych poprawnie na boisku. Stany dru�yny u�ywaj� tych region�w do kontrolowania, gdzie gracze powinni si� porusza�, je�li nie s� w posiadaniu pi�ki lub nie wspieraj� / atakuj�. Na przyk�ad w obronie rozs�dne jest, aby dru�yna pi�karska zbli�a�a swoich zawodnik�w bli�ej bramki gospodarzy, a podczas ataku gracze powinni porusza� si� dalej w g�r�, bli�ej bramki przeciwnika. Oto szczeg�owe opisy ka�dego stanu zespo�u.

PrepareForKickOff

Dru�yna wchodzi w ten stan natychmiast po zdobyciu bramki. Metoda Enter ustawia wszystkie kluczowe wska�niki dla graczy na NULL, zmienia ich rodzinne regiony z powrotem na pozycje pocz�tkowe i wysy�a ka�demu graczowi wiadomo�� z pro�b� o powr�t do swoich macierzystych region�w. W rzeczywisto�ci co� takiego:

void PrepareForKickOff::Enter(SoccerTeam* team)
{
//reset key player pointers
team->SetControllingPlayer(NULL);
team->SetSupportingPlayer(NULL);
team->SetReceiver(NULL);
team->SetPlayerClosestToBall(NULL);
//send Msg_GoHome to each player.
team->ReturnAllFieldPlayersToHome();
}

W ka�dym cyklu Wykonania dru�yna czeka, a� wszyscy gracze z obu dru�yn znajd� si� w swoich regionach macierzystych, w kt�rym to momencie zmienia stan na Obrona i mecz rozpoczyna si� ponownie.

void PrepareForKickOff::Execute(SoccerTeam* team)
{
//je�li obie dru�yny s� na pozycji, rozpocznij gr�
if (team->AllPlayersAtHome() && team->Opponents()->AllPlayersAtHome())
{
team->ChangeState(team, Defending::Instance());
}

W obronie

Metoda Enter stanu broni�cego dru�yny pi�karskiej zmienia pozycje domowe wszystkich cz�onk�w dru�yny, kt�rzy b�d� znajdowa� si� na po�owie boiska dru�yny. Zbli�anie wszystkich graczy do bramki gospodarza w ten spos�b utrudnia dru�ynie przeciwnej manewrowanie pi�k� i zdobycie bramki. Poni�szy rysunek pokazuje pozycje gospodarzy dla czerwonej dru�yny, gdy s� w stanie Obrony.

void Defending::Enter(SoccerTeam* team)
{
//okre�laj� regiony macierzyste dla tego stanu ka�dego z graczy
const int BlueRegions[TeamSize] = {1,6,8,3,5};
const int RedRegions[TeamSize] = {16,9,11,12,14};
//skonfiguruj rodzinne regiony gracza
if (team->Color() == SoccerTeam::blue)
{
ChangePlayerHomeRegions(team, BlueRegions);
}
else
{
ChangePlayerHomeRegions(team, RedRegions);
}
// je�li gracz jest w stanie Wait lub ReturnToHomeRegion, jego
// cel sterowania musi zosta� zaktualizowany do nowego regionu macierzystego
team->UpdateTargetsOfWaitingPlayers();
}

Metoda Execution w stanie Broni�ca nieustannie sprawdza zesp�, czy ma kontrol� nad pi�k�. Gdy tylko dru�yna przejmie kontrol�, zmienia stan na Atak.

void Defending::Execute(SoccerTeam* team)
{
//je�li w stanie zmiany kontroli
if (team->InControl())
{
team->ChangeState(team, Attacking::Instance()); return;
}
}

Atakowanie

Poniewa� metoda Enter stanu Atakowania wygl�da identycznie jak w przypadku stanu Obrona, nie b�d� marnowa� miejsca i nie wymieni� go tutaj. Jedyna r�nica polega na tym, �e graczom przypisuje si� r�ne regiony rodzinne. Regiony przypisane graczom dru�yny czerwonej podczas Ataku pokazano na rysunku

Jak wida�, gracze ustawiaj� si� znacznie bli�ej celu przeciwnika. Daje im to wi�ksz� szans� na utrzymanie pi�ki na po�owie boiska przeciwnika, a tym samym wi�ksz� szans� na zdobycie bramki. Zauwa�, jak jeden gracz jest trzymany z ty�u, ustawiony tu� przed bramkarzem, aby zapewni� odrobin� obrony, je�li przeciwnik uwolni si� z pi�k� i wybiegnie do bramki dru�yny. Metoda wykonania stanu Ataku jest r�wnie� podobna do metody Obrony z jednym dodatkiem. Gdy dru�yna przejmie kontrol� nad pi�k�, dru�yna natychmiast iteruje wszystkich graczy, aby ustali�, kt�ry zapewni najlepsze wsparcie dla atakuj�cego. Po przydzieleniu gracza wsparcia, weso�o ruszy w kierunku najlepszego miejsca wsparcia, zgodnie z procesem, kt�ry om�wili�my wcze�niej.

void Attacking::Execute(SoccerTeam* team)
{
// je�li ten zesp� nie jest ju� w stanie zmiany kontroli
if (!team->InControl())
{
team->ChangeState(team, Defending::Instance()); return;
}
// obliczy� najlepsz� pozycj� dla dowolnego atakuj�cego pomocnika, na kt�ry si� przeniesie
team->DetermineBestSupportingPosition();
}

Na razie wystarczy o klasie SoccerTeam. Rzu�my okiem na spos�b implementacji graczy.

Gracze pola

Gracze na boisku to faceci, kt�rzy biegaj� po boisku, podaj� pi�k� i strzelaj� do bramki przeciwnika. Istniej� dwa rodzaje graczy terenowych: atakuj�cy i obro�cy. Oba s� tworzone jako obiekty tej samej klasy, FieldPlayer, ale wyliczona zmienna sk�adowa jest ustawiona w celu okre�lenia ich roli. Obro�cy pozostaj� g��wnie z ty�u pola, chroni�c bramk� gospodarzy, a atakuj�cy maj� wi�cej swobody w poruszaniu si� w g�r� pola, w kierunku bramki przeciwnika.

Ruch gracza pola

Zawodnik na boisku ma kurs wyr�wnany do pr�dko�ci i wykorzystuje zachowania kierownicze do przemieszczania si� na pozycj� i gonienia pi�ki. Gdy gracz nieruchomy obraca si� w kierunku pi�ki,nie robi tego, aby postrzega� pi�k�, poniewa� zawsze wie, gdzie jest pi�ka (od bezpo�redniego zapytania do �wiata gry), ale poniewa� ma wi�ksz� szans� na podanie natychmiast po przechwyceniu i poniewa� wygl�da lepiej dla naszych ludzkich oczu . Pami�taj, �e chodzi o stworzenie iluzji inteligencji, a nie twardej sztucznej inteligencji, jak badaj� naukowcy. Wi�kszo�� ludzi zak�ada, �e je�li komputer �ledzi pi�k� g�ow�, to musi ona "obserwowa�" pi�k�. Tworz�c graczy, kt�rzy zawsze �ledz� pi�k�, zapewniamy r�wnie�, �e nic dziwnego si� nie wydarzy - na przyk�ad gracz odbieraj�cy i kontroluj�cy pi�k�, gdy jest ona zwr�cona w przeciwnym kierunku. Takie rzeczy prze�ama�yby iluzj�, pozostawiaj�c gracza czuj�cego si� oszukanym i niezadowolonym. Jestem pewien, �e sam do�wiadczy�e� tego uczucia podczas grania w gry. Wystarczy niewielkie, podejrzanie wygl�daj�ce zdarzenie, aby zniszczy� zaufanie gracza do sztucznej inteligencji. Zawodnicy na boisku poruszaj� si� po boisku, wykorzystuj�c przylot i szukaj� zachowa�, aby kierowa� si� w kierunku celu zachowania kierowania lub �cigaj�, aby �ciga� przewidywan� pozycj� pi�ki w przysz�o�ci. Ka�de wymagane zachowanie kierowania jest zwykle w��czane w metodzie Enter stanu i metodzie Exit, co pozwala mi mi�o omawia� stany, kt�re mo�e zaj�� gracz terenowy.

Stany graczy pola

W prawdziwym �yciu pi�karze musz� nauczy� si� zestawu umiej�tno�ci, aby kontrolowa� pi�k� wystarczaj�co dobrze, aby koordynowa� gr� zespo�ow� i strzela� bramki. Robi� to przez nieko�cz�ce si� godziny �wicze� i powtarzania tych samych ruch�w. Sami pi�karze nie musz� �wiczy�, ale polegaj� na tobie, programi�cie, aby wyposa�y� ich w umiej�tno�ci, kt�rych potrzebuj�, aby dobrze gra�. Sko�czona maszyna stanu gracza terenowego wykorzystuje osiem stan�w:

• GlobalPlayerState
• Wait
• ReceiveBall
• KickBall
• Drybling
• ChaseBall
• ReturnToHomeRegion
• SupportAttacker

Zmiany stanu s� dokonywane albo w logice samego stanu, albo gdy gracz otrzymuje wiadomo�� od innego gracza (na przyk�ad w celu otrzymania pi�ki).

GlobalPlayerState

G��wnym celem globalnego stanu gracza pola jest przes�anie routera. Chocia� wi�kszo�� zachowa� gracza jest realizowana przez logik� zawart� w ka�dym z jego stan�w, po��dane jest r�wnie� wdro�enie pewnej formy wsp�pracy gracza za po�rednictwem systemu komunikacji. Dobrym przyk�adem tego jest sytuacja, gdy gracz wspieraj�cy znajduje si� na korzystnej pozycji i prosi koleg� z dru�yny o podanie. Aby u�atwi� graczom komunikacj�, zaimplementowano sprawdzony system przesy�ania wiadomo�ci, o kt�rym dowiedzia�e� si� w cz�ci mat-fiz. W Simple Soccer jest pi�� wiadomo�ci. Oni s�:

• Msg_SupportAttacker
• Msg_GoHome
• Msg_ReceiveBall
• Msg_PassToMe
• Msg_Wait

Wiadomo�ci s� wyliczone w pliku SoccerMessages.h. Rzu�my okiem na spos�b przetwarzania ka�dego z nich.

bool GlobalPlayerState::OnMessage(FieldPlayer* player, const Telegram& telegram)
{
switch(telegram.Msg)
{
case Msg_ReceiveBall:
{
//ustaw cel
player->Steering()->SetTarget(*(Vector2D*)(telegram.ExtraInfo));
//zmiana stanu
player->ChangeState(player, ReceiveBall::Instance());
return true;
}
break;

Msg_ReceiveBall jest wysy�any do gracza odbieraj�cego po podaniu przekazania. Pozycja celu podania jest zapisywana jako cel zachowania kierowania odbiorcy. Gracz odbieraj�cy potwierdza komunikat, zmieniaj�c stan na ReceiveBall.

case Msg_SupportAttacker:
{
//je�li ju� obs�uguje, po prostu wr��
if (player->CurrentState() == SupportAttacker::Instance()) return true;
//ustaw cel jako najlepsz� pozycj� wspieraj�c�
player->Steering()->SetTarget(player->Team()->GetSupportSpot());
//zmie� stan
player->ChangeState(player, SupportAttacker::Instance());
return true;
}
break;

Msg_SupportAttacker jest wysy�any przez gracza kontroluj�cego z pro�b� o wsparcie podczas pr�by przesuni�cia pi�ki dalej w g�r� pola. Gdy gracz otrzyma t� wiadomo��, ustawia sw�j cel sterowania na najlepsze miejsce wspieraj�ce, a nast�pnie zmienia stan na SupportAttacker.

case Msg_GoHome:
{
player->SetDefaultHomeRegion();
player->ChangeState(player, ReturnToHomeRegion::Instance());
return true;
}
break;

Gdy gracz otrzyma t� wiadomo��, wraca do swojego rodzinnego regionu. Jest cz�sto transmitowany przez bramkarzy przed kopni�ciem bramki i przez "boisko", aby przenie�� zawodnik�w z powrotem na ich pozycje pocz�tkowe mi�dzy bramkami.

case Msg_Wait:
{
//zmie� stan
player->ChangeState(player, Wait::Instance());
return true;
}
break;

Msg_Wait instruuje gracza, aby poczeka� na bie��cej pozycji.

case Msg_PassToMe:
{
//uzyskaj pozycj� gracza ��daj�cego podania
FieldPlayer* receiver = (FieldPlayer*)(telegram.ExtraInfo);
// je�li pi�ka nie znajduje si� w zasi�gu kopni�cia lub zawodnik jej nie ma
// okno, w kt�rym mo�e wykona� kopni�cie, ten gracz nie mo�e spasowa�
// pi�k� do gracza zg�aszaj�cego ��danie.
if (!player->BallWithinKickingRange())
{
return true;
}
//dokonaj podania
player->Ball()->Kick(receiver->Pos() - player->Ball()->Pos(),
Prm.MaxPassingForce);
//powiadom odbiorc�, �e nadchodzi przepustka
Dispatch->DispatchMsg(SEND_MSG_IMMEDIATELY,
player->ID(),
receiver->ID(),
Msg_ReceiveBall,
NO_SCOPE,
&receiver->Pos());
//zmie� stan
player->ChangeState(player, Wait::Instance());
player->FindSupport();
return true;
}
break;

Msg_PassToMe jest u�ywany w kilku sytuacjach, g��wnie gdy zawodnik wspieraj�cy przesun�� si� na pozycj� i uwa�a, �e ma du�e szanse na zdobycie bramki. Gdy gracz otrzyma t� wiadomo��, podaje pi�k� do gracza prosz�cego (je�li podanie mo�e by� wykonane bezpiecznie).

}//end switch
return false;
}

Opr�cz OnMessage stan globalny implementuje r�wnie� metod� Execute. Obni�a to maksymaln� pr�dko�� zawodnika, je�li znajduje si� on blisko pi�ki, aby symulowa� spos�b, w jaki pi�karze poruszaj� si� wolniej, gdy s� w posiadaniu pi�ki.

void GlobalPlayerState::Execute(FieldPlayer* player)
{
//je�li gracz jest w posiadaniu i znajduje si� blisko pi�ki, zmniejsz jego maksymaln� pr�dko��
if((player->BallWithinReceivingRange()) &&
(player->Team()->ControllingPlayer() == player))
{
player->SetMaxSpeed(Prm.PlayerMaxSpeedWithBall);
}
else
{
player->SetMaxSpeed(Prm.PlayerMaxSpeedWithoutBall);
}
}

ChaseBall

Gdy zawodnik jest w stanie ChaseBall, b�dzie szuka� aktualnej pozycji pi�ki, pr�buj�c dosta� si� w zasi�gu kopni�cia. Gdy gracz wejdzie w ten stan, jego zachowanie wyszukiwania jest aktywowane w nast�puj�cy spos�b:

void ChaseBall::Enter(FieldPlayer* player)
{
player->Steering()->SeekOn();
}

Podczas aktualizacji metody Wykonaj gracz zmieni stan na KickBall, je�li pi�ka znajdzie si� w zasi�gu kopni�cia. Je�li pi�ka nie znajduje si� w zasi�gu, zawodnik b�dzie j� goni�, dop�ki zawodnik pozostanie najbli�szym cz�onkiem dru�yny.

void ChaseBall::Execute(FieldPlayer* player)
{
//je�li pi�ka znajduje si� w zasi�gu kopni�cia, gracz zmienia stan na KickBall.
if (player->BallWithinKickingRange())
{
player->ChangeState(player, KickBall::Instance());
return;
}
// je�li gracz jest najbli�ej pi�ki, powinien zachowa�
// goni� to
if (player->isClosestTeamMemberToBall())
{
player->Steering()->SetTarget(player->Ball()->Pos());
return;
}
/// je�li gracz nie jest ju� najbli�ej pi�ki, powinien wr�ci�
// do swojego rodzinnego regionu i poczekaj na kolejn� okazj�
player->ChangeState(player, ReturnToHomeRegion::Instance());
}

Kiedy gracz wyjdzie z tego stanu, zachowanie poszukiwania jest dezaktywowane
void ChaseBall::Exit(FieldPlayer* player)
{
player->Steering()->SeekOff();
}

Oczekiwanie

W stanie oczekiwania gracz pozostanie pozycjonowany w miejscu okre�lonym przez cel zachowania kierownicy. Je�li gracz zostanie wypchni�ty z pozycji przez innego gracza, wr�ci na pozycj�. Istnieje kilka warunk�w wyj�cia dla tego stanu"

• Je�li oczekuj�cy gracz znajdzie si� na polu walki z koleg� z dru�yny, kt�ry kontroluje pi�k�, wy�le do niego wiadomo�� z pro�b� o podanie pi�ki. Wynika to z faktu, �e po��dane jest, aby pi�k� dosta� si� jak najdalej w g�r� i jak najszybciej. Je�li jest to bezpieczne, cz�onek dru�yny wykona podanie, a zawodnik oczekuj�cy zmieni stan na odbi�r pi�ki.
• Je�li pi�ka zbli�y si� do oczekuj�cego gracza ni� jakikolwiek inny cz�onek dru�yny i nie ma przydzielonego gracza odbieraj�cego, zmieni stan na ChaseBall.

void Wait::Execute(FieldPlayer* player)
{
//je�li gracz zosta� wyrzucony z pozycji, wr�� na pozycj�
if (!player->AtTarget())
{
player->Steering()->ArriveOn();
return;
}
else
{
player->Steering()->ArriveOff();
player->SetVelocity(Vector2D(0,0));
//gracz powinien patrze� na pi�k�!
player->TrackBall();
}
// je�li dru�yna tego gracza kontroluje ORAZ ten gracz nie jest atakuj�cym
// AND jest dalej w polu ni� atakuj�cy, kt�ry powinien poprosi� o podanie
if ( player->Team()->InControl() &&
(!player->isControllingPlayer()) &&
player->isAheadOfAttacker() )
{
player->Team()->RequestPass(player);
return;
}
if (player->Pitch()->GameOn())
{
// je�li pi�ka jest bli�ej tego zawodnika ni� jakikolwiek inny cz�onek zespo�u ORAZ
// nie ma przypisanego odbiornika ORAZ �aden bramkarz nie ma
// pi�ka, id� za ni�
if (player->isClosestTeamMemberToBall() &&
player->Team()->Receiver() == NULL &&
!player->Pitch()->GoalKeeperHasBall())
{
player->ChangeState(player, ChaseBall::Instance());
return;
}
}
}

ReceiveBall

Gracz przechodzi w stan ReceiveBall podczas przetwarzania komunikatu Msg_ReceiveBall. Ta wiadomo�� jest wysy�ana do gracza odbieraj�cego przez gracza, kt�ry w�a�nie wykona� podanie. Pole ExtraInfo w telegramie zawiera pozycj� docelow� pi�ki, dzi�ki czemu mo�na odpowiednio ustawi� cel steruj�cy gracza odbieraj�cego, pozwalaj�c odbiorcy przesun�� si� na pozycj�, gotowy do przechwycenia pi�ki. Zawsze mo�e by� tylko jeden gracz z ka�dej dru�yny w stanie ReceiveBall - nie by�oby dobr� taktyk�, aby dw�ch lub wi�cej graczy pr�bowa�o przechwyci� t� sam� przepustk�, wi�c pierwsz� rzecz�, jak� robi metoda Enter tego stanu, jest zaktualizowanie odpowiedniego Wska�niki SoccerTeam, aby umo�liwi� innym cz�onkom zespo�u ich zapytanie w razie potrzeby. Aby stworzy� bardziej interesuj�c� i naturalnie wygl�daj�c� gr�, istniej� dwie metody otrzymania pi�ki. Jedna metoda wykorzystuje zachowanie przylotu do kierowania w kierunku docelowej pozycji pi�ki; drugi wykorzystuje zachowanie po�cigowe do �cigania pi�ki. Gracz wybiera mi�dzy nimi w zale�no�ci od warto�ci ChanceOfUsingArriveTypeReceiveBehavior, niezale�nie od tego, czy przeciwnik znajduje si� w promieniu zagro�enia, i czy odbiornik znajduje si� na trzeciej pozycji boiska najbli�ej celu przeciwnika (nazywam ten obszar "gor�cym" region").

void ReceiveBall::Enter(FieldPlayer* player)
{
//powiadom dru�yn�, �e ten gracz otrzymuje pi�k�
player->Team()->SetReceiver(player);
//ten gracz jest teraz tak�e graczem kontroluj�cym
player->Team()->SetControllingPlayer(player);
// istniej� dwa typy zachowania odbiorczego. Jedno u�ycie przyje�d�a do kierowania
// odbiornik do pozycji wys�anej przez przechodnia w jego telegramie
// inne u�ywa zachowania po�cigowego do �cigania pi�ki.
// Ta instrukcja wybiera mi�dzy nimi w zale�no�ci od prawdopodobie�stwa
// ChanceOfUsingArriveTypeReceiveBehavior, niezale�nie od tego, czy jest przeciwny
// gracz jest blisko gracza odbieraj�cego i tego, czy odbiera
// gracz znajduje si� w "gor�cym regionie" przeciwnika (trzeci na boisku najbli�szym
// do bramki przeciwnika)
const double PassThreatRadius = 70.0;
if ((player->InHotRegion() ||
RandFloat() < Prm.ChanceOfUsingArriveTypeReceiveBehavior) &&
!player->Team()->isOpponentWithinRadius(player->Pos(), PassThreatRadius))
{
player->Steering()->ArriveOn();
}
else
{
player->Steering()->PursuitOn();
}
}

Metoda wykonania jest prosta. Zawodnik odbieraj�cy przesunie si� na pozycj� i pozostanie tam, chyba �e pi�ka dotrze na okre�lon� odleg�o�� lub je�li jego dru�yna straci kontrol� nad pi�k�, w kt�rym to momencie gracz przejdzie do stanu ChaseBall.

void ReceiveBall::Execute(FieldPlayer* player)
{
// je�li pi�ka zbli�y si� wystarczaj�co do gracza lub jego dru�yna straci kontrol�
// powinien zmieni� stan, aby goni� pi�k�
if (player->BallWithinReceivingRange() || !player->Team()->InControl())
{
player->ChangeState(player, ChaseBall::Instance());
return;
}
// cel gracza musi by� stale aktualizowany o pozycj� pi�ki
// je�li do pod��ania za pi�k� zastosowano zachowanie kierowania po�cigowego.
if (player->Steering()->PursuitIsOn())
{
player->Steering()->SetTarget(player->Ball()->Pos());
}
// je�li gracz "dotar�" do celu sterowania, powinien poczeka� i
// odwr�� si� twarz� do pi�ki
if (player->AtTarget())
{
player->Steering()->ArriveOff();
player->Steering()->PursuitOff();
player->TrackBall();
player->SetVelocity(Vector2D(0,0));
}
}

KickBall

Je�li jest jedna rzecz, kt�r� pi�karze lubi� robi� wi�cej ni� upi� si� i przytula�, to kopanie pi�ki. O tak. Oni to kochaj�. Zwykli pi�karze nie r�ni� si�. C�, my�l�, �e si� nie upijaj� i nie przytulaj�, ale lubi� kopa�. Prosty pi�karz musi by� w stanie kontrolowa� i kopa� pi�k� na wiele sposob�w. Musi by� w stanie wykona� rzut na bramk� przeciwnika, posiada� umiej�tno�ci niezb�dne do podania pi�ki innemu zawodnikowi i umie� koz�owa�. Gdy gracz uzyska kontrol� nad pi�k�, powinien wybra� najbardziej odpowiedni� opcj� do u�ycia w dowolnym momencie. Stan KickBall implementuje logik� rzut�w i podania. Je�li z jakiego� powodu gracz nie mo�e wykona� strza�u lub podanie nie jest konieczne, stan gracza zostanie zmieniony na Drybling. Gracz nie mo�e pozosta� w stanie KickBall d�u�ej ni� jeden cykl aktualizacji; niezale�nie od tego, czy pi�ka zostanie kopni�ta, czy nie, gracz zawsze zmieni stan gdzie� w drodze przez logik� stanu. Gracz wchodzi w ten stan, je�li pi�ka znajdzie si� w odleg�o�ci PlayerKickingDistance od swojej pozycji. Pozw�l, �e przeprowadz� ci� przez kod �r�d�owy:

void KickBall::Enter(FieldPlayer* player)
{
//poinformuj zesp�, �e ten gracz kontroluje
player->Team()->SetControllingPlayer(player);
//gracz mo�e wykona� tyle pr�b kopni�cia na sekund�.
if (!player->isReadyForNextKick())
{
player->ChangeState(player, ChaseBall::Instance());
}
}

Metoda Enter najpierw informuje dru�yn�, �e ten gracz jest graczem kontroluj�cym, a nast�pnie sprawdza, czy gracz mo�e kopn�� pi�k� w tym kroku aktualizacji. Gracze mog� wykonywa� kopni�cia tylko kilka razy na sekund�, z cz�stotliwo�ci� zapisan� w zmiennej PlayerKickFrequency. Je�li gracz nie mo�e wykona� pr�by kopni�cia, jego stan zostaje zmieniony na ChaseBall i b�dzie on kontynuowa� bieg po pi�ce. Liczba przypadk�w, w kt�rych gracz mo�e kopn�� pi�k� na sekund�, jest ograniczona, aby zapobiec nieprawid�owym zachowaniom. Na przyk�ad, bez ogranicze�, mog� wyst�pi� sytuacje, w kt�rych pi�ka zostaje kopni�ta, gracz przechodzi w stan oczekiwania, a nast�pnie, poniewa� pi�ka wci�� znajduje si� w zasi�gu kopania, u�amek sekundy p�niej gracze kopi� j� ponownie. Ze wzgl�du na spos�b obchodzenia si� z fizyk� pi�ki mo�e to spowodowa� gwa�towny, nienaturalny ruch pi�ki.

void KickBall::Execute(FieldPlayer* player)
{
// oblicz iloczyn iloczynu wektora wskazuj�cego na pi�k�
// i kierunek gracza
Vector2D ToBall = player->Ball()->Pos() - player->Pos();
double dot = player->Heading().Dot(Vec2DNormalize(ToBall));
// nie mo�e kopn�� pi�ki, je�li bramkarz jest w posiadaniu lub je�li jest w posiadaniu
// za odtwarzaczem lub je�li jest ju� przypisany odbiornik. Wi�c tylko
// kontynuuj pogo� za pi�k�
if (player->Team()->Receiver() != NULL ||
player->Pitch()->GoalKeeperHasBall() ||
(dot < 0) )
{
player->ChangeState(player, ChaseBall::Instance());
return;
}

Po wprowadzeniu metody wykonania oblicza si� iloczyn punktowy g�owy gracza i wektora wskazuj�cego pi�k�, aby ustali�, czy pi�ka znajduje si� za, czy przed graczem. Je�li pi�ka jest z ty�u lub zawodnik ju� czeka na jej odbi�r, lub jeden z bramkarzy ma pi�k�, stan gracza jest zmieniany, tak aby dalej go goni�. Je�li gracz jest w stanie kopn�� pi�k�, logika stanu okre�la, czy mo�na wykona� rzut do bramki. W ko�cu gole s� celem gry, wi�c naturalnie powinna by� to pierwsza rzecz brana pod uwag�, gdy gracz uzyskuje kontrol� nad pi�k�.

/ * Pr�ba strza�u w bramk� * /
// iloczyn skalarny s�u�y do regulacji si�y strza�u. Wi�c
// pi�ka jest bezpo�rednio przed zawodnikiem, tym silniejsze jest kopni�cie
double power = Prm.MaxShootingForce * dot;
Zauwa�, �e si�a strza�u jest proporcjonalna do tego, jak bezpo�rednio przed graczem znajduje si� pi�ka. Je�li pi�ka znajduje si� z boku, moc, z jak� mo�na wykona� strza�, jest zmniejszona.
// je�li strza� jest mo�liwy, ten wektor zachowa pozycj� wzd�u�
// linia bramkowa przeciwnika, do kt�rej gracz powinien d��y�.
br>
// je�li zostanie ustalone, �e gracz mo�e strzeli� gola z tej pozycji
// LUB je�li powinien po prostu kopn�� pi�k�, gracz spr�buje
// zrobi� strza�
if (player->Team()->CanShoot(player->Ball()->Pos(),
power,
BallTarget) ||
(RandFloat() < Prm.ChancePlayerAttemptsPotShot))
{

Metoda CanShoot okre�la, czy istnieje potencjalny strza� na bramk�. W przypadku potencjalnego strza�u CanShoot zwr�ci warto�� true i zapisze pozycj�, do kt�rej gracz powinien d��y� w wektorowym BallTarget. Je�li zwr�ci fa�sz, sprawdzamy, czy nale�y wykona� "kosmetyczny" potshot (BallTarget zachowa lokalizacj� ostatniej pozycji uznanej za niepoprawn� przez CanShoot, wi�c wiemy, �e strza� jest nieudany). Powodem, dla kt�rego od czasu do czasu robi si� potshot, jest o�ywienie gry, dzi�ki czemu ludzki obserwator wygl�da o wiele bardziej ekscytuj�co; mo�e szybko sta� si� nudny, je�li gracze komputerowi zawsze zdobywaj� punkty po bramce. Od czasu do czasu losowy potshot wprowadza troch� niepewno�ci i sprawia, �e gra jest znacznie przyjemniejsza.

// dodaj troch� ha�asu do kopni�cia. Nie chcemy graczy, kt�rzy s�
// zbyt dok�adne! Ilo�� ha�asu mo�na regulowa� poprzez zmian�
//Prm.PlayerKickingAccuracy
BallTarget = AddNoiseToKick (player-> Ball () -> Pos (), BallTarget);
// w tym kierunku zostanie kopni�ta pi�ka
Vector2D KickDirection = BallTarget - player->Ba

Pi�k� kopie si�, wywo�uj�c metod� SoccerBall :: Kick z ��danym nag��wkiem. Poniewa� idealni gracze wykonuj�cy doskona�e kopni�cia ca�y czas nie zapewniaj� bardzo realistycznie wygl�daj�cej pi�ki no�nej, do kierunku kopni�cia dodawany jest ha�as. Zapewnia to, �e gracze czasami wykonuj� s�abe kopni�cia.

//change state
player->ChangeState(player, Wait::Instance());
player->FindSupport();
return;
}

Po kopni�ciu pi�ki gracz przechodzi w stan oczekiwania i prosi o pomoc innego cz�onka dru�yny, wywo�uj�c metod� PlayerBase :: FindSupport. FindSupport "prosi" zesp� o okre�lenie partnera, kt�ry najlepiej nadaje si� do zapewnienia wsparcia, oraz o wys�anie ��dania za po�rednictwem systemu przesy�ania wiadomo�ci, aby cz�onek zespo�u wszed� w stan SupportAttacker. Stan nast�pnie zwraca kontrol� nad metod� aktualizacji odtwarzacza. Je�li nie jest mo�liwy strza� w bramk�, gracz rozwa�a podanie. Gracz rozwa�y t� opcj� tylko wtedy, gdy grozi jej przeciwnik. Gracza uwa�a si� za zagro�onego przez innego, gdy oba s� w odleg�o�ci mniejszej ni� piksele PlayerComfortZone, a przeciwnik znajduje si� przed p�aszczyzn� gracza. Warto�� domy�lna jest ustawiona w pliku params.ini na 60 pikseli. Wi�ksza warto�� spowoduje, �e gracze wykonaj� wi�cej poda�, a mniejsza warto�� spowoduje bardziej udane rozwi�zania.

/ * Pr�ba podania graczowi * /
// je�li odbiorca zostanie znaleziony, wska�e to
PlayerBase* receiver = NULL;
power = Prm.MaxPassingForce * dot;
// sprawd�, czy s� jacy� potencjalni kandydaci dost�pni do otrzymania przepustki
if (player->isThreatened() &&
player->Team()->CanPass(player,
receiver,
BallTarget,
power,
Prm.MinPassDist))
{
//dodaj troch� ha�asu do kopni�cia
BallTarget = AddNoiseToKick(player->Ball()->Pos(), BallTarget);
Vector2D KickDirection = BallTarget - player->Ball()->Pos();
player->Ball()->Kick(KickDirection, power);
//powiadom odbiorc�, �e nadchodzi podanie
Dispatch->DispatchMsg(SEND_MSG_IMMEDIATELY,
player->ID(),
receiver->ID(),
Msg_ReceiveBall,
NO_SCOPE,
&BallTarget);

Metoda FindPass sprawdza wszystkich przyjaznych graczy, aby znale�� cz�onka dru�yny znajduj�cego si� najdalej na boisku, w pozycji, w kt�rej mo�na wykona� podanie bez przechwycenia. Je�li zostanie znalezione prawid�owe podanie, zostanie wykonane kopni�cie (z dodatkowym ha�asem, jak poprzednio), a odbiorca zostanie powiadomiony, wysy�aj�c wiadomo�� o zmianie stanu na ReceiveBall.

// gracz powinien czeka� na swojej aktualnej pozycji, chyba �e otrzyma takie polecenie
//Inaczej
player->ChangeState(player, Wait::Instance());
player->FindSupport();
return;
}

Je�li logika gry p�ynie do tego punktu, nie znaleziono ani odpowiedniego podania, ani pr�by bramkowej. Gracz nadal ma pi�k�, wi�c przechodzi ona w stan Dryblowania. (Warto zauwa�y�, �e nie jest to jedyny czas, kt�ry up�ywa - cz�onkowie dru�yny mog� prosi� o podanie od graczy, wysy�aj�c im odpowiedni� wiadomo��).

// nie mo�e strzela� ani podawa�, wi�c koz�uj pi�k� w g�r�
else
{
player->FindSupport();
player->ChangeState(player, Dribble::Instance());
}
}

Dryblowanie

Drybling jest czym�, z czym dzieci �wietnie sobie radz�, z obu stron� ale s�owo to zosta�o r�wnie� przyj�te w grze w pi�k� no�n�, aby opisa� sztuk� poruszania pi�k� wzd�u� boiska w serii ma�ych kopni�� i kresek. Korzystaj�c z tej umiej�tno�ci, gracz mo�e obraca� si� w miejscu lub porusza� si� zwinnie wok� przeciwnika, zachowuj�c kontrol� nad pi�k�. Poniewa� jednym z �wicze� na ko�cu b�dzie pr�ba ulepszenia tej umiej�tno�ci, wdro�y�em tylko prost� metod� dryblingu, daj�c� graczowi wystarczaj�c� mo�liwo�� poruszania si� gr� w rozs�dnym tempie. Metoda Enter po prostu informuje reszt� zespo�u, �e zak�ada si�, �e zawodnik drybluj�cy ma kontrol� nad pi�k�.

void Dribble::Enter(FieldPlayer* player)
{
//let the team know this player is controlling
player->Team()->SetControllingPlayer(player);
}

Metoda wykonania zawiera wi�kszo�� logiki AI. Najpierw sprawdza si�, czy pi�ka znajduje si� pomi�dzy zawodnikiem a jego bramk� gospodarza (boisko gracza). Ta sytuacja jest niepo��dana, poniewa� gracz chce przesun�� pi�k� tak daleko, jak to mo�liwe. Dlatego gracz musi si� odwr�ci�, zachowuj�c kontrol� nad pi�k�. Aby to osi�gn��, gracze wykonuj� seri� bardzo ma�ych kopni�� w kierunku (45 stopni) od kierunku zwr�conego w ich stron�. Po ka�dym ma�ym kopni�ciu gracz zmienia stan na ChaseBall. Je�li zostanie to zrobione kilka razy w kr�tkich odst�pach czasu, spowoduje to obr�cenie gracza i pi�ki, dop�ki nie zmierz� we w�a�ciwym kierunku (w kierunku bramki przeciwnika). Je�li pi�ka zostanie ustawiona nad polem gracza, gracz popchnie j� na kr�tk� odleg�o�� do przodu, a nast�pnie zmieni stan na ChaseBall, aby pod��a� za ni�.

void Dribble::Execute(FieldPlayer* player)
{
double dot = player->Team()->HomeGoal()->Facing().Dot(player->Heading());
// je�li pi�ka jest pomi�dzy zawodnikiem a bramk� gospodarzy, musi si� obr�ci�
// wykonuj�c pi�k�, wykonuj�c wiele ma�ych kopni�� i obrot�w, a� gracz
// jest skierowany we w�a�ciwym kierunku
if (dot < 0)
{
// nag��wek gracza zostanie obr�cony o niewielk� ilo�� (Pi / 4)
// a nast�pnie pi�ka zostanie kopni�ta w tym kierunku
Vector2D direction = player->Heading();
// oblicz znak (+/-) k�ta mi�dzy kursem gracza a
// skierowany w kierunku bramki, aby gracz obraca� si� w
// poprawny kierunek
double angle = QuarterPi * -1 *
player->Team()->HomeGoal()->Facing().Sign(player->Heading());
Vec2DRotateAroundOrigin(direction, angle);
// ta warto�� dzia�a dobrze, gdy gracz pr�buje kontrolowa�
// pi�ka i obr�t w tym samym czasie
const double KickingForce = 0.8;
player->Ball()->Kick(direction, KickingForce);
}
// kopnij pi�k� w d� pola
else
{
player->Ball()->Kick(player->Team()->HomeGoal()->Facing(),
Prm.MaxDribbleForce);
}
// gracz kopn�� pi�k�, wi�c musi teraz zmieni� stan, aby pod��a� za ni�
player->ChangeState(player, ChaseBall::Instance());
return;
}

SupportAttacker

Gdy gracz uzyskuje kontrol� nad pi�k�, natychmiast prosi o wsparcie, wywo�uj�c metod� PlayerBase :: FindSupport. FindSupport bada ka�dego cz�onka zespo�u po kolei, aby ustali�, kt�ry gracz jest najbli�ej najlepszego miejsca wsparcia (obliczanego co kilka krok�w przez SupportSpot-Kalkulator) i wiadomo�ci, kt�re gracz zmienia stan na SupportAttacker. Po wej�ciu w ten stan zachowanie gracza przy w��czaniu jest w��czane, a jego cel steruj�cy ustawiony jest na lokalizacj� BSS.

void SupportAttacker::Enter(FieldPlayer* player)
{
player->Steering()->ArriveOn();
player->Steering()->SetTarget(player->Team()->GetSupportSpot());
}

Istnieje szereg warunk�w, kt�re sk�adaj� si� na logik� metody Execute. Przejd�my je.

void SupportAttacker::Execute(FieldPlayer* player)
{
// je�li jego dru�yna straci kontrol�, wr�� do domu
if (!player->Team()->InControl())
{
player->ChangeState(player, ReturnToHomeRegion::Instance()); return;
}

Je�li dru�yna gracza straci kontrol�, gracz powinien zmieni� stan, aby wr�ci� do pozycji wyj�ciowej.

// je�li zmienia si� najlepszy punkt wspieraj�cy, zmie� cel kierowania
if (player->Team()->GetSupportSpot() != player->Steering()->Target())
{
player->Steering()->SetTarget(player->Team()->GetSupportSpot());
player->Steering()->ArriveOn();
}

Jak widzieli�cie, pozycja najlepszego miejsca wspieraj�cego zmienia si� zgodnie z wieloma czynnikami, wi�c ka�dy gracz wspieraj�cy musi zawsze upewni� si�, �e jego cel sterowania jest aktualizowany o najnowsz� pozycj�.

// je�li ten gracz strzela w bramk� ORAZ atakuj�cy mo�e przekaza�
// pi�k� do atakuj�cego powinien poda� pi�k� temu graczowi
if( player->Team()->CanShoot(player->Pos(),
Prm.MaxShootingForce) )
{
player->Team()->RequestPass(player);
}

Zawodnik wspieraj�cy sp�dza wi�kszo�� czasu na po�owie boiska przeciwnika. Dlatego zawsze nale�y zwraca� uwag� na mo�liwo�� strza�u w bramk� przeciwnika. Te kilka linii u�ywa metody SoccerTeam :: Can-Shoot, aby ustali�, czy istnieje potencjalny rzut do bramki. Je�li wynik jest pozytywny, gracz prosi o podanie przez zawodnika kontroluj�cego pi�k�. Z kolei je�li RequestPass ustali, �e podanie od gracza kontroluj�cego do tego gracza jest mo�liwe bez przechwycenia, zostanie wys�ana wiadomo�� Msg_ReceiveBall, a gracz odpowiednio zmieni stan w gotowo�ci do otrzymania pi�ki.

// je�li ten gracz znajduje si� w miejscu wsparcia, a jego dru�yna nadal go ma
// posiadanie, powinien pozosta� nieruchomy i odwr�ci� si� twarz� do pi�ki
if (player->AtTarget())
{
player->Steering()->ArriveOff();
//gracz powinien patrze� na pi�k�!
player->TrackBall();
player->SetVelocity(Vector2D(0,0));
// je�li nie jest zagro�ony przez innego gracza, popro� o podanie
if (!player->isThreatened())
{
player->Team()->RequestPass(player);
}
}
}

Wreszcie, je�li zawodnik wspieraj�cy osi�gnie pozycj� BSS, czeka i upewnia si�, �e zawsze stoi twarz� do pi�ki. Je�li w jego bezpo�rednim s�siedztwie nie ma �adnych przeciwnik�w i nie czuje si� zagro�ony, prosi gracza o podanie.

UWAGA Nale�y pami�ta�, �e ��danie przepustki nie oznacza, �e przepustka zostanie wykonana. Podanie zostanie wykonane tylko wtedy, gdy zostanie uznane za bezpieczne przed przechwyceniem.

Bramkarze

Zadaniem bramkarza jest powstrzymanie pi�ki przed przesuni�ciem si� nad lini� bramkow�. Aby to zrobi�, bramkarz wykorzystuje inny zestaw umiej�tno�ci ni� zawodnik z pola i dlatego jest wdra�any jako osobna klasa, GoalKeeper. Bramkarz przesunie si� do ty�u i do przodu wzd�u� bramki, a� pi�ka znajdzie si� w okre�lonym zakresie, w kt�rym to momencie przesunie si� na zewn�trz w kierunku pi�ki, pr�buj�c j� przechwyci�. Je�li bramkarz wejdzie w posiadanie pi�ki, ponownie wrzuca pi�k� do gry, kopi�c j� do odpowiedniego cz�onka dru�yny. Bramkarz Simple Soccer jest przypisany do regionu, kt�ry pokrywa si� z celem jego dru�yny. Dlatego czerwony bramkarz jest przypisany do regionu 16, a niebieski bramkarz do regionu 1.

Ruch bramkarza

Opr�cz posiadania zupe�nie innego zestawu stan�w ni� zawodnik terenowy, klasa GoalKeeper musi zastosowa� nieco inny uk�ad dla swojego ruchu. Je�li zobaczysz bramkarza graj�cego w pi�k� no�n�, zauwa�ysz, �e prawie zawsze patrzy bezpo�rednio na pi�k� i �e wiele jego ruch�w odbywa si� z boku na bok, a nie wzd�u� jego kierunku jak zawodnik na boisku. Poniewa� istota u�ywaj�ca zachowa� kierowniczych ma kurs z wyr�wnan� pr�dko�ci�, bramkarz wykorzystuje inny wektor, m_vLookAt, aby wskaza� kierunek, w kt�rym jest skierowany, i ten wektor jest przekazywany do funkcji Render w celu przekszta�cenia wierzcho�k�w bramkarza. Rezultatem ko�cowym jest istota, kt�ra wydaje si� by� zawsze zwr�cona w kierunku pi�ki i mo�e porusza� si� na boki z boku na bok, a tak�e wzd�u� swojej osi kursu.

Stany bramkarza

Bramkarz wykorzystuje pi�� stan�w. To s�:

• GlobalKeeperState
• TendGoal
• Powr�t do domu
• PutBallBackInPlay
• InterceptBall

Rzu�my okiem na ka�dy z nich szczeg�owo, aby zobaczy�, co powoduje, �e bramkarz drga.

GlobalKeeperState

Podobnie jak stan globalny FieldPlayer, stan globalny GoalKeeper jest u�ywany jako router dla wszystkich wiadomo�ci, kt�re mo�e otrzymywa�. Bramkarz nas�uchuje tylko dw�ch wiadomo�ci: Msg_GoHome i Msg_ReceiveBall. My�l�, �e kod mo�e tutaj m�wi� sam za siebie:

bool GlobalKeeperState::OnMessage(GoalKeeper* keeper, const Telegram& telegram)
{
switch(telegram.Msg)
{
case Msg_GoHome:
{
keeper->SetDefaultHomeRegion();
keeper->ChangeState(keeper, ReturnHome::Instance());
}
break;
case Msg_ReceiveBall:
{
keeper->ChangeState(keeper, InterceptBall::Instance());
}
break;
}//end switch
return false;
}

TendGoal

W stanie TendGoal bramkarz przesunie si� w poprzek przodu bramki, pr�buj�c utrzyma� swoje cia�o pomi�dzy pi�k� a pozycj� ruchu znajduj�c� si� z ty�u, gdzie� wzd�u� linii bramkowej. Oto metoda Enter stanu:

void TendGoal::Enter(GoalKeeper* keeper)
{
//w��cz interpose
keeper->Steering()->InterposeOn(Prm.GoalKeeperTendingDistance);
// interpose ustawia agenta mi�dzy pozycj� pi�ki a celem
// pozycja usytuowana wzd�u� uj�cia bramki. To wywo�anie okre�la cel
keeper->Steering()->SetTarget(keeper->GetRearInterposeTarget());
}

Po pierwsze, aktywowane jest zachowanie kierowania po�redniego. Interpose zwr�ci si�� kieruj�c�, kt�ra pr�buje ustawi� bramkarza mi�dzy pi�k� a pozycj� usytuowan� wzd�u� uj�cia bramki. Pozycja ta jest okre�lana przez metod� GoalKeeper :: GetRearInterposeTarget, kt�ra przypisuje pozycj� do celu proporcjonalnie tak daleko, jak d�ugo�� uj�cia bramki, gdy pi�ka jest ustawiona na szeroko�� boiska. (Mam nadziej�, �e to zdanie mia�o sens, poniewa� m�czy�em si� nim przez dziesi�� minut i jest to najlepsze, co mog�em zrobi�!) Mam nadziej�, �e poni�szy rysunek pomo�e ci zrozumie�. Z punktu widzenia bramkarza im dalej pi�ka jest w lewo, tym dalej w lewo wzd�u� linii bramkowej znajduje si� cel celuj�cy. Gdy pi�ka przesuwa si� w praw� bramk� bramkarza, celowany w ten spos�b tylny cel przesuwa si� wraz z ni� na prawo od bramki.

Czarna podw�jna strza�ka wskazuje dystans bramkarza kt�ry pr�buje utrzyma� si� mi�dzy sob� a ty�em sieci. Ta warto�� jest ustawiona w params.ini jako GoalKeeperTendingDistance. Przejd�my do metody Execute.

void TendGoal::Execute(GoalKeeper* keeper)
{
// tylny cel po�redni zmieni si� wraz ze zmian� pozycji pi�ki
// wi�c musi by� aktualizowany na ka�dym etapie aktualizacji
keeper->Steering()->SetTarget(keeper->GetRearInterposeTarget());
// je�li pi�ka znajdzie si� w zasi�gu, bramkarz j� �apie, a nast�pnie zmienia stan
// przywr�cenie pi�ki do gry
if (keeper->BallWithinPlayerRange())
{
keeper->Ball()->Trap();
keeper->Pitch()->SetGoalKeeperHasBall(true);
keeper->ChangeState(keeper, PutBallBackInPlay::Instance());
return;
}
// je�li pi�ka znajduje si� w okre�lonej odleg�o�ci, bramkarz rusza si� z
// pozycja, aby spr�bowa� go przechwyci�
if (keeper->BallWithinRangeForIntercept())
{
keeper->ChangeState(keeper, InterceptBall::Instance());
}

Najpierw sprawdza si�, czy pi�ka jest wystarczaj�co blisko, aby bramkarz m�g� j� z�apa�. Je�li tak, pi�ka jest uwi�ziona, a bramkarz zmienia stan na PutBallBackInPlay. Nast�pnie, je�li pi�ka znajdzie si� w zasi�gu przechwytywania, pokazanego na powy�szym rysunku jako obszar jasnoszarego i ustawionego w params.ini jako GoalKeeperInterceptRange, bramkarz zmienia stan na InterceptBall.

// je�li bramkarz zaszed� zbyt daleko od linii bramkowej i tam
// nie stanowi zagro�enia ze strony przeciwnik�w, powinien si� do niej cofn��
if (keeper->TooFarFromGoalMouth() && keeper->Team()->InControl())
{
keeper->ChangeState(keeper, ReturnHome::Instance());
return;
}
}

Czasami po zmianie stanu z InterceptBall na TendGoal bramkarz mo�e znale�� si� zbyt daleko od bramki. Ostatnie kilka linii kodu sprawdza t� ewentualno�� i, je�li jest to bezpieczne, zmienia stan w�a�ciciela na ReturnHome. Metoda TendGoal :: Exit jest bardzo prosta; po prostu dezaktywuje zachowanie kierowania po�redniego.

void TendGoal::Exit(GoalKeeper* keeper)
{
keeper->Steering()->InterposeOff();
}

Powr�t do domu

Stan ReturnHome przesuwa bramkarza z powrotem w kierunku swojego regionu ojczystego. Po osi�gni�ciu regionu gospodarza lub gdy przeciwnicy przejmuj� kontrol� nad pi�k�, bramkarz wraca do stanu TendGoal

void ReturnHome::Enter(GoalKeeper* keeper)
{ keeper->Steering()->ArriveOn();
}
void ReturnHome::Execute(GoalKeeper* keeper)
{
keeper->Steering()->SetTarget(keeper->HomeRegion()->Center());
// je�li wystarczaj�co blisko domu lub przeciwnicy przejd� kontrol� nad pi�k�,
// zmie� stan na tendencj� do celu
if (keeper->InHomeRegion() || !keeper->Team()->InControl())
{
keeper->ChangeState(keeper, TendGoal::Instance());
}
}
void ReturnHome::Exit(GoalKeeper* keeper)
{
keeper->Steering()->ArriveOff();
}

PutBallBackInPlay

Gdy bramkarz zdobywa pi�k�, przechodzi w stan PutBallBack-InPlay. Kilka rzeczy dzieje si� w metodzie Enter tego stanu. Najpierw bramkarz informuje swoj� dru�yn�, �e ma pi�k�, a nast�pnie wszyscy gracze polowi s� proszeni o powr�t do swoich rodzinnych miejsc poprzez po��czenie z metod� SoccerTeam :: ReturnAllFieldPlayersToHome. Zapewnia to wystarczaj�c� ilo�� wolnego miejsca mi�dzy bramkarzem a zawodnikami, aby wykona� rzut od bramki.

void PutBallBackInPlay::Enter(GoalKeeper* keeper)
{
//poinformuj zesp�, �e bramkarz ma kontrol�
keeper->Team()->SetControllingPlayer(keeper);
//wy�lij wszystkich graczy do domu
keeper->Team()->Opponents()->ReturnAllFieldPlayersToHome();
keeper->Team()->ReturnAllFieldPlayersToHome();
}

Bramkarz czeka teraz, a� wszyscy pozostali gracze odejd� daleko,wystarczaj�co daleko i mo�e wykona� czyste podanie do jednego z cz�onk�w swojego zespo�u. Gdy tylko okazja do podania jest dost�pna, bramkarz podaje pi�k�, wysy�a wiadomo�� do gracza odbieraj�cego, aby poinformowa� j�, �e pi�ka jest w drodze, a nast�pnie zmienia stan, aby powr�ci� do utrzymywania bramki.

void PutBallBackInPlay::Execute(GoalKeeper* keeper)
{
PlayerBase* receiver = NULL;
Vector2D BallTarget;
// sprawd�, czy na boisku s� gracze dalej, mo�emy
// by� w stanie przej�� do. Je�li tak, wykonaj przepustk�.
if (keeper->Team()->FindPass(keeper,
receiver,
BallTarget,
Prm.MaxPassingForce,
Prm.GoalkeeperMinPassDist))
{
//dokonaj podania
keeper->Ball()->Kick(Vec2DNormalize(BallTarget - keeper->Ball()->Pos()),
Prm.MaxPassingForce);
//bramkarz nie ma ju� pi�ki
keeper->Pitch()->SetGoalKeeperHasBall(false);
//poinformuj gracza odbieraj�cego, �e pi�ka nadchodzi do niego
Dispatcher->DispatchMsg(SEND_MSG_IMMEDIATELY,
keeper->ID(),
receiver->ID(),
Msg_ReceiveBall,
&BallTarget);
//wr�� do piel�gnowania celu
keeper->GetFSM()->ChangeState(TendGoal::Instance());
return;
}
keeper->SetVelocity(Vector2D());
}

InterceptBall

Bramkarz spr�buje przechwyci� pi�k�, je�li przeciwnicy maj� kontrol� i je�li znajdzie si� w "zasi�gu zagro�enia" - szary obszar pokazany na poni�szym rysunku. Wykorzystuje zachowanie polegaj�ce na kierowaniu po�cigiem w celu skierowania go w kierunku pi�ki.

void InterceptBall::Enter(GoalKeeper* keeper)
{
keeper->Steering()->PursuitOn();
}

Gdy bramkarz porusza si� na zewn�trz, w kierunku pi�ki, ci�gle sprawdza odleg�o�� do bramki, aby upewni� si�, �e nie przesunie si� ona zbyt daleko. Je�li bramkarz znajdzie si� poza zakresem bramkowym, zmienia stan na ReturnHome. Jest jeden wyj�tek: je�li bramkarz jest poza zasi�giem bramkowym, ale jest najbli�szym graczem na boisku do pi�ki, biegnie za nim. Je�li pi�ka znajdzie si� w zasi�gu bramkarza, zatrzymuje pi�k� przy u�yciu metody SoccerBall :: Trap, informuje wszystkich, �e jest w posiadaniu, i zmienia stan, aby ponownie wprowadzi� pi�k� do gry.

void InterceptBall::Execute(GoalKeeper* keeper)
{
// je�li bramkarz oddali si� zbyt daleko od bramki, powinien wr�ci� do swojego
// region macierzysty, chyba �e jest najbli�szym pi�k�, w takim przypadku
// powinien nadal pr�bowa� go przechwyci�.
if (keeper->TooFarFromGoalMouth() && !keeper->ClosestPlayerOnPitchToBall())
{
keeper->ChangeState(keeper, ReturnHome::Instance());
return;
}
// je�li pi�ka znajdzie si� w zasi�gu r�k bramkarza, �apie j� w pu�apk�
// pi�ka i przywraca j� do gry
if (keeper->BallWithinPlayerRange())
{
keeper->Ball()->Trap();
keeper->Pitch()->SetGoalKeeperHasBall(true);
keeper->ChangeState(keeper, PutBallBackInPlay::Instance());
return;
}
}

Metoda wyj�cia InterceptBall wy��cza zachowanie po�cigowe.

Kluczowe metody stosowane przez AI

AI cz�sto stosuje wiele metod klasy SoccerTeam, dlatego pe�ny opis jest wa�ny dla pe�nego zrozumienia dzia�ania AI. Maj�c to na uwadze przeprowadz� ci� krok po kroku. Za�� z powrotem sw�j kapelusz matematyczny…

SoccerTeam :: isPassSafeFromAllOpponents

Pi�karz, bez wzgl�du na swoj� rol� w grze, nieustannie ocenia swoj� pozycj� w stosunku do otaczaj�cych go os�b i wydaje opinie na podstawie tych ocen. Jednym z oblicze�, kt�re AI wykonuje cz�sto, jest ustalenie, czy podanie z pozycji A do pozycji B mo�e zosta� przechwycone przez dowolnego przeciwnika w dowolnym punkcie trajektorii pi�ki. Potrzebuje tych informacji, aby oceni�, czy mo�e wykona� podanie, czy powinien poprosi� o podanie od aktualnego napastnika, czy te� istnieje szansa na zdobycie bramki.

//// Zastan�w si� nad rysunkiem powy�ej. Gracz A chcia�by wiedzie�, czy mo�e poda� pi�k� do gracza B bez przechwycenia go przez kt�regokolwiek z przeciwnik�w W, X, Y lub Z. Aby to ustali�, musi rozwa�y� ka�dego przeciwnika po kolei i obliczy�, czy prawdopodobne jest przechwycenie . SoccerTeam :: isPassSafeFromOpponent to miejsce, w kt�rym wykonywana jest ca�a praca. Metoda przyjmuje jako parametry pocz�tkow� i ko�cow� pozycj� podania, wska�nik do przeciwnika, kt�ry nale�y wzi�� pod uwag�, wska�nik do odbiornika, do kt�rego pi�ka jest podawana, i si�y, z jak� pi�ka zostanie kopni�ta. Metoda jest wywo�ywana dla ka�dego przeciwnika w dru�ynie przeciwnej za pomoc� metody SoccerTeam :: isPassSafeFromAllOpponents.

bool SoccerTeam::isPassSafeFromOpponent(Vector2D from,
Vector2D target,
const PlayerBase* const receiver,
const PlayerBase* const opp,
double PassingForce)const
{
//przenie� przeciwnika w lokaln� przestrze�.
Vector2D ToTarget = target - from;
Vector2D ToTargetNormalized = Vec2DNormalize(ToTarget);
Vector2D LocalPosOpp = PointToLocalSpace(opp->Pos(),
ToTargetNormalized,
ToTargetNormalized.Perp(),
from);
Pierwszym krokiem jest za�o�enie, �e A patrzy bezpo�rednio na pozycj� "docelow�" (w tym przyk�adzie na pozycj� gracza B) i przesuni�cie przeciwnika do lokalnego uk�adu wsp�rz�dnych A. Poni�szy rysunek pokazuje, w jaki spos�b wszyscy przeciwnicy na rysunku powy�ej s� rozmieszczeni po przesuni�ciu na lokaln� przestrze� gracza A

// je�li przeciwnik znajduje si� za kickerem, podanie uznaje si� za w porz�dku (tak jest
// w oparciu o za�o�enie, �e pi�ka zostanie kopni�ta za pomoc�
// pr�dko�� wi�ksza ni� pr�dko�� maksymalna przeciwnika)
if (LocalPosOpp.x <0)
{
return true;
}

Zak�ada si�, �e pi�ka b�dzie zawsze kopana z pr�dko�ci� pocz�tkow� wi�ksz� ni� pr�dko�� maksymalna gracza. Je�li to prawda, przeciwnicy znajduj�cy si� za lokaln� osi� y kickera mog� zosta� usuni�ci z dalszych rozwa�a�. Dlatego, bior�c pod uwag� przyk�ad na poni�szym rysunku, W mo�na odrzuci�. Nast�pnie brani s� pod uwag� wszyscy przeciwnicy znajduj�cy si� dalej od gracza podaj�cego ni� cel. Je�li sytuacja jest taka, jak pokazano na powy�szym rysunku, a docelowa lokalizacja podania znajduje si� u st�p odbiorcy, w�wczas dowolnego przeciwnika znajduj�cego si� dalej ni� to mo�na natychmiast odrzuci�. Jednak ta metoda jest r�wnie� wywo�ywana w celu przetestowania wa�no�ci potencjalnych przepustek, kt�re znajduj� si� po obu stronach gracza odbieraj�cego, takich jak te pokazane na rysunku poni�ej

W takim przypadku nale�y wykona� dodatkowy test, aby sprawdzi�, czy przeciwnik znajduje si� dalej od pozycji docelowej ni� odbiornik. Je�li tak, przeciwnik mo�e zosta� odrzucony.

// je�li przeciwnik znajduje si� dalej ni� cel, musimy rozwa�y�, czy
// przeciwnik mo�e osi�gn�� pozycj� przed odbiorc�.
if (Vec2DDistanceSq(from, target) < Vec2DDistanceSq(opp->Pos(), from))
{
// ten warunek jest tutaj, poniewa� czasami mo�na wywo�a� t� funkcj�
// bez odniesienia do odbiornika. (Na przyk�ad mo�esz chcie� znale��
// je�li pi�ka mo�e osi�gn�� pozycj� na boisku przed przeciwnikiem
// mo�na si� do tego dosta�)
if (receiver)
{
if (Vec2DDistanceSq(target, opp->Pos()) >
Vec2DDistanceSq(target, receiver->Pos()))
{
return true;
}
}
else
{
return true;
}
}
Najlepsz� szans�, �e przeciwnik znajduj�cy si� pomi�dzy dwoma poprzednimi warunkami ma przechwycenie pi�ki, jest bieg do punktu, w kt�rym trajektoria pi�ki jest prostopad�a do pozycji przeciwnika, pokazanej jako punkty Yp i Xp odpowiednio dla graczy Y i X na rysunku

Aby przechwyci� pi�k�, przeciwnik musi by� w stanie dotrze� do tego punktu, zanim pi�ka si� tam dostanie. Aby pokaza�, jak obliczy�, czy jest to mo�liwe, przyjrzyjmy si� przypadkowi przeciwnika Y. Po pierwsze, czas potrzebny na pokonanie pi�ki przez odleg�o�� od A do Yp jest okre�lany przez wywo�anie SoccerBall :: TimeToCoverDistance. Ta metoda zosta�a szczeg�owo opisana wcze�niej, wi�c powiniene� zrozumie�, jak to dzia�a. Bior�c pod uwag� ten czas, mo�na obliczy�, jak daleko mo�e pokona� przeciwnik Y, zanim pi�ka osi�gnie punkt Yp (czas * pr�dko��). Nazywam t� odleg�o�� Y zasi�giem, poniewa� jest to odleg�o��, jak� Y mo�e pokona� w dowolnym kierunku w okre�lonym czasie. Do tego zakresu nale�y doda� promie� pi�ki no�nej i promie� okr�gu ograniczaj�cego gracza. Ta warto�� zasi�gu reprezentuje teraz "zasi�g" zawodnika, bior�c pod uwag� czas, w kt�rym pi�ka osi�ga Yp. Zasi�g Y i X pokazano za pomoc� kropkowanych k� na rysunku

Je�li okr�g opisany przez zasi�g przeciwnika przecina o� x, oznacza to, �e przeciwnik jest w stanie przechwyci� pi�k� w wyznaczonym czasie. Dlatego w tym przyk�adzie mo�na stwierdzi�, �e przeciwnik Y nie jest zagro�eniem, ale przeciwnikiem X jest. Oto ostatni fragment kodu do sprawdzenia.

// oblicz, ile czasu zajmuje pi�ce pokonanie odleg�o�ci do
// pozycja prostopad�a do pozycji przeciwnika
double TimeForBall =
Pitch()->Ball()->TimeToCoverDistance(Vector2D(0,0),
Vector2D(LocalPosOpp.x, 0),
PassingForce);
// oblicz teraz, jak daleko przeciwnik mo�e uciec w tym czasie
double reach = opp->MaxSpeed() * TimeForBall +
Pitch()->Ball()->BRadius()+
opp->BRadius();
// je�li odleg�o�� do pozycji y przeciwnika jest mniejsza ni� jego bieg
// zasi�g plus promie� pi�ki i promie� przeciwnika, a nast�pnie
// pi�ka mo�e zosta� przechwycona
if ( fabs(LocalPosOpp.y) < reach )
{
return false;
}
return true;
}
UWAGA Technicznie rzecz bior�c, zakresy pokazane na powy�szym rysunku s� nieprawid�owe. Przyj��em za�o�enie, �e obracanie si� przeciwnika w kierunku punktu przeci�cia zajmuje zero czasu. Aby by� dok�adnym, nale�y r�wnie� wzi�� pod uwag� czas potrzebny na obr�t, w kt�rym to przypadku zakres jest opisany przez elips� zamiast ko�a. Jak tu:

Oczywi�cie obliczenie linii elipsy jest znacznie dro�sze przeci�cia, dlatego zamiast tego u�ywane s� ko�a.

SoccerTeam :: CanShoot

Jedn� z bardzo wa�nych umiej�tno�ci pi�karza jest oczywi�cie umiej�tno�� strzelania bramek. Gracz b�d�cy w posiadaniu pi�ki mo�e zapyta� metod� SoccerTeam :: CanShoot, aby sprawdzi�, czy jest w stanie strzeli� gola, bior�c pod uwag� aktualn� pozycj� pi�ki i warto�� reprezentuj�c� si��, z jak� gracz kopie pi�k�. Je�li metoda ustali, �e gracz jest w stanie strzela�, zwr�ci warto�� true i zapisze pozycj�, w kt�rej gracz powinien strzela�, w odniesieniu do wektora ShotTarget. Metoda polega na losowym wybieraniu liczby pozycji wzd�u� bramki i testowaniu ka�dej z nich po kolei, aby sprawdzi�, czy pi�k� mo�na kopn�� do tego punktu bez przechwycenia przez kt�regokolwiek z przeciwnik�w. Zobacz rysunek poni�ej

Oto lista kod�w. (Zwr�� uwag� na spos�b sprawdzania, czy si�a kopni�cia jest wystarczaj�ca do przesuni�cia pi�ki nad lini� bramkow�.

bool SoccerTeam::CanShoot(Vector2D BallPos,
double power
Vector2D& ShotTarget)const
{
//liczba losowo utworzonych cel�w strza�u, kt�re ta metoda przetestuje
int NumAttempts = Prm.NumAttemptsToFindValidStrike;
while (NumAttempts--)
{
//wybierz losow� pozycj� wzd�u� bramki przeciwnika. (zrobienie
// upewnij si�, �e promie� pi�ki jest brany pod uwag�)
ShotTarget = OpponentsGoal()->Center();
// warto�� y pozycji strza�u powinna le�e� gdzie� pomi�dzy nimi
// s�upki bramkowe (bior�c pod uwag� �rednic� pi�ki)
int MinYVal = OpponentsGoal()->LeftPost().x + Pitch()->Ball()->BRadius();
int MaxYVal = OpponentsGoal()->RightPost().x - Pitch()->Ball()->BRadius();
ShotTarget.x = RandInt(MinYVal, MaxYVal);
// upewnij si�, �e uderzenie pi�ki o podanej mocy wystarcza do jazdy
// pi�ka nad lini� bramkow�.
double time = Pitch()->Ball()->TimeToCoverDistance(BallPos,
ShotTarget,
power);
// je�li tak, ten strza� jest nast�pnie testowany, aby sprawdzi�, czy kt�ry� z przeciwnik�w
// mo�e to przechwyci�.
{
if (isPassSafeFromAllOpponents(BallPos, ShotTarget, NULL, power))
{
return true;
}
}
}
return false;
}
SoccerTeam :: FindPass

Metoda FindPass jest wywo�ywana przez gracza w celu ustalenia, czy podanie do cz�onka dru�yny jest mo�liwe, a je�li tak, to do kt�rej pozycji i cz�onka dru�yny najlepiej poda� pi�k�. Metoda przyjmuje jako parametry wska�nik do gracza ��daj�cego podania; odniesienie do wska�nika, kt�ry b�dzie wskazywa� na odbieraj�cego gracza (je�li znaleziono przepustk�); odniesienie do wektora PassTarget, do kt�rego zostanie przypisana pozycja, w kt�rej zostanie wykonane przej�cie; si�a, z jak� pi�ka zostanie kopni�ta; oraz warto�� reprezentuj�c� minimaln� odleg�o��, jak� powinien znajdowa� si� odbiorca od gracza podaj�cego, MinPassingDistance. Nast�pnie metoda iteruje wszystkich cz�onk�w zespo�u przechodz�cych i wywo�uje GetBestPassToReceiver dla ka�dego z tych, kt�rzy s� przynajmniej MinPassing - Odleg�o�� od przechodnia. GetBestPassToReceiver sprawdza liczb� potencjalnych lokalizacji mijania dla rozwa�anego cz�onka dru�yny, a je�li pass mo�na bezpiecznie wykona�, przechowuje najlepsz� okazj� w wektorze BallTarget. Po rozpatrzeniu wszystkich cz�onk�w dru�yny, je�li znaleziono prawid�ow� przepustk�, ta, kt�ra jest najbli�sza linii bazowej przeciwnika, jest przypisywana do PassTarget, a wska�nik do gracza, kt�ry powinien otrzyma� przepustk�, jest przypisywany do odbiorcy. Nast�pnie metoda zwraca true. Oto listing do sprawdzenia.

bool SoccerTeam::FindPass(const PlayerBase*const passer,
PlayerBase*& receiver,
Vector2D& PassTarget,
double power,
double MinPassingDistance)const
{
std::vector::const_iterator curPlyr = Members().begin();
double ClosestToGoalSoFar = MaxDouble;
Vector2D BallTarget;
//iteruj przez wszystkich cz�onk�w zespo�u tego gracza i oblicz, kt�re
// jeden jest w stanie poda� pi�k�
for (curPlyr; curPlyr != Members().end(); ++curPlyr)
{
// upewnij si�, �e potencjalny odbiorca, kt�ry jest badany, nie jest tym graczem
// i �e jest dalej ni� minimalna odleg�o�� przej�cia
if ( (*curPlyr != passer) &&
(Vec2DDistanceSq(passer->Pos(), (*curPlyr)->Pos()) >
MinPassingDistance*MinPassingDistance))
{
if (GetBestPassToReceiver(passer, *curPlyr, BallTarget, power))
{
// je�li cel podania jest najbli�szy znalezionej linii bramkowej przeciwnika
// do tej pory prowad� rejestr
double Dist2Goal = fabs(BallTarget.x - OpponentsGoal()->Center().x);
if (Dist2Goal < ClosestToGoalSoFar)
{
ClosestToGoalSoFar = Dist2Goal;
//prowad� rejestr tego odtwarzacza
receiver = *curPlyr;
//i cel
PassTarget = BallTarget;
}
}
}
}//nast�pny cz�onek zespo�u
if (receiver) return true;
else return false;
}

SoccerTeam :: GetBestPassToReceiver>

Bior�c pod uwag� przechodnia i odbiorc�, ta metoda sprawdza kilka r�nych pozycji wok� odbiornika, aby sprawdzi�, czy mo�na bezpiecznie przej�� do kt�rego� z nich. Je�li mo�na dokona� podania, metoda przechowuje najlepsze podanie - to do pozycji najbli�szej linii bazowej przeciwnika - w parametrze PassTarget i zwraca true. Pozw�l, �e om�wi� algorytm, korzystaj�c z sytuacji pokazanej na poni�szym rysunku

bool SoccerTeam::GetBestPassToReceiver(const PlayerBase* const passer,
const PlayerBase* const receiver,
Vector2D& PassTarget,
double power)const
{

Przede wszystkim metoda oblicza, ile czasu zajmie kulka, aby osi�gn�� pozycj� odbieraj�cego, i natychmiast zwraca warto�� false, je�li nie mo�na osi�gn�� tego punktu z uwagi na si�� kopni�cia, moc.

// najpierw obliczy�, ile czasu zajmie dotarcie pi�ki
// ten odbiornik
double time = Pitch()->Ball()->TimeToCoverDistance(Pitch()->Ball()->Pos(),
receiver->Pos(),
power);
// zwraca fa�sz, je�li pi�ka nie mo�e dosi�gn�� odbieraj�cego po jej zako�czeniu
// wyrzucony z podan� moc�
if (time <= 0) return false;
Mo�na teraz obliczy�, jak daleko odbiornik mo�e si� porusza� w tym czasie, korzystaj�c z r�wnania x = v t. Punkty przeci�cia stycznych od pi�ki do tego okr�gu zasi�gu reprezentuj� granice obwiedni podania zawodnika. Zobacz rysunek

// maksymalna odleg�o��, jak� odbiornik mo�e pokona� w tym czasie
double InterceptRange = time * receiver->MaxSpeed();

Innymi s�owy, zak�adaj�c, �e nie marnuje czasu na obracanie si� lub przyspieszanie do maksymalnej pr�dko�ci, odbiornik mo�e osi�gn�� pozycje ip1 lub ip2 w sam� por�, aby przechwyci� pi�k�. Jednak w rzeczywisto�ci odleg�o�� ta jest cz�sto zbyt du�a, zw�aszcza je�li odleg�o�� mi�dzy odbiornikiem a przechodz�cym dochodzi do granic, w kt�rych mo�na wykona� podanie (cz�sto ip1 i ip2 ostatecznie znajd� si� poza obszarem gry). O wiele lepiej jest rozwa�y� podanie do pozycji dobrze le��cych w tym regionie. Zmniejszy to szans� na przechwycenie pi�ki przez przeciwnik�w, a tak�e sprawi, �e podanie b�dzie mniej podatne na nieprzewidziane trudno�ci (takie jak odbieranie przez manewr wok� przeciwnik�w, aby osi�gn�� cel podania). Daje r�wnie� odbiornikowi "przestrze�", przez co mo�e osi�gn�� pozycj�, a nast�pnie odpowiednio ustawi� si� w odpowiednim czasie, aby otrzyma� przepustk�. Maj�c to na uwadze, zakres przechwytywania jest zmniejszany do oko�o jednej trzeciej jego pierwotnego rozmiaru.

// Zmniejsz zakres przechwytywania
const double ScalingFactor = 0.3;
InterceptRange *= ScalingFactor;

Jak wida�, wygl�da to o wiele bardziej rozs�dnie i bardziej przypomina rodzaj zasi�gu, kt�ry wzi��by pod uwag� ludzki pi�karz. Nast�pnym krokiem jest obliczenie pozycji ip1 i ip2. Zostan� one uznane za potencjalne cele przechodz�ce. Ponadto metoda uwzgl�dni r�wnie� przej�cie bezpo�rednio do bie��cej lokalizacji odbiornika. Te trzy pozycje s� przechowywane w tablicach Pasy.

// obliczy� cele podania, kt�re znajduj� si� na przechwyceniach
// stycznych od pi�ki do ko�a zasi�gu odbieraj�cego.
Vector2D ip1, ip2;
GetTangentPoints(receiver->Pos(),
InterceptRange,
Pitch()->Ball()->Pos(),
ip1,
ip2);
const int NumPassesToTry = 3;
Vector2D Passes[NumPassesToTry] = {ip1, receiver->Pos(), ip2};

Wreszcie, metoda iteruje przez ka�de potencjalne podanie, aby upewni� si�, �e pozycja znajduje si� w obszarze gry i aby by�a bezpieczna przed pr�b� przechwycenia przez przeciwnik�w. P�tla zapisuje najlepsze prawid�owe sprawdzenie, kt�re sprawdza, i odpowiednio zwraca wynik.

// to przekazanie jest najlepiej dost�pna do tej pory, je�li:
//
// 1. Dalej w g�r� pola ni� najbli�szy wa�ny przepust dla tego odbiornika
// znaleziono do tej pory
// 2. W obszarze gry
// 3. Nie mo�e zosta� przechwycony przez �adnego przeciwnika
double ClosestSoFar = MaxDouble;
bool bResult = false;
for (int pass=0; pass {
double dist = fabs(Passes[pass].x - OpponentsGoal()->Center().x);
if (( dist < ClosestSoFar) &&
Pitch()->PlayingArea()->Inside(Passes[pass]) &&
isPassSafeFromAllOpponents(Pitch()->Ball()->Pos(),
Passes[pass],
receiver,
power))
{
ClosestSoFar = dist;
PassTarget = Passes[pass];
bResult = true;
}
}
return bResult;
}

Dokonywanie szacunk�w i za�o�e� dla Ciebie

Prawdopodobnie zauwa�y�e�, �e wykorzysta�em wiele szacunk�w i za�o�e� podczas oblicze� opisanych tu. Na pocz�tku mo�e si� to wydawa� z�e, poniewa� jako programi�ci jeste�my przyzwyczajeni do upewnienia si�, �e wszystko dzia�a "tak", jak idealne automaty zegarowe. Czasami jednak korzystne jest zaprojektowanie sztucznej inteligencji gry w taki spos�b, aby powodowa�a sporadyczne b��dy. Jest to dobra rzecz, je�li chodzi o tworzenie gier komputerowych AI. Dlaczego? Poniewa� jest bardziej realistyczny. Ludzie ca�y czas pope�niaj� b��dy i wyci�gaj� b��dne s�dy, dlatego te� sporadyczny b��d pope�niony przez sztuczn� inteligencj� sprawia, �e do�wiadczenie gracza jest znacznie bardziej zabawne. Istniej� dwa sposoby wywo�ywania b��d�w. Pierwszym z nich jest uczynienie AI "idealn�" i st�pienie jej. Drugim jest umo�liwienie wkradania si� "b��d�w" poprzez dokonywanie za�o�e� lub szacunk�w podczas projektowania algorytm�w wykorzystywanych przez AI. Widzia�e� obie te metody stosowane w Simple Soccer. Przyk�adem tego pierwszego jest u�ycie losowego ha�asu do wprowadzenia niewielkiej ilo�ci b��du w kierunku za ka�dym razem, gdy pi�ka jest kopana. Przyk�adem tego ostatniego jest u�ycie k� zamiast elips do opisu zakres przechwytywania przeciwnika. Podejmuj�c decyzj� o tworzeniu b��d�w i niepewno�ci w sztucznej inteligencji, nale�y dok�adnie zbada� ka�dy odpowiedni algorytm. Moja rada jest nast�puj�ca: je�li algorytm jest �atwy do kodowania i nie wymaga du�o czasu procesora, zr�b to w "poprawny" spos�b, uczy� go doskona�ym i g�upim. W przeciwnym razie sprawd�, czy mo�liwe jest dokonanie jakichkolwiek za�o�e� lub szacunk�w, kt�re pomog� zmniejszy� z�o�ono�� algorytmu. Je�li tw�j algorytm mo�na upro�ci� w ten spos�b, koduj go, a nast�pnie dok�adnie go przetestuj, aby upewni� si�, �e AI dzia�a zadowalaj�co.

Podsumowanie

Simple Soccer pokazuje, w jaki spos�b mo�na stworzy� dru�ynow� sztuczn� inteligencj� dla gry sportowej, u�ywaj�c tylko kilku podstawowych technik sztucznej inteligencji. Oczywi�cie na obecnym etapie zachowanie nie jest ani szczeg�lnie wyrafinowane, ani kompletne. Wraz ze wzrostem wiedzy na temat technik sztucznej inteligencji i do�wiadczenia zobaczysz wiele obszar�w, w kt�rych mo�na ulepszy� lub uzupe�ni� projektowanie gry Simple Soccer. Na pocz�tek warto spr�bowa� swoich si� w niekt�rych z poni�szych �wicze�.

Praktyka czyni mistrza

Poni�sze �wiczenia zosta�y opracowane w celu wzmocnienia ka�dej z r�nych umiej�tno�ci, kt�rych nauczy�e� si� do tej pory. Mam nadziej�, �e dobrze si� z nimi zabawisz.

1. Na obecnym etapie zachowanie dryblingu jest s�abe: je�li zawodnik wspieraj�cy nie mo�e wystarczaj�co szybko przenie�� si� na odpowiedni� pozycj�, atakuj�cy z przyjemno�ci� rzuci pi�k� w linii prostej bezpo�rednio w r�ce bramkarza dru�yny przeciwnej (lub z ty�u �ciana, w zale�no�ci od tego, co nast�pi wcze�niej). Popraw to zachowanie, dodaj�c logik�, aby atakuj�cy nie posun�� si� zbyt daleko przed graczem wspieraj�cym. Znalaz�e� to �atwe? Jakie s� inne sposoby poprawy zachowania atakuj�cego? Czy potrafisz tworzy� zawodnik�w, kt�rzy mog� dryblowa� pi�k� wok� przeciwnik�w?

2. Poza zmian� region�w przebywania w przyk�adowym kodzie nie ma �adnej gry obronnej. Tw�rz graczy, kt�rzy potrafi� wmiesza� si� mi�dzy atakuj�cych i wspieraj�cych graczy.

3. Dostosuj kalkulator punktu wsparcia, aby wypr�bowa� r�ne schematy punktacji. Tutaj mo�esz eksperymentowa� z wieloma opcjami. Na przyk�ad, mo�esz oceni� pozycj� pod wzgl�dem jako�ci bycia w r�wnej odleg�o�ci od wszystkich przeciwnik�w lub jako�ci wyprzedzania pozycji gracza kontroluj�cego. Mo�esz nawet zmienia� schemat oceniania w zale�no�ci od tego, gdzie znajduj� si� kontroluj�cy i wspieraj�cy gracze.

4. Utw�rz dodatkowe stany na poziomie zespo�u, aby zastosowa� bardziej zr�nicowane taktyki. Opr�cz przypisywania graczom r�nych region�w macierzystych, stw�rz stany, kt�re przypisuj� role tak�e niekt�rym graczom. Jedn� z taktyk mo�e by� obalenie atakuj�cego gracza dru�yny przeciwnej poprzez przydzielenie graczy do otoczenia. Innym mo�e by� nakazanie niekt�rym graczom pozostania blisko - aby "zaznaczy�" w terminologii pi�karskiej - blokowanie przeciwnik�w AI postrzega to jako zagro�enie (na przyk�ad takie, kt�re znajduje si� w pobli�u bramki gospodarzy).

5. Zmie� program, aby przechodz�cy gracz kopa� pi�k� za pomoc� potrzebnej odpowiedniej si�y, aby dotar� do st�p odbiornika z wybran� przez Ciebie pr�dko�ci�.

6. Przedstaw ide� wytrzyma�o�ci. Wszyscy gracze zaczynaj� z tak� sam� wytrzyma�o�ci�, a biegaj�c po polu, zu�ywaj� j�. Im mniejsz� maj� wytrzyma�o��, tym wolniej biegaj� i tym mniej mocniej mog� strzela�. Mog� odzyska� wytrzyma�o�� tylko wtedy, gdy s� nieruchomi. 7. Wdro�enie s�dziego. To nie jest tak proste, jak si� wydaje. S�dzia musi zawsze stara� si� ustawi� w miejscu, w kt�rym widzi pi�k� i zawodnik�w, bez ingerencji w akcj�.

Pi�ka No�na A.I.Programownie A.I. Gier

Symulacja Pi�ki No�nej