Cómo implementar inteligencia artificial en Unreal Engine

Editado 2 Hace unas horas por ExtremeHow Equipo Editorial

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La inteligencia artificial (IA) juega un papel vital en los videojuegos modernos, ofreciendo a los jugadores la emoción de competir contra oponentes creíbles e inteligentes. Unreal Engine, un motor de juego robusto y popular, ofrece herramientas y sistemas extensos para integrar la IA en tu proyecto de juego. Implementar IA dentro de Unreal Engine implica comprender y usar varios componentes esenciales como árboles de comportamiento, controladores de IA, mallas de navegación y tableros. En este artículo, profundizaremos en una guía fácil de seguir para implementar inteligencia artificial usando estas herramientas dentro de Unreal Engine.

Una introducción al sistema de IA de Unreal Engine

Unreal Engine es conocido por su interfaz fácil de usar, potentes capacidades gráficas y una amplia gama de herramientas de desarrollo. La IA en Unreal Engine básicamente gira en torno al sistema de árboles de comportamiento, que permite a los desarrolladores diseñar procesos de toma de decisiones complejas para personajes no jugadores (NPCs). Combinado con controladores de IA y otros sistemas de soporte, los desarrolladores pueden crear agentes de IA detallados e interactivos.

Configura tu proyecto

Antes de implementar la IA, es importante configurar tu proyecto correctamente en Unreal Engine. Aquí hay una guía paso a paso para preparar tu entorno:

1. Crea un nuevo proyecto: Abre Unreal Engine y crea un nuevo proyecto de juego. Elige la plantilla que mejor se adapte a tu tipo de juego y asegúrate de seleccionar C++ si deseas profundizar en la escritura de scripts personalizados.
2. Configuración básica para la IA: Asegúrate de tener elementos básicos de juego como escenarios o una configuración de nivel simple para que puedas probar eficazmente tus componentes de IA. Tener personajes o antagonistas también será útil.

Comprender los componentes de la IA

El sistema de IA de Unreal Engine está compuesto por muchas partes que trabajan juntas para producir comportamientos inteligentes. A continuación, se presentan los componentes principales con los que trabajarás:

Controlador de IA

Los controladores de IA son partes importantes del sistema de IA en Unreal Engine. Usan la entrada del jugador o procesos de toma de decisiones para controlar personajes no jugadores.

Para implementar un controlador de IA:

1. Crea una nueva clase C++ derivada de AAIController. Este será tu controlador de IA.
2. Reemplaza la función según sea necesario. Es posible que desees usar la función OnPossess() para configurar tu peón (el personaje que se controla) e inicializar tus estrategias de IA.

class MyAIController : public AAIController { // Constructor MyAIController(); // Llamada cuando el controlador posee un peón void OnPossess(APawn* InPawn) override; };

Árbol de Comportamiento

Los árboles de comportamiento se utilizan para crear árboles de decisiones modulares y complejos para el comportamiento de personajes. Proporcionan una forma gráfica de diseñar la lógica detrás de las decisiones de IA.

Pasos para crear un árbol de comportamiento:

1. En el Navegador de Contenidos, haz clic derecho y selecciona Crear Activo > Inteligencia Artificial > Árbol de Comportamiento
2. Define el comportamiento agregando nodos al árbol. Los nodos compuestos determinan el flujo de decisiones, mientras que los nodos decoradores manejan comprobaciones condicionales y los nodos de servicio proporcionan lógica de continuación.

Tablero

El tablero actúa como un repositorio de datos junto con los árboles de comportamiento y almacena datos importantes a los que los nodos del árbol pueden acceder.

1. Crea un nuevo tablero bajo Crear Activo > Inteligencia Artificial > Tablero.
2. Agrega claves para representar elementos de datos del juego, como puntos de patrulla, referencias de jugadores o booleanos para representar estados.

Malla de Navegación

La malla de navegación (navmesh) define las áreas transitables dentro de tu mundo de juego, permitiendo a los personajes controlados por IA moverse libre y naturalmente.

1. Coloca un NavMeshBoundsVolume en tu nivel para definir el área que la IA puede navegar.
2. Presiona la tecla P para ver la malla de navegación. Las áreas resaltadas en verde son transitables.

Implementación de IA: Integrándolo

Una vez que tienes los diferentes componentes configurados, es hora de integrar e implementar la IA dentro de Unreal Engine:

Paso 1: Configurar el Controlador de IA

Asigna un controlador de IA a tu personaje NPC: En el panel de Detalles de tu blueprint de personaje, bajo la sección Peón, configura la Clase de Controlador de IA para tu controlador de IA personalizado.

Paso 2: Definir el comportamiento con árboles de comportamiento

Abre tu árbol de comportamiento y comienza a definir una secuencia de comportamientos.

• Usa nodos Selector para determinar qué acciones realizar en función de las condiciones.
• Crea funciones para movimientos o acciones, como las funciones MoveTo, permitiendo a tu NPC moverse a ubicaciones objetivo establecidas en el tablero.
• Usa nodos Decorator para comprobaciones lógicas, como determinar si un enemigo está a la vista o tiene salud por debajo de un cierto umbral.

Paso 3: Gestión de Datos con el Tablero

Implementa lógica para actualizar el tablero con datos del mundo del juego. En tu script de controlador de IA:

void MyAIController::BeginPlay() { // Obtener el componente de tablero UseBlackboard(BlackboardComponent, BlackboardAsset); // Establecer valores iniciales del tablero BlackboardComponent->SetValueAsVector(TEXT("HomeLocation"), GetPawn()->GetActorLocation()); }

Paso 4: Trabajar con Navegación

Asegúrate de que tu personaje de IA pueda navegar por el entorno usando el NavMesh que configuraste anteriormente. Verifica si el componente de movimiento del personaje está configurado correctamente.

Paso 5: Prueba e Iteración

Después de configurar tu IA, es importante probarla dentro del nivel para asegurarte de que los comportamientos se ejecutan como está previsto. Las herramientas de depuración y los registros pueden ser invaluables aquí.

Optimización del rendimiento de la IA

Al implementar IA en tu juego, la optimización del rendimiento se vuelve extremadamente importante, especialmente en escenas grandes o complejas donde muchos personajes de IA están activos. Aquí hay algunas pautas para aumentar la eficiencia:

• Ajusta la malla de navegación: Limita la extensión y complejidad de tu malla de navegación a las áreas necesarias para la navegación.
• Uso eficiente del Tablero: Asegúrate de que solo estás almacenando los datos necesarios para tomar una decisión.
• Usa lógica simple: Comienza con lógica simple y aumenta gradualmente la complejidad según sea necesario.

Temas avanzados

Una vez que te sientas cómodo con las características básicas de la IA, puedes explorar integraciones avanzadas:

Sistema de Consulta Ambiental (EQS)

EQS puede mejorar la IA al proporcionarles datos ambientales para tomar mejores decisiones. Las consultas pueden determinar caminos, ubicaciones objetivo y analizar elementos circundantes.

Integración de Aprendizaje Automático

Integra componentes de aprendizaje automático para desarrollar los procesos de toma de decisiones de la IA. Unreal Engine admite complementos y API de terceros para aprovechar las capacidades de aprendizaje automático.

Funciones personalizadas en C++

Crea tareas y nodos de IA complejos usando C++ para definir precisamente acciones de comportamiento o modificar funciones existentes para flujos lógicos específicos.

Conclusión

Implementar IA en Unreal Engine implica vincular varios sistemas como el controlador de IA, el árbol de comportamiento, el tablero y la malla de navegación. Cada uno desempeña un papel único, y juntos permiten la creación de comportamientos sofisticados necesarios para los juegos modernos. Las pruebas y iteraciones constantes, junto con la optimización del rendimiento, son esenciales para garantizar que tanto la funcionalidad como el disfrute del juego se mantengan. Siguiendo esta guía y explorando técnicas avanzadas, puedes desarrollar NPCs inteligentes y atractivos, llevando tu proyecto de juego a nuevos niveles.

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