Como implementar inteligência artificial no Unreal Engine

Editado 3 dias atrás por ExtremeHow Equipe Editorial

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A inteligência artificial (IA) desempenha um papel vital nos jogos eletrônicos modernos, oferecendo aos jogadores a emoção de competir contra oponentes credíveis e inteligentes. O Unreal Engine, um motor de jogo robusto e popular, fornece ferramentas e sistemas extensivos para integrar IA em seu projeto de jogo. Implementar IA no Unreal Engine envolve entender e usar vários componentes essenciais, como árvores de comportamento, controladores de IA, malhas de navegação e quadros de avisos. Neste artigo, vamos nos aprofundar em um guia fácil de implementar inteligência artificial usando essas ferramentas no Unreal Engine.

Uma introdução ao sistema de IA do Unreal Engine

O Unreal Engine é conhecido por sua interface fácil de usar, poderosas capacidades gráficas e uma ampla gama de ferramentas de desenvolvimento. A IA no Unreal Engine basicamente gira em torno do sistema de árvore de comportamento, que permite aos desenvolvedores projetar processos de tomada de decisão complexos para personagens não jogadores (NPCs). Combinados com controladores de IA e outros sistemas de suporte, os desenvolvedores podem criar agentes de IA detalhados e interativos.

Configure seu projeto

Antes de implementar a IA, é importante configurar corretamente seu projeto no Unreal Engine. Aqui está um guia passo a passo para preparar seu ambiente:

1. Crie um novo projeto: Abra o Unreal Engine e crie um novo projeto de jogo. Escolha o template que melhor se adequa ao seu tipo de jogo e certifique-se de selecionar C++ se desejar se aprofundar em scripts personalizados.
2. Configuração básica para IA: Certifique-se de ter elementos básicos do jogo, como cenários ou uma configuração de nível simples, para que você possa testar efetivamente seus componentes de IA. Ter personagens ou antagonistas também será útil.

Entendendo os componentes de IA

O sistema de IA do Unreal Engine é composto de muitas partes que trabalham juntas para produzir comportamentos inteligentes. Abaixo estão os principais componentes com os quais você trabalhará:

Controlador de IA

Os controladores de IA são partes importantes do sistema de IA no Unreal Engine. Eles usam a entrada do jogador ou processos de tomada de decisão para controlar personagens não jogadores.

Para implementar um controlador de IA:

1. Crie uma nova classe C++ derivada de AAIController. Este será seu controlador de IA.
2. Substitua a função conforme necessário. Você pode querer usar a função OnPossess() para configurar seu peão (o personagem sendo controlado) e inicializar suas estratégias de IA.

class MyAIController : public AAIController { // Construtor MyAIController(); // Chamado quando o controlador possui um peão void OnPossess(APawn* InPawn) override; };

Árvore de Comportamento

Árvores de comportamento são usadas para criar árvores de decisão modulares e complexas para o comportamento dos personagens. Elas fornecem uma maneira gráfica de projetar a lógica por trás das decisões de IA.

Passos para criar uma árvore de comportamento:

1. No Content Browser, clique com o botão direito e selecione Create Asset > Artificial Intelligence > Behavior Tree
2. Defina o comportamento adicionando nós à árvore. Nós Composite determinam o fluxo de decisões, enquanto nós Decorator lidam com verificações condicionais e nós Service fornecem lógica de continuação.

Quadro de Avisos

O quadro de avisos atua como um repositório de dados em conjunto com as árvores de comportamento e armazena dados importantes que os nós da árvore podem acessar.

1. Crie um novo quadro de avisos em Create Asset > Artificial Intelligence > Blackboard.
2. Adicione chaves para representar elementos de dados do jogo, como pontos de patrulha, referências a jogadores ou booleanos para representar estados.

Malha de Navegação

A malha de navegação (navmesh) define as áreas transitáveis dentro do seu mundo de jogo, permitindo que personagens controlados pela IA se movimentem livre e naturalmente.

1. Coloque um NavMeshBoundsVolume em seu nível para definir a área na qual a IA pode navegar.
2. Pressione a tecla P para visualizar a malha de navegação. As áreas destacadas em verde são transitáveis.

Implementando IA: Integrando tudo

Depois de configurar os diferentes componentes, é hora de integrar e implementar a IA no Unreal Engine:

Passo 1: Configurando o Controlador de IA

Atribua um controlador de IA ao seu personagem NPC: No painel Detalhes do seu blueprint de personagem, na seção Pawn, defina AI Controller Class para seu controlador de IA personalizado.

Passo 2: Definindo comportamento com árvores de comportamento

Abra sua árvore de comportamento e comece definindo uma sequência de comportamentos.

• Use nós Selector para determinar quais ações realizar com base em condições.
• Crie funções para movimentos ou ações, como funções MoveTo, permitindo que seu NPC se mova para locais-alvo definidos no quadro de avisos.
• Use nós Decorator para verificações lógicas, como determinar se um inimigo está à vista ou tem vida abaixo de um certo limiar.

Passo 3: Gerenciamento de Dados com Quadro de Avisos

Implemente lógica para atualizar o quadro de avisos com dados do mundo do jogo. No seu script do controlador de IA:

void MyAIController::BeginPlay() { // Obtenha o componente do quadro de avisos UseBlackboard(BlackboardComponent, BlackboardAsset); // Defina valores iniciais do quadro de avisos BlackboardComponent->SetValueAsVector(TEXT("HomeLocation"), GetPawn()->GetActorLocation()); }

Passo 4: Trabalhando com Navegação

Certifique-se de que seu personagem de IA possa navegar no ambiente usando a NavMesh que você configurou anteriormente. Verifique se o componente de movimento do personagem está configurado corretamente.

Passo 5: Testar e Iterar

Depois de configurar sua IA, é importante testá-la dentro do nível para garantir que os comportamentos estejam sendo executados conforme planejado. Ferramentas de depuração e registros podem ser inestimáveis aqui.

Otimizando o desempenho da IA

Ao implementar IA em seu jogo, a otimização de desempenho torna-se extremamente importante, especialmente em cenas grandes ou complexas onde muitos personagens de IA estão ativos. Aqui estão algumas diretrizes para aumentar a eficiência:

• Ajuste a malha de navegação: Limite a extensão e a complexidade da sua malha de navegação às áreas necessárias para navegação.
• Uso eficiente do quadro de avisos: Certifique-se de que está armazenando apenas os dados necessários para tomar uma decisão.
• Use lógica simples: Comece com lógica simples e aumente gradualmente a complexidade conforme necessário.

Tópicos avançados

Uma vez que você esteja confortável com os recursos básicos da IA, pode explorar integrações avançadas:

Sistema de Consulta Ambiental (EQS)

EQS pode melhorar a IA fornecendo-lhes dados ambientais para tomar decisões melhores. Consultas podem determinar caminhos, locais-alvo e analisar elementos circundantes.

Integração de Aprendizado de Máquina

Integre componentes de aprendizado de máquina para desenvolver processos de tomada de decisão da IA. O Unreal Engine suporta plugins de terceiros e APIs para aproveitar as capacidades de aprendizado de máquina.

Funções C++ Personalizadas

Crie tarefas e nós de IA complexos usando C++ para definir precisamente ações comportamentais ou modificar funções existentes para fluxos lógicos específicos.

Conclusão

Implementar IA no Unreal Engine envolve a união de vários sistemas, como o controlador de IA, árvore de comportamento, quadro de avisos e malha de navegação. Cada um desempenha um papel único, e juntos permitem a criação de comportamentos sofisticados necessários para jogos modernos. Testes e iterações constantes, juntamente com a otimização de desempenho, são essenciais para garantir que tanto a funcionalidade quanto a diversão do jogo sejam mantidas. Seguindo este guia e explorando técnicas avançadas, você pode desenvolver NPCs inteligentes e envolventes, elevando seu projeto de jogo a novos patamares.

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