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「 次世代ゲームにおける自動生成技術 」
2007/12/15
ゲームAI連続セミナー
第6回
三宅 陽一郎
https://www.facebook.com/youichiro.miyake
http://www.linkedin.com/in/miyayou
http://www.slideshare.net/youichiromiyake
twitter: @miyayou
y.m.4160@gmail.com
IGDA日本 ゲームAI連続セミナー(全6回)
第1回 Killzone 知識表現(世界表現)
第2回 F.E.A.R プランニング
第3回 ChromeHounds マルチエージェント
第4回 Halo2 階層型有限状態機械
第5回 N.E.R.O 進化と学習
技術的地平を「なるべく遠くまで見せる」 そして開発へ…
イラスト: アンの小箱 http://www.anne-box.com/
より広い技術的フィールドで
開発者が楽しくゲームのAIを開発できるようにしよう!
コンテンツ
序章 バックグラウンド
第1章 プロシージャルとは何か?
第2章 自動生成技術
第3章 プロシージャルAI
第4章 Spore に見るプロシージャル
第5章 まとめ
序章
始まり…
こういうことを考えてみます。
もし、この世界が毎日、全く変化をしなかったら…
毎日が同じくり返しなら、
新しいニュースが全くなかったのなら、
それはそれはとても退屈なことだろう、と。
これから1000年、
これまでと同じようにゲーム開発をしなさい、
と言われたら、それはそれは恐ろしく退屈なことだろう。
変化
毎日が違う毎日で、
見上げる空は一つとして同じ雲がなく、
四季が巡り、風の薫りが変わって行き、
夜と朝が来て、
どんなりんごも違う味がする。
朝起きて、毎日が違う毎日で、
楽しいことばかりではないけれど、
新しいことに出会えると思うから、
期待に満ちて生きることができるのかもしれない。
ゲームの世界はどうだろうか?
出発点
Chromehounds, FromSoftware 2006 北海道、美瑛
Photo by (c)Tomo.Yun http://www.yunphoto.net
ゲームの世界は十分に変化できる力を持っているだろうか?
変化するコンテンツと、変化しないコンテンツ
変化するコンテンツ
の面白さ
変化しないコンテンツ
の面白さ
ゲームの悦び
古典ゲーム &
シューティング
自動生成ゲーム &
オンラインゲーム &
対戦ゲーム
対戦
この数年のゲームコンテンツの流れ
(1) オンラインゲームの拡大
毎日、新しい人に出会える。
新しいプレイ、新しいコンテンツ
(2) ユーザー・クリエイト・コンテンツ
ユーザーによって毎日更新される新しいコンテンツ
インターネットやオンライン環境を通して、我々は既に、
毎日新しく、そしてオンリーワンのコンテンツに出会うことに
慣れてしまった…。
オンラインとオフライン
エンターテイナーの側からゲームを見る
= ユーザーを飽きさせてはならない
オンライン
オフライン
コンテンツ配信が可能、拡張パック
コンテンツ配信が可能、拡張パック
ユーザー同士のコミュニケーション
電源を入れたときに、新しい何かに出会えると期待できるのは、
どちらだろうか?
コンテンツを柔軟に変化させる力
オフラインが不利なわけではない。
オンラインゲームも、さらに、オフラインゲームではなおさら、
そして、小さなプロダクションでも、
比較的、少ない労力でも、
既存のコンテンツを変化させ、
コンテンツを生成する技術がある。
それが、今回テーマとする
プロシージャル(手続き的自動生成)な技術
です。
プロシージャルとは?
プロシージャル(Procedural)
= 計算による、連続した操作による
ゲーム空間、デジタル空間において、
自身の連続操作によって自律的な力を持つファクター
デジタルゲームでは?
(例) 自動生成、自律的なAI
Procedural Contents Generation Procedural AI
プロシージャル –
固定された世界から変化する世界へ
ディジタル・ワールド
固定モデル 固定テクスチャー 固定アニメーション 固定AI 固定インタラクション
!
プロシージャル –
固定された世界から変化する世界へ
ディジタル・ワールド
固定モデル 固定テクスチャー 固定アニメーション 固定AI 固定インタラクション
変形するモデル 生成するテクスチャー 生成するアニメーション 認識・判断するAI 即応インタラクション
固定した世界
変化する世界 Procedural World
!
(物理)
プロシージャル –
固定された世界から変化する世界へ
ディジタル・ワールド
固定モデル 固定テクスチャー 固定アニメーション 固定AI 固定インタラクション
変形するモデル 生成するテクスチャー アニメーション生成 認識・判断するAI 即応インタラクション
固定した世界
変化する世界 Procedural World(全てが計算される世界)
!
(物理)
Demoscene (.farbrausch)
• 64kbから映像を
生成する
http://www.farb-rausch.com
http://212.202.219.162/home
デモ
fr-08: .the .product
.farbrausch demos
theDemoscene/fr08_final
http://www.farb-rausch.com
デモシーナー が教えてくれること
固定データ
特徴 作成コスト
完全にコントロール
ロード時間
容量が大きい
生成されるデータ
特徴 容量が小さい
アルゴリズムで自動生成
計算量が多い(ロードではなく計算)
(1)「コンテンツ=データ」ではない。 それは生成できるものだ。
(2)大きな(巨艦大砲的な)ゲームもプロシージャルに作成すれば
手間もコストもデータ量も抑えて作ることができる
新しいゲーム製作のコンセプト
そして、プロシージャルの
もう一つの側面
リアリティーの追求
出発点
Chromehounds FromSoftware 2006 北海道の美瑛
Photo by (c)Tomo.Yun http://www.yunphoto.net
自然法則(物理、化学、生物…)
社会、経済、政治、心理
知性(精神の運動、自然現象の一つ。特別ではない)
ダイナミクス
データと演算による処理
+
アルゴリズム
ディジタル・ワールド
リアル・ワールド
http://www.yunphoto.net/jp.k/w176/php/photobase/yp947.php
出発点
ディジタル・ワールド リアル・ワールド
2D
3D
Network+ 物理+ AI+
ゲーム・テクノロジー、ゲームそのもの = リアリティーの追求
しかし、まだ決定的に足りていないものがある。
!
Photo by (c)Tomo.Yun http://www.yunphoto.net
リアリティーの追求
http://www.yunphoto.net/jp.k/w176/php/photobase/yp947.php
出発点
ディジタル・ワールド
!
リアル・ワールド
2D
3D
Network+ 物理+ AI+ プロシージャル+
舞台セット、遊園地(お化け屋敷) 動的な運動からなる現実世界
生成・変化・消滅する世界固定化した世界
躍動する世界を実現する技術=プロシージャル技術
Photo by (c)Tomo.Yun http://www.yunphoto.net
アルゴリズムによって、より豊かに世界を動かす
コンテンツ
序章 バックグラウンド
第1章 プロシージャルとは何か?
第2章 自動生成技術
第3章 プロシージャルAI
第4章 Spore に見るプロシージャル
第5章 まとめ
第1章 プロシージャルとは何か?
プロシージャルとは?
プロシージャル(Procedural)
= 計算による、連続した操作による
ゲーム空間、デジタル空間において、
自身の連続操作によって自律的な力を持つファクター
デジタルゲームでは?
(例) 自動生成、自律的なAI
Procedural Contents Generation Procedural AI
プロシージャル① コンテンツ生成
プログラムによって
モデルを自動生成する
人の手によって
モデリングを行う
①アプローチ1
②アプローチ2
デジタル空間で草原を作りなさい
void gen(){
if(unit_length >MAX_LENGTH) { add_stem(); return; }
add_rings(current_stem);
if(steps > 1000);return;
gen();
}
int make(){ gen(); return; }
2003, Youichiro Miyake
たくさんの演算によってモデルを生成する
コンテンツ自動生成 (Procedural Contents
プロシージャル
反復関数法
アルゴリズム
プロシージャル技術 ゲームデザインへ
プロシージャル② AI
ゲーム世界に適応したAIを作りなさい
①アプローチ1
イベントに対して
決められた行動を
する
こんぼうは
120ゴール
ドになりま
す
②アプローチ2
話しかけられた 武器を出した!
Attack!
周囲の情報を
(アルゴリズム、
プログラムによって)
解析して
判断して行動する
プロシージャル
たくさんの演算によってキャラクターの行動を決定する
プロシージャル AI (Procedural AI )
Killzone AI:Dynamic Procedural Combat Tactics
プロシージャル技術 ゲームデザインへ
デジタルゲームにおけるプロシージャル
プロシージャル(Procedural) = 計算による、連続した手続きによる
Procedural
周囲の状況を処理して
行動するAI
- CG
- アニメーション
- 会話
- ダンジョン
- 動的位置検出
- FSM
- プランニング
コンテンツ自動生成 プロシージャル AI
FC SFC SS, PS PS2,GC,Xbox Xbox360, PS3, Wii
DC (次世代)
TV game
3D
Network
成長期
成熟期
インパクト
Hardware
デジタルゲーム世界の変遷
時間軸20051999
AI
Physics
Procedural
オンラインとオフライン
エンターテイナーの側からゲームを見る
= ユーザーを飽きさせてはならない
オンライン
オフライン
コンテンツ配信が可能、拡張パック
コンテンツ配信が可能、拡張パック
ユーザー同士のコミュニケーション
どこまでコンテンツが変わって行くだろうか?
+プロシージャル
+プロシージャル
プロシージャル –
固定された世界から変化する世界へ
ディジタル・ワールド
変形するモデル 生成するテクスチャー アニメーション生成 認識・判断するAI 即応インタラクション
変化する世界
固定モデル 固定テクスチャー 固定アニメーション 固定AI 固定インタラクション
固定した世界
ハイブリッド(= 次世代ゲーム)
ゲームデザインの意図に沿ってあるところは固定し、あるところは変化するようにする
プロシージャルはゲームワールドの圧倒的な拡大を与える
物理Procedural AI
CPU負荷が高い
計算時間を取る
作成アルゴリズムだけ
ロードが長い
容量を取る
作成コストが高い
これまで固定だと思っていたコンテンツがゲーム内で変化できるものになる
一体、どのようなゲームが可能になるのだろうか?
コンテンツ
序章 バックグランド
第1章 プロシージャルとは何か?
第2章 自動生成技術
第3章 プロシージャルAI
第4章 Spore に見るプロシージャル
第5章 まとめ
ゲーム開発技術と製作セオリー
ゲーム製作理論
(誰もが暗黙のうちに持っている)
ゲーム・テクノロジー
time
time
ゲーム開発技術と製作セオリー
ゲーム製作理論
(誰もが暗黙のうちに持っている)
ゲーム・テクノロジー
2005
ゲーム製作理論
ゲーム・テクノロジー
+プロシージャル
プロシージャル に対応して、新しく(各自の)ゲーム製作理論を拡張
する必要がある。
今日のテーマ
プロシージャル技術から、新しく可能なゲームの形を確実に捉える
Procedural
ゲーム開発のための新しく広大な土地の上に、
多様で豊富なコンテンツを作り上げる
コンテンツ
序章 バックグラウンド
第1章 プロシージャルとは何か?
第2章 自動生成技術
第3章 プロシージャルAI
第4章 Spore に見るプロシージャル
第5章 まとめ
これから、プロシージャルの主要な技術を紹介します。
技術者の方は、シンプルな仕組みとその効果を、
企画の方は、その技術が、
ゲームコンテンツのどの部分をどのように変えて行き、
自分のゲームデザインにどう活かせるか、
に注目してお聞きください。
第2章 自動生成技術
数多くの研究がありますが、
特にゲームに関係するものだけをまとめます。
プロシージャル・ゲーム開発の流れをつかむ
プロシージャル・コンテンツ
モデル自動生成
テクスチャー生成
アニメーション生成
認識・判断するAI
即応インタラクション
Procedural Texture
Deformable Model
Animation Synthesis
物理
Procedural AI
人工市場
会話・ストーリー生成 Story Generation
Artificial Societies
地球シミュレーター Earth Simulator究極
(世界シミュレーターという意味で)
街生成 City Generation
ゲームに応用される様々なプロシージャル
インゲーム
開発
完全に自動生成ユーザーと協調して作成
ダンジョン自動生成
ゲームにとってプロシージャルの3つの大切なこと
(1)多様性 バリエーションを持つこと
プロシージャルのレゾンデートル(存在理由)
ゲーム世界の奥深さの演出
(2)意外性 驚きがあること
ユーザーを喜ばせる、レア、
ゲームの奥深さの演出
(3)クオリティー ゲーム性にあった質を持っていること
ユーザーに対するマナー
製品のレベル
ユーザーを電源を入れるたびにわくわくさせるこ
と! 新しいコンテンツとの出会い、ゲーム世界の奥深さの演出
コンテンツ
序章 バックグラウンド
第1章 プロシージャルとは何か?
第2章 自動生成技術
① ダンジョン自動生成
② グラフィック自動生成
③ アニメーション自動生成
④ 会話自動生成
⑤ 街自動生成
第3章 プロシージャルAI
第4章 Spore に見るプロシージャル
第5章 まとめ
①ダンジョン自動生成
Rogue Clone
ローグライクゲーム
プロシージャルの歴史: ダンジョン自動生成
1980
Rogue
不思議のダンジョン
1993~
ブルードラゴン
Hellgate:London
2006
CODED ARMS
2005
ティル・ナ・ノーグ
1987~
Diablo
1996 2007
1980
FF11
2007
マビノギ
TOEO
2004
2006
MMOにおける応用
NetHack
1987
システムソフト
Blizzard
チュンソフト
KONAMI
Microsoft
flagshipstudio
namco
Square Enix
nexon
自動生成ダンジョンの面白さ
固定したダンジョン
特徴
企画(米ではレベルデザイナー)
による入念な設計と仕掛け
何度プレイしても同じ
自動生成ダンジョン
特徴
入るたびに変わるダンジョン
生成されるダンジョンのクオリティー
覚えゲーにならないですむ
ダンジョン生成法Rogue Clone
ローグライクゲーム
Rogue NetHack
棒倒し法
穴掘り法
壁延ばし法
Ishida So, 「迷路のプログラム」, 2005
迷路自動生成法
その他、いろいろな方がいろいろなところで独自のアルゴリズムを開発
ismaze5 iMaze5
デモ
自動迷路生成
iMaze5
Ishida So, 「迷路のプログラム」, 2005
ダンジョン生成法Rogue Clone
ローグライクゲーム
Rogue NetHack
Racanhack
ダンジョン自動生成法
源馬照明, 「Racanhack コード解説」, 2005
問題は、どう使いこなすか?
もっと探求するべきテーマがある
②条件を付けて自動生成①部分的に自動生成
ゲーム条件に応じた自動生成
③3Dダンジョン自動生成
こういった研究は研究者は行わない。
各企業で研究を進めるしかない。
自動生成ダンジョンゲームの意義
自動生成ダンジョンは、プロシージャル・コンテンツの
使い方を長い時間に渡って提示して来た
Rogue は、小さいシステムながら、プロシージャルを
使った優れたゲームデザインの典型であった
他のプロシージャルの分野では、
こういった典型がまだない。
ゲーム開発者がこれから見出して行かなければならない
References
(1) Ishida So, 「迷路のプログラム」, 2005,
http://www5d.biglobe.ne.jp/~stssk/maze/
(2)源馬照明, 「Racanhack コード解説」, 2005 ,
http://racanhack.sourceforge.jp/rhdoc/
Figures on the pages are from these references.
コンテンツ
序章 バックグラウンド
第1章 プロシージャルとは何か?
第2章 自動生成技術
① ダンジョン自動生成
② グラフィック自動生成
③ アニメーション自動生成
④ 会話自動生成
⑤ 街自動生成
第3章 プロシージャルAI
第4章 Spore に見るプロシージャル
第5章 まとめ
②グラフィックス自動生成
I. 地形自動生成
II. 植物自動生成
III. 雲自動生成
プロシージャルの歴史: CG1980
フラクタル・イメージ
地形自動生成
植物自動生成
雲自動生成
フラクタル
幾何学
1975
SIGGRAPH 1987
フラクタル幾何学を基礎とした
プロシージャルなモデル生成
テクスチャ自動生成
3Dモデル生成
1997,2002
パリン・ノイズ
2Dモデル生成
1988 20031994
20001990
Terragen
natFX MAX
SpeedTree
Pro FX
フラクタルの思想
http://www.mt.crimea.com/climb/red_stone.htm
フラクタルの思想
http://www.geocities.jp/tsushimanaika/_gl_images_/200605062144000.jpg
フラクタルの思想
自然のパターンというのは、
同じ模様がスケールを変えてくり返されている
http://www.mt.crimea.com/climb/red_stone.htm http://image.blog.livedoor.jp/haglofsstore/imgs/5/8/58234b04.jpghttp://www.geocities.jp/tsushimanaika/_gl_images_/200605062144000.jpg
フラクタルの思想
自然のパターンというのは、
同じ模様がスケールを変えてくり返されている
http://weblog.seki.net/image/20070118_0008_b.jpg
フラクタルの思想
自然のパターンというのは、
同じ模様がスケールを変えてくり返されている
http://blog.so-net.ne.jp/photo-library/archive/c40380796
フラクタルの思想
自然のパターンというのは、
同じ模様がスケールを変えてくり返されている
同じ模様をスケールを変えて重ねれば
自然のオブジェクトに見えるはずだ
http://wwwitblpg.kansai.jaea.go.jp/itblpg/resource/Fractal/topics/fractal_topics01.html
フラクタルの思想
自然のパターンというのは、
同じ模様がスケールを変えてくり返されている
同じ模様をスケールを変えて重ねれば
自然のオブジェクトに見えるはずだ
フラクタルによるグラフィクス生成
http://en.wikipedia.org/wiki/Fractal
②グラフィックス自動生成
I. 地形自動生成
II. 植物自動生成
III. 雲自動生成
IV. パスデータ自動生成
地形自動生成
中点変位法
h
h/2
h/4
h/4
h/8
h/8
スケーリングに応じて、振れ幅を変えていく
フラクタルイメージ―理論とプログラミング (ハードカバー)
ハインツ・オットー パイトゲン(編集), ディートマー ザウペ(編集), 山口 昌哉(翻訳)
シュプリンガー・フェアラーク東京 (1990/08)
中点変位法によるフラクタル曲線の描画,
http://nis-lab.is.s.u-tokyo.ac.jp/~hasimoto/applet/CG/FractalLine.html
地形自動生成
Jacob Olsen, Realtime Procedural Terrain Generation
http://oddlabs.com/download/terrain_generation.pdf
2次元中点変位法 ボロノイ図
ノイズ法(濃い=低い、白い=高い)
+ =
Ken Musgrave
http://www.kenmusgrave.com/
Terragen(Planetside Software)
風景、自動生成生成ソフト
http://www.planetside.co.uk/terragen/
海外のゲームや映画の背景として利用されている
文字列からの地形自動生成
Darwinia(Introversion Software)
(1) 4人で製作
(2) ベッドルーム・プログラマー2人
(3) グラフィッカー 0人
(4) 2006年 Independent game festival 大賞
技術情報 未公開
Introversion Software, "Procedural Content Generation", GameCareerGuide.com, 2007
小さなプロダクションでも
プロシージャルを使うことで
質の高い大きなゲームを
作ることができる可能性を
知らしめて、英語圏の
ゲーム関係者に衝撃と注目
を集めている
4gamers(体験版):http://www.4gamer.net/patch/demo/darwinia/darwinia.shtml
Age of Empires III における地形自動生成
西川善司, 「3DゲームファンのためのAGE OF EMPIRESエンジン講座(後編)こだわりの影生成と算術合成
されるディテール、次回作はXbox2?」, GAME Watch, 2005
References
(1) Jacob Olsen,Realtime Procedural Terrain Generation
http://oddlabs.com/download/terrain_generation.pdf
(2) Ken Musgrave
http://www.kenmusgrave.com
(3) Terragen(Planetside Software)
http://www.planetside.co.uk/terragen
(4) Introversion Software, "Procedural Content Generation",
GameCareerGuide.com, 2007
http://www.gamecareerguide.com/features/336/procedural_content_.php
(5)西川善司, 「3DゲームファンのためのAGE OF EMPIRESエンジン講座(後
編)こだわりの影生成と算術合成されるディテール、次回作はXbox2?」,
GAME Watch, 2005
http://watch.impress.co.jp/game%2Fdocs/20050313/aoe3.htm
Figures on the pages are from these references.
②グラフィックス自動生成
I. 地形自動生成
II. 植物自動生成
III. 雲自動生成
IV. パスデータ自動生成
植物自動生成
Since 1968 A. Lindenmayer
L-system 文法規則 構成要素 F,+,-,[,]
規則 F F[-F]F[+F][F]
F
0世代 1世代
F[-F]F[+F][F] F[-F]F[+F][F][- F[-F]F[+F][F]] F[-F]F[+F][F][+ F[-F]F[+F][F]][F[-F]F[+F][F]]
2世代
F - まっすぐ進む
+ 30度左回転 ー 30度右回転 []内は個別のスタック
解釈
研究分野としては
人工生命、CGにまたがる
植物自動生成
Since 1968 A. Lindenmayer
L-system 文法規則
構成要素 F,+,-,[,]
規則 F-> F[-F]F[+F][F]
F
0世代 1世代
F[-F]F[+F][F]
2世代 3世代 4世代 5世代
Simulating plant growth by Marco Grubert http://www.acm.org/crossroads/xrds8-2/plantsim.html
The Sketch L-System:
Global Control of Tree Modeling Using Free-form
Strokes
Takashi Ijiri, Shigeru Owada, Takeo Igarashi.
The Sketch L-System:
Global Control of Tree Modeling Using Free-form Strokes
http://www-ui.is.s.u-tokyo.ac.jp/~ijiri/SketchLSystem/index.html
L-system を用いて簡単な操作で木のモデルを作成するツール
デモ
The Sketch L-system
SG06_SketchLSystem
Takashi Ijiri, Shigeru Owada, Takeo Igarashi.
The Sketch L-System: Global Control of Tree Modeling Using Free-form Strokes
http://www-ui.is.s.u-tokyo.ac.jp/~ijiri/SketchLSystem/index.html
発展:確率的 L-system
構成要素 F,+,-,[,]
規則 F -> F[+F]F[-F]F 0.33
F -> F[+F]F 0.33
F -> F[-F] 0.33
植物以外に使えないだろうか? じっと見る
Simulating plant growth by Marco Grubert http://www.acm.org/crossroads/xrds8-2/plantsim.html
規則を変えればいろいろな模様が自動的に生成される
L-system によるダンジョン自動生成(三宅案)
variables : X Y F
constants : + −
start : FX
rules : (X → X+YF+),(Y → -FX-Y)
angle : 90°
http://en.wikipedia.org/wiki/L-system
L-system による街の自動生成
City Engine(central pictures)
Yoav I H Parish, Pascal Müller
http://www.centralpictures.com/ce/tp/paper.pdf
http://www.centralpictures.com/ce/
George Kelly, Hugh McCabe,
A Survey of Procedural Techniques for City Generation
http://www.gamesitb.com/SurveyProcedural.pdf
L-system による街の自動生成
City Engine(central pictures)
Yoav I H Parish, Pascal Müller
http://www.centralpictures.com/ce/tp/paper.pdf
自動生成マップ
Introversion Software, "Procedural Content Generation", GameCareerGuide.com, 2007
技術者に大切なこと
一つのプロシージャル技術は、
一つの用途だけでなく、
自分のアイデア一つでいろいろな応用ができる
References
(1) Simulating plant growth by Marco Grubert
http://www.acm.org/crossroads/xrds8-2/plantsim.html
(2) L-System Wiki
http://en.wikipedia.org/wiki/L-system
(3) The Sketch L-System:
Global Control of Tree Modeling Using Free-form Strokes
http://www-ui.is.s.utokyo.ac.jp/~ijiri/SketchLSystem/index.html
(4) Yoav I H Parish, Pascal Müller
http://www.centralpictures.com/ce/tp/paper.pdf
(5) City Engine(central pictures) http://www.centralpictures.com/ce/
(6) George Kelly, Hugh McCabe,
A Survey of Procedural Techniques for City Generation
http://www.gamesitb.com/SurveyProcedural.pdf
Figures on following pages are from these references.
②グラフィックス自動生成
I. 地形自動生成
II. 植物自動生成
III. 雲自動生成
IV. パスデータ自動生成
雲の自動生成
雲テクスチャー自動生成 雲の3Dモデル自動生成
いろいろなツール上の生成を通して、
よく使われている。
これから
背景として利用 オブジェクト
Volumetric procedural model
雲の自動生成
雲テクスチャー自動生成
Cloud Cover http://freespace.virgin.net/hugo.elias/models/m_clouds.htm
Kim Pallister,Generating Procedural Clouds in real time on 3D HW
http://www.intel.com/cd/ids/developer/asmo-na/eng/segments/games/20534.htm?page=11
基本方針
2次元のノイズを作りましょう
(0~1の値に応じて
塗り分けている)
If value is < 0.5 blue
If value is > 0.5, blend
blue to white
値が大きいところは青く、
小さいところは、値に応じて
白と青を混ぜた色を塗る
どんなノイズがよいのだろう?
自然界にあるノイズパターンって何だろう?
パリン・ノイズ
Perlin Noise
階層的な分解能の波長を足し合わせて作るノイズ
2倍ずつ細かくなっています
=
result
Perlin Noise, http://freespace.virgin.net/hugo.elias/models/m_perlin.htm
変化する雲の作り方
Kim Pallister, Generating Procedural Clouds in real time on 3D HW
http://www.intel.com/cd/ids/developer/asmo-na/eng/segments/games/20534.htm?page=5
雲の自動生成
基本方針
雲の3Dモデル自動生成
1
9
22
9
17
9
4
)( 2
2
4
4
6
6

R
r
R
r
R
r
rFcub
Wyvill’s standard cublic function
ある点を中心とした密度を
ピクセルボックス毎に計算
   
i
cubiimplcit qpFwpDensity )(
エレメントごとに足し合わせる
David S. Ebert ,Volumetric Procedural Implicit Functions,
http://www.csee.umbc.edu/~ebert/cloud
F. Kenton Musgrave, Darwyn Peachey, Ken Perlin, Steven Worley, David S. Ebert,
“Texturing & Modeling: A Procedural Approach 第3版”,
Morgan Kaufmann Series in Computer Graphics and Geometric Modeling, 2002
David S. Ebert ,Volumetric Procedural Implicit Functions, http://www.csee.umbc.edu/~ebert/cloud
Microsoft Flight Simulator 2004
Mark.J.Harris,REALISTIC CLOUD ILLUMINATION
http://www.markmark.net/clouds/index.htm
ビルボードからの様々なレンダリング効果を重ねてリアリティーのある空を再現
(Skywork、GDCで発表)
Microsoft Flight Simulator 2004
Niniane Wang ,Realistic and Fast Cloud Rendering
http://jgt.akpeters.com/papers/Wang04/
Mark Harris の方法を発展させる
Microsoft Flight Simulator 2004
8つのリング状の背景とビルボードによる写し込み
Niniane Wang ,Realistic and Fast Cloud Rendering
http://jgt.akpeters.com/papers/Wang04/
デモ
Microsoft Flight Simulator 2004
Niniane Wang ,Realistic and Fast Cloud Rendering
http://jgt.akpeters.com/papers/Wang04/
References
(1) hugo.elias Cloud Cover
http://freespace.virgin.net/hugo.elias/models/m_clouds.htm
(2) Kim Pallister,Generating Procedural Clouds in real time on 3D
HW
http://www.intel.com/cd/ids/developer/asmo-
na/eng/segments/games/20534.htm?page=11
(3) David S. Ebert ,Volumetric Procedural Implicit Functions
http://www.csee.umbc.edu/~ebert/cloud
(4) Mark.J.Harris,REALISTIC CLOUD ILLUMINATION
http://www.markmark.net/clouds/index.htm
(5) Niniane Wang ,Realistic and Fast Cloud Rendering
http://jgt.akpeters.com/papers/Wang04/
(6) Perlin Noise,
http://freespace.virgin.net/hugo.elias/models/m_perlin.htm
Figures on the pages are from these references.
②グラフィックス自動生成
I. 地形自動生成
II. 植物自動生成
III. 雲自動生成
IV. パスデータ自動生成
クロムハウンズにおけるナビゲーションメッ
シュ
(1) 30000 – 80000 メッシュ
(2) 複雑な地形にも対応
(3) メッシュを当りモデルから自動生成
(4) マルチ分解能
(5) 地形表面の性質(雪、砂など)の情報が埋め込まれたメッシュ
山岳、街、湖など、80に及ぶバリエーションに富んだマップに対し、
単一のデータ形式、アルゴリズムで対応することが出来た(汎用性)。
ナビゲーションメッシュ工程
あたりモデル
第1次中間データ
第2次中間データ
第3次中間データ
ナビゲーション
メッシュ
デバッグ
配置オブジェクトとのあたりを取る(3D Studio Max plugin)
ポリゴンを削減する(3D Studio Max)
プログラムで地形と表面の情報を埋め込む
ポリゴンを削減する (3D Studio Max)
NavMesh.avi
デモ
自動生成されたナビゲーションメッシュ
NavMesh
References
(1)三宅陽一郎: クロムハウンズにおける人工知能開発から見る
ゲームAIの展望, CEDEC2006講演資料 (2006) .
http://www.igda.jp/modules/mydownloads/ より
(2) 三宅陽一郎:人工知能が拓くオンラインゲームの可能性,
AOGC2007講演資料 (2007) .
http://www.bba.or.jp/AOGC2007/2007/03/download.html
Figures on the pages are from these references.
コンテンツ
序章 バックグラウンド
第1章 プロシージャルとは何か?
第2章 自動生成技術
① ダンジョン自動生成
② グラフィック自動生成
③ アニメーション自動生成
④ 会話自動生成
⑤ 街自動生成
第3章 プロシージャルAI
第4章 Spore に見るプロシージャル
第5章 まとめ
http://ps3.ign.com/articles/705/705489p1.html
プロシージャルの歴史: アニメーション編
1980
遺伝的アルゴリズムによる
アニメーション生成
オックスフォード大学
Indiana Jones
物理的なインタラクションからアニメーションを自動生成
弾性体のアニメーション
ワシントン大学
植物のアニメーション
CryEngine2
natural motion, http://www.naturalmotion.com
SpeedTree, http://www.speedtree.com/
SpeedTree(IDV) in Oblivion
森のモデルを作るのがたいへん。
(葉から枝、アニメーション)
SpeedTree: モデル生成から、インゲーム実装までをサポート
アニメーションでは
葉の揺れまでを設定可能
天候による違いまで
演出可能
Procedural
ではない
SpeedTree, http://www.speedtree.com/
Crysis における植物アニメーション自動生成
Procedural vertex-animation(OceanWater)
http://b0rken.dk/hornet/shaders/proc_water.html
Procedural Vertex Animation
tiago_gpuGems3_1280_mpeg
デモ
Procedural Vertex Animation
Support/cg_sinwave
Procedural vertex-animation(OceanWater)
http://b0rken.dk/hornet/shaders/proc_water.html
Crysis における植物アニメーション自動生成
Tiago Sousa, "Chapter 16: Vegetation Procedural Animation and Shading in Crysis", GPU Gems 3, 2007
Procedural Vertex Animation
http://www.crytek.com/fileadmin/user_upload/cryengine2/CryENGINE2Features.pdf
Finding Next Gen CryEngine2,
http://ati.amd.com/developer/gdc/2007/Mittring-Finding_NextGen_CryEngine2(Siggraph07).pdf
風に揺れる森 in Crysis
全体(entire)
葉全体(leaves)
葉(leaf)
α
葉全体の硬さ
一枚一枚としての硬さ
上の二つを足した総合のかたさ
Precomputed ambient occlusion
風
風と葉の硬さからモデルの曲がり具合を計算する
各エッジ(辺)
に埋め込まれる
硬さ情報を
埋め込む
×
www.two-kings.de/.../dxgraphics10.html
Finding Next Gen CryEngine2, http://ati.amd.com/developer/gdc/2007/Mittring-Finding_NextGen_CryEngine2(Siggraph07).pdf
風に揺れる森 in Crysis
① その樹木に対する幾つかの風源の効果を足し合わせる
② 世界座標(xy)上の風ベクトルから、全体の曲げ方を決める。
X
Y
X
Y
http://www.geimeris.com/wp-content/images/crysis_later.jpg
Finding Next Gen CryEngine2, http://ati.amd.com/developer/gdc/2007/Mittring-Finding_NextGen_CryEngine2(Siggraph07).pdf
風に揺れる森 in Crysis
③ 葉のまとまりに対する曲がりを、風の強さだけから計算する
④ 一枚の葉の揺れ(z-方向)を、風の強さだけから計算する
α
xy座標方向の曲がり
z方向の揺れ
X
Y
Z
α
Finding Next Gen CryEngine2, http://ati.amd.com/developer/gdc/2007/Mittring-Finding_NextGen_CryEngine2(Siggraph07).pdf
http://www.crytek.com/technology/cryengine-2/specifications/
tiago_gpuGems3_1280_mpeg
デモ
Procedural Vegetation
Animation in Crysis
Tiago Sousa, "Chapter 16: Vegetation Procedural Animation and Shading in Crysis", GPU Gems 3, 2007
「Crysis」における自動生成アニメーション(推測)
固定した
アニメーション
特徴
適切な演出的効果
くり返し
誰がプレイしても同じ
風源に応じた
リアルタイムで生成される
アニメーション
特徴
インタラクティブなリアリティー
References
(1) SpeedTree
http://www.speedtree.com/
(2) Procedural vertex-animation(OceanWater)
http://b0rken.dk/hornet/shaders/proc_water.html
(3) Tiago Sousa, "Chapter 16: Vegetation Procedural Animation
and Shading in Crysis", GPU Gems 3, 2007
(4) natural motion, http://www.naturalmotion.com
(5) E3 2006: Indiana Jones Eyes-on,
http://ps3.ign.com/articles/705/705489p1.html
(6) Finding Next Gen CryEngine2,
http://ati.amd.com/developer/gdc/2007/Mittring-
Finding_NextGen_CryEngine2(Siggraph07).pdf
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コンテンツ
序章 バックグラウンド
第1章 プロシージャルとは何か?
第2章 自動生成技術
① ダンジョン自動生成
② グラフィック自動生成
③ アニメーション自動生成
④ 会話&自然言語自動生成
⑤ 街自動生成
第3章 プロシージャルAI
第4章 Spore に見るプロシージャル
第5章 まとめ
④会話&自然言語自動生成
プロシージャルの歴史: 会話&自然言語
まだゲームには
十分に応用されていない
Facade
2005
Virtual Avater
岡山県立大学 渡辺研究室
http://hint.cse.oka-pu.ac.jp/
シーマンどこでもいっしょくまうた
会話
自然言語
日本のゲームデザインの
巧み
MuuMuu SCE ビバリウム
12000行のテキストライン
Michael Mateas, Andrew Stern
ドラマ・ジェネレーター「Facade」
Interactive Story
部屋の中で自動的に演技をする(大規模なストーリーでない)
Beats システム
(全体の流れを制御)
ゴールシステム
(reactive planning system)
ユーザー・インプット
(自然言語)
Surface
Processing
(自然言語処理)
入力した言語を事前に準備した
概念に割り当てる
(例)意見に反対しているのか、
賛成しているのか
まともに言語を解釈しているのではない
全体のシステム
Michael Mateas, Andrew Stern, "Facade", Procedural Arts, 2005
ドラマ・ジェネレーター 「Facade」
Interactive Story
振る舞い
ゴール
振る舞い
ゴール
振る舞い
ゴール行動
振る舞い
ゴール行動 行動
(1)ゴールを単位としたシステム
(2)ゴールは、サブゴールと
行動をコールする(指定する)
(3)平行して実行できる
行動は同時に実行する
行動、或いは
サブゴールを呼ぶ
前提条件
終了条件
ゴールの形
ゴールシステム
全体の流れ
Beats システム
Michael Mateas and Andrew Stern
Façade: An Experiment in Building a Fully-Realized Interactive Drama
Game Developers Conference, Game Design track, March 2003
ドラマ・ジェネレーター 「Facade」
sequential behavior AnswerTheDoor()
{
WME w;
with (success test f w = (KnockWME) g )
wait;
act sigh();
subgoal OpenDoor();
subgoal GreetGuest();
mental act f deleteWME(w); }
sequential behavior OpenDoor() {
precondition {
(KnockWME doorID :: door)
(PosWME spriteID == door pos :: doorPos)
(PosWME spriteID == me pos :: myPos)
(Util.computeDistance(doorPos, myPos) > 100)
}
speci¯city 2;
// Too far to walk, yell for knocker to come in
subgoal
YellAndWaitForGuestToEnter(doorID);
}
sequential behavior OpenDoor() {
precondition { (KnockWME doorID :: door) }
speci¯city 1;
// Default behavior - walk to door and
open }
振る舞い
ゴール
振る舞い
ゴール
振る舞い
ゴール行動
振る舞い
ゴール行動 行動
条件判定
条件判定
ゴールシステム
" Michael Mateas and Andrew Stern A Behavior Language for Story-based Believable Agents", appeared in Artificial Intelligence and Interactive Entertainment,
AAAI symposium, March 2002
ドラマ・ジェネレーター 「Facade」
Interactive Story
協調の仕方
ゴール
Member:
Trips ,Grace
Mission
酒を進める
( Tripsの役割
Grace の役割))
The wogglesのAI
でも使われた方法
Trip Grace
ゴールが2人のエージェントに打診
Trips はこのミッションの役割を
受けられる状態にあるか?
Graceはこのミッションの役割を
受けられる状態にあるか?
サブゴール サブゴール
両方が Yes なら
Michael Mateas and Andrew Stern A Behavior Language: Joint Action and Behavioral Idioms
ドラマ・ジェネレーター 「Facade」
Interactive Story
協調の仕方
joint sequential behavior OfferDrink() {
team Grace, Trip;
// The steps of Grace’s and Trip’s
OfferDrink()
// behaviors differ.
}
joint sequential behavior OfferDrink() {
team Trip, Grace;
// wait for Trip to say first line
with (success_test { OfferDrinkMemory
(CompletedGoalWME name ==
iInitialDrinkOffer
status == SUCCEEDED)})
wait;
subgoal iLookAtPlayerAndWait(0.5);
// react to Martini suggestion
with (synchronize) subgoal
jSuggestMartini();
with (synchronize) subgoal
jFancyCocktailShakers();
}
joint sequential behavior
OfferDrink() {
team Trip, Grace;
with (post-to
OfferDrinkMemory)
// Individual behavior for
initial offer
subgoal iInitialDrinkOffer();
subgoal
iLookAtPlayerAndWait(0.5);
with (synchronize) subgoal
jSuggestMartini();
// react to Grace’s line about
fancy shakers
with (synchronize) subgoal
jFancyCocktailShakers();
}
GraceTrip
(At the beginning of the behavior, Trip starts walking
to the bar. If he gets to the bar before the end of the
behavior, he stands behind it while delivering lines.)
Trip: A beer? Glass of wine? (Grace smiles at
player. Short pause)
Trip: You know I make a mean martini. (Grace
glances at Trip with slight frown partway into line.
At the end of line, rolls her eyes at the ceiling.)
Grace: (shaking her head, smiling) Tch, Trip just
bought these fancy new cocktail shakers. He’s
always looking for a chance to show them off. (If
Trip is still walking to the bar, he stops at “shakers”.
At “shakers” Trip looks at Grace and frowns slightly.
At the end of the line he looks back at player and
smiles. If he was still on the way to the bar, he
resumes walking to the bar).
ドラマ生成
" Michael Mateas and Andrew Stern A Behavior Language for Story-based Believable Agents", appeared in Artificial Intelligence and Interactive Entertainment,
AAAI symposium, March 2002
「トロと流れ星」におけるキーワード・カテゴライズ
(技術が公開されているわけではなく、これは三宅ならこう実装するというものです)
TR 「みやけが好きなものは何かにゃ
~」
M 「じてんしゃ」
TR 「それは食べれるものかにゃ?」
M 「N」 (Yes or No)
TR 「それは大切なものかにゃ?」
M 「Y」 (Yes or No)
TR 「どれぐらい大切かにゃ?」
M 「とっても」
(例)
(上記はゲーム内のセリフのままではなく、解説のために三宅が構成したものです。)
タグ:じてんしゃ
属性:もの
性質:好き
ランク:1
TR 「この木は何ていうのかにゃ?」
M 「さくら」
TR 「みやけはさくらじてんしゃどっちが好き」
M 「さくら」 (Yes or No)
TR 「トロもさくらと同じぐらい、みやけに大切に
してもらいたいにゃ~。
せめて、じてんしゃぐらいに...」
M 「N」
タグ:さくら
属性:木
性質:好き
ランク:1⇒2
①ユーザーに言語データベースを作成させる。
②それを用いてセリフを生成する。
SCE
SCEI どこでもいっしょ http://www.dokodemoissyo.com/index1.html
「トロと流れ星」におけるキーワード・カテゴライズ(推測)
固定したセリフ
特徴
適切な演出的効果
くり返し
誰がプレイしても同じ
ユーザーの入力に応じて
変化するセリフ
特徴
ユーザー個性に合わせた演出効果
ユーザーだけのコンテンツ
SCEI どこでもいっしょ http://www.dokodemoissyo.com/index1.html
「引き込み現象」を用いた会話
岡山県立大学 渡辺研究室
http://hint.cse.oka-pu.ac.jp/
バーチャル・アバター
入力したテキストから解析して、アバターが適切なタイミングで
うなずく動作を自動的に行う
ノンバーバル(非言語)コミュニケーション
言葉ではなく身体的な動作が会話をスムーズにする
http://www.crn.or.jp/LABO/BABY/LEARNED/WATANABE/GIF/WATANABE_GAKKAISHI.PDF
References
(1) Façade, Michael Mateas, Andrew Stern, "Facade", Procedural
Arts, 2005
http://www.interactivestory.net/
(2) どこでもいっしょ(SCEI)
http://www.dokodemoissyo.com/index1.html
(3) 岡山県立大学 渡辺研究室
http://hint.cse.oka-pu.ac.jp/
http://www.crn.or.jp/LABO/BABY/LEARNED/WATANAB
E/GIF/WATANABE_GAKKAISHI.PDF
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コンテンツ
序章 バックグラウンド
第1章 プロシージャルとは何か?
第2章 自動生成技術
① ダンジョン自動生成
② グラフィック自動生成
③ アニメーション自動生成
④ 会話&自然言語自動生成
⑤ 街自動生成
第3章 プロシージャルAI
第4章 Spore に見るプロシージャル
第5章 まとめ
⑤街自動生成
The City Engine
Pascal Mueller
The CityEngine, http://www.vision.ee.ethz.ch/~pmueller/wiki/CityEngine/Front
文法システムによる街生成
自動生成マップ
Introversion Software, "Procedural Content Generation", GameCareerGuide.com, 2007
街生成
この分野も、ダンジョン自動生成と同じく
多数の手法が存在する。
しかし、ダンジョン自動生成と違うところは、
非常に多くの研究がされていること。
興味がある方は、英語の文献を含めて
調査して頂くとよい。
References
(1) The CityEngine,
http://www.vision.ee.ethz.ch/~pmueller/wiki/CityEngine/Front
(2) Introversion Software, "Procedural Content Generation",
GameCareerGuide.com, 2007
http://www.gamecareerguide.com/features/336/procedural_content_.php
Figures on the pages are from these references.
コンテンツ
第1章 プロシージャルとは何か?
第2章 自動生成技術
第3章 プロシージャルAI
第4章 Spore に見るプロシージャル
第5章 まとめ
Procedural AI
プロシージャルAI
ゲーム世界に適応したAIを作りなさい
①アプローチ1
イベントに対して
決められた行動を
する
こんぼうは
120ゴール
ドになりま
す
②アプローチ2
話しかけられた 武器を出した!
Attack!
周囲の情報を
(アルゴリズム、
プログラムによって)
解析して
判断して行動する
プロシージャル
たくさんの演算によってキャラクターの行動を決定する
プロシージャル AI (Procedural AI )
Killzone AI:Dynamic Procedural Combat Tactics
プロシージャル技術 ゲームデザインへ
Killzone
- マップ上の複数の評価値を
計算して行動を決定する
Chromehounds
- 状況に応じてプランを生成する
http://xbox.ign.com/articles/631/631259p1.html
Far cry Instincts
- プレイヤーの行動に応じた行動
スクリプト
プロシージャルの歴史: AI編
2005
PS2,GC,Xbox Xbox360, PS3, Wii
DC (次世代)
Time
2000
C4 architecture
(MIT Media Lab.)
Halo
(Bungie Studio)
2002 2004
Halo2
(Bungie Studio)
F.E.A.R.
(Monolith Production)
Chromehounds
(FromSoftware)
2006
Killzone
(Guerrilla)
2001
Far cry Instincts
(Crytek)
2005
プロシージャルAI = アルゴリズムによるAI
プロシージャルの歴史: AI編
2005
PS2,GC,Xbox Xbox360, PS3, Wii
DC (次世代)
Time
2000
C4 architecture
(MIT Media Lab.)
Halo
(Bungie Studio)
2002 2004
Halo2
(Bungie Studio)
F.E.A.R.
(Monolith Production)
Chromehounds
(FromSoftware)
20062005
Killzone
(Guerrilla)
2001
エージェント
アーキテクチャー
イベント解析&
FSM
階層型FSM
ゴール指向型アクション
プランニング
階層型プランニング
世界表現 &
動的な
プロシージャル 戦術
Far cry Instincts
(Crytek)
ゴール指向型
FSM
プロシージャルAIにおけるいろいろなアルゴリズム
2005
PS2,GC,Xbox Xbox360, PS3, Wii
DC (次世代)
2000
C4 architecture
(MIT Media Lab.)
Halo
(Bungie Studio)
2002 2004
Halo2
(Bungie Studio)
F.E.A.R.
(Monolith Production)
Chromehounds
(FromSoftware)
20062005
Killzone
(Guerrilla)
2001
Agent architecture
Event analysis
Heuristic FSM
(Finite State Machine)
Goal oriented
Action Planning
Hierarchical planning
World representaion &
Dynamic procedural
combat tactics
Far cry Instincts
(Crytek)
Goal oriented
FSM
プロシージャルの歴史: AI編
Time
プロシージャルAIにおけるいろいろなアルゴリズム
Killzone におけるプロシージャル
Remco Straatman, Arjen Beij, William van der Sterren (2005) ,"Killzone's AI : Dynamic Procedural Combat Tactics",
http://www.cgf-ai.com/docs/straatman_remco_killzone_ai.pdf
世界表現としてウエイポイントに様々な情報を埋め込むことで、
最適な戦術位置を計算によって求めて移動を行う。
Chromehounds におけるプロシージャル
プランニング思考によって、状況に応じたプランが生成される。
三宅陽一郎: クロムハウンズにおける人工知能開発から見るゲームAIの展望, CEDEC2006講演資料 (2006) .
http://www.igda.jp/modules/mydownloads/ より
デモ
Chromehounds プランニングシステム
Interuption2
Far cry Instincts
CryEngine による美麗グラフィックと、
密林を隠れて進んでいくスリルと銃撃戦からなるゲーム
 内容:熱帯の島を舞台にしたFPS
 開発元: Ubisoft Monreal
 出版: Ubisoft
 Hardware: Xbox
 出版年: 2005
 日本版はない
CryEngine
Eric Martel, "An Analysis of Far Cry Instincts' Anchor System", 7-2,
AI Game Programming Wisdom 3, 2006
http://img.gamespot.com/gamespot/images/2005/271/reviews/917534_20050929_screen002.jpg
Far cry AI 基本システム
2つの共存するシステム
FSM
Lua driven system
イベント
Agent
Level
ゴール
サブゴール
サブゴール
サブゴール
行動
行動
行動
行動
ゴール指向システム
状況に対応してプロシージャルに行動を組み立てて行く
CryEngine 2.0 AI
Crytek (Technology - CryEngine)
http://www.crytek.com/technology/cryengine-1x/specifications/
http://www.crytek.com/technology/cryengine-2/specifications/
http://www.crytek.com/fileadmin/user_upload/cryengine2/CryENGINE2Features.pdf
ゲームAIとプロシージャル
AIがアルゴリズムによって自動的に、或いは、自律的に
動作するようになれば、ゲームAIとして十分だろうか?
ー 違う -
ゲームAIには、自律的行動と、演出的行動の双方が必要
プロシージャル
イベント
演出
自律
アルゴリズム
スクリプト
ゲームAI
Far cry Instincts AI
「プロシージャル」と「アンカーシステム」
2つの共存するシステム
FSM
Lua driven system
イベント
Agent
Level
ゴール
サブゴール
行動
ゴール指向システム
サブゴール
行動
行動
サブゴール
行動
アンカーシステム
レベルデザイナー
がスクリプトで
AIの行動を
直接指定できる
Far cry Instincts AI
「プロシージャル」と「アンカーシステム」
2つの共存するシステム
FSM
Lua driven system
イベント
Agent
Level
ゴール
サブゴール
行動
ゴール指向システム
サブゴール
行動
行動
サブゴール
行動
アンカーシステム
レベルデザイナー
がスクリプトで
AIの行動を
直接指定できる
基地まで
走れ
倒れ込め
水を飲む
アニメーション
「水をくれ」
と言え
水があれば
水がなければ
「敵が来た」と
大声で話せ
ゴール指向システム
(例)
ガスタンク
Player
AI
AI
ゴール指向システム
FSM
FSM
アンカーシステム
ガスタンクが
射程x0.8に
入るまで走れ
ガスタンクを
破壊せよ
叫べ!
アンカー(=行動シークエンス)
References
(1) Eric Martel, "An Analysis of Far Cry Instincts' Anchor System", 7-2, AI
Game Programming Wisdom 3, 2006
(2) CryEngine 技術情報ページ
http://www.crytek.com/technology/cryengine-1x/specifications/
http://www.crytek.com/technology/cryengine-2/specifications/
http://www.crytek.com/fileadmin/user_upload/cryengine2/CryENGINE2F
eatures.pdf
(3) Remco Straatman, Arjen Beij, William van der Sterren (2005) ,
"Killzone's AI : Dynamic Procedural Combat Tactics",
http://www.cgf-ai.com/docs/straatman_remco_killzone_ai.pdf
(4)三宅陽一郎: クロムハウンズにおける人工知能開発から見るゲームAIの
展望, CEDEC2006講演資料 (2006) .
http://www.igda.jp/modules/mydownloads/ より
Figures on the pages are from these references.
コンテンツ
第1章 プロシージャルとは何か?
第2章 自動生成技術
第3章 プロシージャルAI
第4章 Spore に見るプロシージャル
第5章 まとめ
Spore
Spore とはどんなゲーム?
自分だけの宇宙を作って行くゲーム
単細胞フェーズ
http://www.4gamer.net/news/history/2006.05/20060511195155detail.html
集団行動フェーズ
ギャラクティックフェーズ
生物、建物、惑星、主要なものは
全てユーザーが生成可能
(1) モデル生成
① モデルは「リゴブロック」と呼ばれるパーツからなる
② 「リゴブロック」はマウスによって制御ポイントを動かして
変形することができる
正式なモデル ランタイム・モデル
パラメーターに沿った
アニメーションを製作
ハンドル
ユーザーはマウスで
コントロールポイントを動かすことで、
モデルを変形する(頂点を直接操作
しているわけではない)
Lydia Choy, Ryan Ingram, Ocean Quigley, Brian Sharp, Andrew Willmott
Rigblocks: Player-Deformable Objects, http://www.cs.cmu.edu/~ajw/s2007
(2)テクスチャ生成
細かすぎない シンプルすぎない
ユーザーが選ぶ
uv uv
Henry Goffin, Grue, Chris Hecker, Ocean Quigley, Shalin Shodhan, Andrew Willmott,
Player-Driven Procedural Texturing, http://www.cs.cmu.edu/~ajw/s2007
(3) 星を創る
Andrew Willmott,Creating Spherical Worlds, http://www.cs.cmu.edu/~ajw/s2007
表面テクスチャ、法線マップ
カラーマップ
法線マップ
射影
(ヤコビ行列)
惑星の表面はブラシで凹凸を
つけることが出来る
Andrew Willmott,Creating Spherical Worlds, http://www.cs.cmu.edu/~ajw/s2007
(4) 惑星表面に植物を植える
Andrew Willmott,Creating Spherical Worlds, http://www.cs.cmu.edu/~ajw/s2007
ハルトン・シークエンス
ハルトン・シークエンス
① ベースとなる素数を一つ選ぶ。例えば2
② その素数で、(0,1)区間を選んだ素数の数に分割する
③ 分けた区間をさらに素数の数に分割する。
ここでは(0、1/2)(1/2,1)をさらに2分割する
0 1
2
1
4
1
4
3
1/2 , 1/4, 3/4, 1/8, 3/8, 5/8, 7/8, …..
1次元ハルトン・シークエンス
(1/2,1/3), (1/4,)
1/3 , 1/9, 2/9, 4/9, 5/9, 2/3, 7/9, 8/9, …..
ハルトン・シークエンス
ハルトン・シークエンス
1/2 , 1/4, 3/4, 1/8, 3/8, 5/8, 7/8, …..
2次元ハルトン・シークエンス
(1/2,1/3), (1/4,1/9), (3/4,2/9), (1/8,4/9) ….
1/3 , 1/9, 2/9, 4/9, 5/9, 2/3, 7/9, 8/9, …..
1次元ハルトン・シークエンス
大きい素数を使わなければだいたい均等に分布する
実際は、割り算をビットシフト演算に変えた
高速な Incremental Halton Sequence を使う
20
100 50
0
Andrew Willmott,Creating Spherical Worlds, http://www.cs.cmu.edu/~ajw/s2007
大きさ、回転、色を乱数で決定
Andrew Willmott,Creating Spherical Worlds, http://www.cs.cmu.edu/~ajw/s2007
Andrew Willmott,Creating Spherical Worlds, http://www.cs.cmu.edu/~ajw/s2007
密度マップと分布
密度マップ
(惑星表面全体に渡る植物の密度)
全体の分布を、各位置(小エリア)の密度を越えないように、
植林して行く
分布結果
Andrew Willmott,Creating Spherical Worlds, http://www.cs.cmu.edu/~ajw/s2007
(5) アニメーション( Development of Sporeの情報による)
スケルトン・ドリブン・アニメーション
骨を動かすことで、自動的に計算で、その周りに
肉の部分も動かテクニック
Steve Capell et al., Interactive Skeleton-Driven Dynamic Deformations
http://grail.cs.washington.edu/projects/deformation/
有限要素法
骨を動かすと
エッジでつながった肉も
連動して動くのだ
頂点をエッジ(辺)でつないで、頂点同士の
運動関係を定義してシミュレーションする技術
コントロール
ラティス
(骨と同期して動く)
コントロールラティススケルトン
色ごとに
局所座標系が
入っています
有限要素法の非線型方程式(複雑)を解いてシミュレーション
スケルトンとコントロールラティスの同期
Steve Capell et al., Interactive Skeleton-Driven Dynamic Deformations
http://grail.cs.washington.edu/projects/deformation/
デモ
スケルトン・ドリブン・アニメーション
Capell-2002-ISD-divx
Capell-2002-ISD-divx
Steve Capell et al., Interactive Skeleton-Driven Dynamic Deformations
http://grail.cs.washington.edu/projects/deformation/
Spore のゲームデザイン
ユーザーが手で行う操作
X
プロシージャル技術
(1)少しの操作で多様なコンテンツを生成できる。
(2)自律的に動作するコンテンツを生成することができる。
(運動する、増える、進化する)
ユーザーが動的な世界そのものを作っていく。
究極のUCC(User Created Contents)
ユーザー・クリエイトのために、
プロシージャル技術の力が大きく発揮される
References
(1)カーネギー・メロン大学のAndrew J. Willmot博士のHPページ
のSIIGRAPH2007のコーナーにまとめられています。
http://www.cs.cmu.edu/~ajw/s2007/
(2) [E3 2006#011]E3 2006最大の話題作? ウィル・ライトの
「Spore」
http://www.4gamer.net/news/history/2006.05/20060511195155
detail.html
(3) Steve Capell et al., Interactive Skeleton-Driven Dynamic
Deformations
http://grail.cs.washington.edu/projects/deformation
(4) Development of Spore
(このサイトによると、デモシーナーたち、著名なフラクタル関係の技術者を
Maxis は集めているようです。
またリファレンスから、多くの情報を得ることができます)
http://en.wikipedia.org/wiki/Development_of_Spore
Figures on the pages are from these references.
コンテンツ
序章 バックグラウンド
第1章 プロシージャルとは何か?
第2章 自動生成技術
第3章 プロシージャルAI
第4章 Spore に見るプロシージャル
第5章 まとめ
まとめ
自分なりの
プロシージャル・ゲームへのビジョン
を作ることができたでしょうか?
ゲーム開発技術と製作セオリー
ゲーム製作理論
(誰もが暗黙のうちに持っている)
ゲーム・テクノロジー
2005
ゲーム製作理論
ゲーム・テクノロジー
+プロシージャル
プロシージャル に対応して、新しく(各自の)ゲーム製作理論を拡張
する必要がある。
今日のテーマ
プロシージャル技術から、新しく可能なゲームの形を確実に捉える
Procedural
ゲーム開発のための新しく広大な土地の上に、
多様で豊富なコンテンツを作り上げる
広大なプロシージャルの荒野
今ここ
未知のゲーム領域
新しいゲームデザイン;
この分野で典型と呼ばれるような
ゲームを作るチャンスに満ちている
まとめ
(1) プロシージャルはデジタルゲーム製作の領野を
大きく拡大する。
(2) その領野には、これまでのゲームデザインを拡
張したデザイン、そして未踏のゲームデザイン
が眠っている。
(3) 企画には後のゲームデザインの範となるような
ゲームをデザインするチャンスがあり、技術者
には学んで利用できる技術が山のようにある。
開発者の才能を十分に活かせる時代が来ようとしている
競争ではなく多様なゲームの創出。
広大な領野をそれぞれが探求することで、持ち帰った情報を
みんなで共有して、素晴らしいゲームを作って行こう!
今日来て下さった皆様、
そして、全6回来て下さった方、
本当にお疲れさま!
でも、これからが本当の始まり…
次世代AIへの森
これまでのAI
次世代AIの荒野
広い! 楽しい! 少し難しい!
未知のゲーム領域
セミナーの役割はガイド
新しいゲームデザイン
IGDA日本 ゲームAI連続セミナー(全6回)
第1回 Killzone 知識表現(世界表現)
第2回 F.E.A.R プランニング
第3回 Chromehounds マルチエージェント
第4回 Halo2 階層型有限状態機械
第5回 N.E.R.O 進化と学習
技術的地平を「なるべく遠くまで見せる」 そして開発へ…
イラスト: アンの小箱 http://www.anne-
第6回 Spore 自動生成
2007年 CEDEC
遠くまで、見えましたか?
質疑応答
これ以外に、意見や質問があれば、メイルへ
y.m.4160@gmail.com
ご清聴ありがとうございました。
これ以外に、意見や質問があれば、メイルかアンケートへ
y.m.4160@gmail.com
ご清聴ありがとうございました。
WEB上の意見交換にはIGDA Japanのサイトをご利用ください
http://www.igda.jp
Photo from http://www.cyberleaf.com/

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