Preverjanje veljavnosti realno-časovnega igralnega prostora z algoritmom razširjenega sistema na osnovi klasifikatorjev : doktorska disertacija

slovenski

doktorska dela

2021

doktorske disertacije   igralni prostor   igralno-testni agent   Matematična morfologija   razširjen sistem na osnovi klasifikatorjev   realno-časovna strateška igra   validacija igralnih funkcionalnosti

Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko računalništvo in informatiko

Z doktorsko disertacijo naslavljamo problematiko zamudnega ročnega preverjanja veljavnosti realno-časovnih igralnih prostorov. Sodobni igralni prostori so namreč izredno kompleksni sistemi z vsebovano množico igralnih funkcionalnosti s katerimi se predstavljajo karakteristike igre. Pri preverjanju pravilnosti delovanja teh implementiranih igralnih funkcionalnosti s strani človeških igralcev, lahko ponavljajoče se operacije večkratnega preigravanja igre po vnaprej predvidenih scenarijih vnesejo nenamerne napake v proces preverjanja veljavnosti. Ker je ročno preverjanje obenem še drag in zapleten proces, smo tekom doktorskega dela ta proces avtomatizirali z algoritmom razširjenega sistema na osnovi klasifikatorjev (XCS). Z uporabo algoritma XCS smo izdelali igralnega agenta, ki samostojno deluje v poljubnem realno-časovnem igralnem prostoru, nato pa smo še razvili lastno ne-invazivno komponento, ki omogoča prilagoditev poljubnega igralnega agenta v igralno-testnega agenta. Zasnovan je bil prvi eksperiment s katerim smo potrdili koncept, da je z uporabo ne-invazivne komponente naš prilagojen igralni-agent zmožen odkrivati neveljavne igralne funkcionalnosti v realno-časovnem igralnem prostoru najnižje računske kompleksnosti (igralni prostor Križci-Krožci). Za namen primerjave našega agenta še z ostalimi igralno-testnimi agenti smo nato razvili še lastno metriko, ki za vsakega igralno-testnega agenta poda kvantitativno metrično oceno. Igralni prostor, igralne funkcionalnosti, igralne scenarije, igralne-agente, ne-invazivno komponento ter metriko, pa smo povezali v zaključeno celoto, in sicer v metodo za kvantitativno oceno preverjanja veljavnosti igralnega prostora. Metodo smo ovrednotili z drugim eksperimentom, kjer je bil naš agent primerjan z agenti v konici razvoja v realno-časovnem igralnem prostoru najvišje računske kompleksnosti (realno-časovnih strateških igrah). Pri obeh eksperimentih smo za vse igralno-testne agente izvajali meritve uspešnosti potrditev neveljavnih igralnih funkcionalnostih, za igralno-testnega agenta z algoritmom XCS pa smo še dodatno izvajali časovne meritve izvedbe posamezne igre oz. scenarija. Rezultati obeh eksperimentov so pokazali, da je algoritem XCS primeren za preverjanje veljavnosti igralnih funkcionalnosti, saj je neveljavne igralne funkcionalnosti uspel odkriti vsakič, ko le-te niso delovale pravilno. Pri drugem eksperimentu se je tudi pokazalo, da jih je uspel odkriti vsakič, ko so jih odkrili tudi ostali igralno-testni algoritmi. Pri primerjavi metričnih ocen našega agenta z ostalimi igralno-testnimi agenti, smo prišli do zaključka, da je le-ta z njimi primerljiv, in se uvršča v zlato sredino. Pri pregledu časovnih meritev smo ugotovili, da te sicer lahko med ponovitvijo enakih scenarijev statistično variirajo, vendar se vsi scenariji izvedejo znotraj predvidenih meja nastavljenih realnih-časov. Algoritem XCS se je tako skupno izkazal kot kvaliteten kandidat za namen preverjanja veljavnosti igralnih funkcionalnosti realno-časovnih igralnih prostorov.

07.08.2023