Contenido
- ¿Qué es una máquina de estados finitos?
- Sin errores, sin estrés: su guía paso a paso para crear software que cambie su vida sin destruir su vida
- ¿Cómo se usan los FSM en los videojuegos?
- FSM para interfaz, UI y controles
- FSM en juegos de aventura y juegos de rol
- Lo que hemos aprendido
Para llevar:
La IA no es una tecnología nueva, sino simplemente una tecnología que finalmente ha encontrado una manera de superar sus límites y alcanzar su máximo potencial ... especialmente con los videojuegos.
La inteligencia artificial (IA) es una de las últimas tendencias tecnológicas, y definitivamente es una de las tecnologías con el mayor poder revolucionario. Sin embargo, como ya hemos mencionado muchas otras veces, la IA no es un nuevo tecnología, sino simplemente una tecnología que tiene finalmente encontró una manera de superar sus límites y alcanzar su máximo potencial.
De hecho, uno de los campos de la ciencia de la computación donde la primera IA más o menos rudimentaria se ha utilizado al menos desde principios de los años 80 y 90 es ... bueno, solo videojuegos.
A decir verdad, incluso podemos afirmar que las primeras aplicaciones prácticas de IA de máquinas de estado finito (FSM) son casi tan antiguas como los videojuegos, ya que incluso el popular "Pac Man" utilizó uno de esos modelos computacionales clásicos (más sobre esto más tarde).
Casi todos los juegos que solíamos jugar, y muchos de los juegos modernos que todavía jugamos usan IA basada en FSM. Se usa no solo para generar interacciones algo creíbles entre el jugador y los otros personajes, sino también para implementar otros elementos críticos del desarrollo del juego, como la interfaz gráfica de usuario (GUI), el manejo de entradas, los controles del jugador y la progresión a través de la historia. (Lea ¿Cómo se usa la inteligencia artificial en los videojuegos?)
Así que quédate conmigo y juntos exploraremos debajo de la corteza para descubrir cómo FSM ha influido en nuestra experiencia de juego hasta ahora.
¡Pero cuidado! ¡Prepárate para los altos niveles de nostalgia de la cultura pop!
¿Qué es una máquina de estados finitos?
Un FSM es un modelo abstracto de cálculo que puede existir en un estado a la vez (estado actual), elegido de una selección finita de valores. En otras palabras, cada estado es único y mutuamente exclusivo y, por lo tanto, finito. Señales de entrada cuando la máquina puede cambiar de estado inicial al siguiente en un proceso definido transición.
Probablemente el ejemplo más conocido es el semáforo. Puede ser verde, amarillo o rojo, pero nunca más de uno a la vez. Cuando un transeúnte presiona el botón (entrada), pasará de verde a amarillo y luego de amarillo a rojo. Después de un tiempo, volverá a ser verde y completará un ciclo. (Lea ¿Cómo se usa una máquina de estados finitos en inteligencia artificial?)
Sin errores, sin estrés: su guía paso a paso para crear software que cambie su vida sin destruir su vida
No puede mejorar sus habilidades de programación cuando a nadie le importa la calidad del software.
El resultado es un modelo increíblemente simple pero elegante que proporciona todas las respuestas necesarias para la mayoría de los desarrolladores de juegos, especialmente porque es lo suficientemente simple como para que pueda usarse sin programación. Las características del juego se pueden implementar al diagramar los FSM en gráficos directos, un formato simple y comprensible que podría convertirse fácilmente nuevamente en tablas de estado.
Los FSM se han utilizado durante décadas para modelar IA decente en plataformas con recursos limitados, como las primeras consolas de juegos de los años 70, 80 y 90, así como los juegos de mano más simples de esa misma edad, como los juegos Tiger.
¿Cómo se usan los FSM en los videojuegos?
Probablemente la implementación más obvia y ampliamente utilizada de FSM en la industria de los videojuegos es la creación de una IA rudimentaria efectiva. Se puede usar un estado finito para definir cierto comportamiento de personajes no jugables (NPC), como atacar, roaming o correr. (Lea las tendencias más importantes en los juegos).
Como mencionamos anteriormente, FSM se usó para controlar el comportamiento de los fantasmas de Pac Man. Solo podían tener un modo de operación a la vez, a saber, cazar, perseguir, morir o esperar ser resucitado. Más tarde, en juegos más modernos, se roció una lógica difusa sobre una base sólida de FSM para agregar algo de imprevisibilidad y hacer que los personajes se sientan menos robóticos y rígidos.
Por ejemplo, en juegos de acción basados en el sigilo como los inmortales "Commandos", "Assassin’s Creed" o la popular franquicia "Metal Gear", cada vez que un enemigo detecta al jugador, pasará del estado inactivo al estado alerta. Después de unos segundos, si el jugador no se esconde nuevamente en un lugar seguro, el NPC comenzará a buscarlo activamente al cambiar a un estado agresivo.
La aleatoriedad aquí solo se puede encontrar en los caminos enemigos cuando deambulan, o en su decisión de usar un arma en lugar de la otra. Esa es la IA de FSM en su máxima expresión, y probablemente pueda encontrarla en el centro de comportamientos aún más complejos e inteligentes, como los que se muestran, pero definitivamente no es la única iteración de, este modelo matemático.
FSM para interfaz, UI y controles
Los FSM son increíblemente simples y se pueden usar como marco de trabajo que admite todos los controles y manejo de los jugadores. Piensa en un juego de plataformas como "Super Mario Bros. 2". Tu personaje puede estar parado o agachado, pero nunca ambos al mismo tiempo.
Después de que el personaje se haya agachado por algún tiempo, él o ella pasará al estado de carga y comenzará a parpadear, una condición particular que aumentará su altura de salto. Del mismo modo, todos los poderes especiales utilizados por Mario en "Super Mario Bros. 3", como Fire Flower, Super Leaf y Starman no son más que estados que activan las transformaciones del personaje principal (Fire Mario, Raccoon Mario o Invincible Mario).
Esta misma lógica se aplica a otras formas de estados del juego, como Menú principal, En pausa, Cargando, Jugando y Saliendo. Incluso los juegos que incluyen diferentes modos de juego como "Minecraft" que presenta los modos Survival, Creative, Adventure, Spectator y Hardcore usan FSM para cambiar de un modo a otro.
Literalmente, cada característica que consiste en un estado fijo se construye a través de un sistema FSM. Por ejemplo, si un juego tiene un sistema meteorológico (lluvia, nieve, sol, etc.), ciclos de día / noche, ciclos de temporada, estados superiores o subterráneos, bueno, con la debida probabilidad de que un FSM controle cada uno de ellos. Piensa en todas las diferencias en la velocidad de movimiento, o en los bonos de ataque y defensa cuando navegas por diferentes terrenos en la franquicia de "Heroes of Might & Magic", o cuando te mueves por encima y por debajo del suelo en "Age of Wonders 3".
FSM en juegos de aventura y juegos de rol
Los FSM han sido un componente fundamental de todos los juegos de rol / aventuras desde sus inicios. Por ejemplo, controlan todos los diálogos secuenciales en juegos de aventuras de la vieja escuela como "La maldición de la isla de los monos", "Rex Nebular and the Cosmic Gender Bender" o la serie "Leisure Suit Larry". Los FSM también se pueden usar para crear historias complejas y altamente ramificadas.
A medida que el jugador avanza en la historia, puede tomar diferentes decisiones que abran un camino mientras cierran otro.
Otros elementos del juego también pueden verse afectados por estas elecciones, como las estadísticas del jugador, los resultados del diálogo y los tipos de enemigos encontrados, y generalmente están asociados con múltiples finales. Los primeros pioneros de este tipo de narrativa no lineal incluyen grandes nombres como "Chrono Trigger" y "Fallout".
Sin embargo, este tipo de juego ha sobrevivido a lo largo de los años y se puede encontrar incluso en juegos modernos ricos en historias como "Mass Effect" y el popular juego indie "Undertale".
Lo que hemos aprendido
Si eres un experto en tecnología o experto en tecnología de la información, existe una gran posibilidad de que crezcas jugando videojuegos mucho. Ahora que ha leído este artículo, ha experimentado los modelos FSM de primera mano. De hecho, además de disfrutar de este viaje de nostalgia, ¡acabas de pasar del estado de no saber al modo iluminado!
Probablemente necesitará concentrarse solo unos segundos para detectar una función controlada por FSM en casi todos los juegos que jugó hasta ahora, y probablemente en la mayoría de los juegos que jugará en el futuro.