L'intelligence artificielle (jeux vidéo)

Si vous n'avez pas de notions en algorithmique, il est recommendé de lire cette introduction, avant d'aborder le présent exposé



Qu'est ce que c'est ?
C'est certainement l'une des définitions les plus difficiles à donner étant donné que l'intelligence artificielle, à l'heure actuelle, n'existe pas.

Essayons de décomposer le groupe nominal :

Artificielle : fém de artificiel
Artificiel "Le terme artificiel se rapporte à tous ce qui n'est pas naturel et implique généralement que cela a été créé ou fabriqué par la main de l'homme." Src WP

Quelque chose d'artificiel est donc quelque chose qui n'est pas naturel et qui a été conçu par l'homme.

Penchons nous à présent sur l'intelligence, terme beaucoup plus vaste et compliqué à définir ; on peut étaler une quantité de citations de toutes époques :

L'intelligence, c'est ce qui permet d'entendre une musique là où d'autres n'entendent qu'un bruit.
J.C Terrassier

L'intelligence est la capacité à comprendre un contexte nouveau, et à réagir à cette nouvelle situation de façon adaptée.
R.Atkinson

L'intelligence, ça n'est pas ce que l'on sait mais ce que l'on fait quand on ne sait pas.
J.Piaget

mot inventé par l'homme pour définir ce qu'il considère le rendre différent des animaux
H.Reaper



Mais ça ne rend pas pour autant les choses plus claires, pourtant, le but de cet exposé, c'est que les gens comprennent ; on va donc sortir un petit peu du contexte absolu de l'intelligence ; et on va tenter de la définir avec nos mots à nous (pléonasme volontaire =) ;
l'intelligence, c'est l'aptitude :
- à réagir en conséquence de situations diverses
- à comprendre des messages ambigus
- à relativiser l'importance des différents élements d'une situation
- à réaliser une analogie entre des situations similaire ou différentes
- à optimiser ou à améliorer des concepts passés
- à trouver des idées


Ainsi on peut dire que l'intelligence artificielle c'est une aptitude créée par l'homme et capable de reproduire le comportement qui le caractèrise (l'homme).

Aujourd'hui, et depuis de nombreuses années, le but de nombreux programmeurs est d'être le premier à réaliser une intelligence artificielle ; mais comment valider le fait que l'élément créé répond bel et bien aux caractèristiques de l'intelligence ? Très simple, si l'intelligence est ce qui caractèrise l'homme, alors quand on ne saura pas différencier une intelligence artificielle d'une intelligence humaine, l'intelligence artificielle existera.

Mais nous sommes déjà partis bien loin, puisque comme je l'ai dis plus haut, il n'existe pas aujourd'hui d'intelligence artificielle, est-ce donc là la fin de l'exposé ? =)

Hé non, car si, certes, l'intelligence artificielle n'existe pas, l'homme est capable de la simuler ou de donner l'impression jusque dans une certaine limite, de l'existence d'une forme d'intelligence.

C'est de ce type de simulation, et dans le contexte des jeux vidéo, que nous allons aborder et étudier ici.

L'IA artificielle dans un jeu vidéo fonctionne selon le cycle suivant :
Perception => Réflexion => Action

Reprenons l'exemple de Yus : " tu te ballades dans une ruelle sombre, et tu passes devant une lumière, là un bandit perçoit cette modulation et commence à vouloir te taper ..."

Code:

Début
                  Perception du joueur dans la lumière
                  Réflexion sur l'action à effectuer en fonction de la situation //attaquer, s'enfuir, ne pas bouger
                  Action (celle determinée par la réflexion)
Fin

On peut écrire ceci en une ligne mais c'est plus complexe et inutile dans cet exposé :
Début
                  Perception(Action(Reflexion(situation)))
Fin

Ainsi, et d'une façon générale dans les jeux vidéos, l'intelligence artificielle fonctionne toujours sur ce principe basique : l'IA perçoit quelque chose, il en tire une conclusion sur ce qu'il doit faire et enfin, il fait.


Maintenant que nous avons décomposé la globalité de l'IA, interressons nous, plus en précision, à chacun de ces éléments.

La perception

Tout dabord, que perçoit une IA et comment perçoit elle ?

une IA perçoit un événement; un événement est d'une façon générale, changement d'état; de la même façon que votre radio réveil sonne quand il passe de 5:59 à 6:00, ce qui le déclenche, c'est le changement d'état ;

On peut ensuite rajouter des conditions à ce changement d'état, en effet, votre réveil ne se met pas à beugler toutes les heures ou toutes les minutes (du moins je vous le souhaite). C'est par ce qu'il y a une condition sur le changement d'état : il faut qu'il y ai changement d'état et que l'état nouveau soit égal à un état préindiqué.

changement d'état de 5:59 à 6:00
état préindiqué: 6:00
BIM la radio s'enclenche on est réveillé par les conneries matinales de la radio.

la radio sera ici une forme d'intelligence artificielle :
perception >> reflexion >> action

même si j'en conviens, le niveau de reflexion à ce stade du problème nous rappelle un petit peu celui de Jede.

N'en reste pas moins vrai qu'il y a dabord, perception d'un changement d'état ainsi que présence d'un état préindiqué.
"Reflexion": "je suis en mode Radio ? en mode Buzzer ? quel volume ? combien de temps ? etc"
Action : enclenchement de tout ce qui a été décidé durant la phase de reflexion.

Prenons un cas simple dans un jeu vidéo :

Un monstre dans un couloir, vous passer dans son champ de vision, bim, il vous attaque.
La perception ici se fait au niveau de la vision :
Le monstre a un champ de vision en 3D, c'est donc un volume, si l'un des points qui constituent le personnage 3D du joueur rentre dans se volume, il y a changement d'état d'une variable vers une variable prédindiquée :

Code:

               
                      entier IdMonstre = 0
                      entier Perception = 0
Début

                        Plein de code avant                 

                        Si Perception > 0
                              Action ( Reflexion(IdMonstre,Perception) )
                        Fsi
                       
                        Plein de code après
Fin

Dans cet algo, nous avons deux variables globales : IdMonstre et Perception ;
Une variable globale est une variable qui peut être modifiée par n'importe qui et lue par n'importe qui, au sein du même programme/jeu.
Ici, le moteur 3D, qui calcule à chaque instant la position de chaque point du jeu, y compris le champ de vision du monstre et la position du joueur, fera passer à 1 la variable Perception, si il entre dans le champ de vision d'un monstre ; il placera dans IdMonstre, le numéro d'identification du monstre (chaque monstre a un numéra unique qui permet de l'identifier).

Ainsi, lorsque le joueur entre dans le champ de vision, Perception passe à 1, il est donc supérieur à 0, la condition est donc remplie, le programme lance la procédure de reflexion, avec comme premier paramètre l'identification du monstre, et comme second paramètre, le type de perception.
Car si une valeur '1' pour perception signifie que le joueur a été vu, une valeur '2' peut signifier qu'il a été entendu, '3' qu'il a été sentit, '4' qu'il est entré dans une certaine pièce... etc etc...

Le niveau de perception est donc réalisé, on détecte la présence du joueur, on sait qui l'a détecté, et on sait comment il a été détecté.

La perception liée à la lumière ou autre n'est que partiellement gérée par l'intelligence artificielle, c'est le moteur 3D (qui gère également l'éclairage) qui va informer l'IA de la quantité de lumière qui éclaire un joueur.
nous aurons alors plus de paramètres dans la procédure :
Reflexion(IdMonstre,Perception,Information)
Ici, la variable Information peut contenir des... informations, relative au type de perception et necessaire à la reflexion.

Je ne vais pas détailler le fonctionnement de l'éclairage 3D ici, c'est assez complexe et ce n'est pas le sujet ; d'une façon générale, l'éclairage est géré par des volumes de lumière, le centre d'un volume est la source de lumière, on y a un niveau d'éclairage de 255, en dehors d'un volume de lumière, le niveau d'éclairage est de 0
Le joueur a un centre, la position de ce centre définit son niveau d'éclairage, plus il se rapproche d'une source de lumière plus il va se rapprocher de 255, si il en est très loin il sera à 0. si il est à mis chemin, il sera à 127.

Quand un joueur passe dans le champ de vision d'un monstre, le moteur3D envoit la perception 1, l'Id du monstre, et le niveau d'éclairage du joueur. Ensuite, c'est durant la phase de reflexion qu'il sera décidé si oui ou non le joueur a été vu par le monstre.

La reflexion

déjà nous savons à quoi ressemble la procédure qui va appeller la reflexion :

Code:

               
                      entier IdMonstre = 0
                      entier Perception = 0
                      enter Information = 0
Début

                        Plein de code avant

                        Si Perception > 0
                              Action ( Reflexion(IdMonstre,Perception,Information) )
                        Fsi
                       
                        Plein de code après
Fin

La déclaration de la procédure Reflexion ressemble à ça :

Reflexion(IdMonstre,Perception, Information) : Handle

nous avons vu précédement les 3 paramètres de la procédure ;
la variable retournée Handler, est une structure, elle contient de nombreuses informations à elle seule.

Une structure est une variable qui contient d'autre variables :

Code:

structure Hdr {
                              entier Action
                              entier IdMonstre
                    }

// ci-dessus, nous avons défini une variable Hdr, nous pouvons à présent utiliser cette variable comme n'importe quelle autre variable :

            Hdr Handle

// cette variable a tout de même une particularité plus qu'elle comporte elle même des variables, pour y accéder il faut procéder comme il suit :

            Handle.Action = 0

// ici, j'ai mis 0 dans la variable Action de la structure Handle de type Hdr.

Revenons à la procédure Reflexion(), quel est son rôle ?
Elle doit, à partir des paramètres fournis, décider de l'action à effectuer et la retourner.

Code:

         
          Reflexion(IdMonstre,Perception,Information) : Handle
Début
          Hdr Handle

          Si(Perception != 0) alors
                  Hdr.action =  Perception*1000 + Information*10
                  Hdr.IdMonstre = IdMonstre
            Fsi
            Sinon
                  Hdr.action = 0
            Fsinon

            retourner Hdr
Fin

Dans cet algorithme, nous remarquons que chaque variable est modifiée par Perception*1000 et Information*10 ; de cette façon on peut retrouver ces 2 variables bien qu'elles soient stockées dans une seule variable de même taille :
si Perception vaut 2 et que information vaut 3 alors Hdr.action vaudra 2030
on retrouve le 2 dans les milliers et le 3 dans les dizaines.
il n'y a pas plus de 10 types de perceptions ou 100 types d'informations.

Ainsi on obtient en final, une variable Hdr qui contient qui (Hdr.IdMonstre) doit faire quoi (Hdr.Action), cette variable est retournée est directement lue par la fonction Action().

L'Action

Le fonctionnement de l'action est assez complexe, car c'est une fonctionrécursive : la fonction va s'appeller elle même, indirectement, jusqu'à résolution du problème.
En effet, en fonction de la situation du monstre, la fonction Action va appeller la fonction reflexion au cours de son déroulement et lui fournir différentes informations, ces informations seront rangées et traitées par la reflexion et renvoyées à une nouvelle fonction Action :

Code:

                      Action(Hdr) : Rien   
Début
                      entier infos,Act
                      Act=0 //contient ce doit faire le monstre, 0 signifie : rien

                      infos=MoteurIA(Hdr.IdMonstre,Hdr.Action,Act)  /* l'action informe le moteur 3D de l'identité du monstre, ainsi, le moteur3D sait où il se trouve et peut repérer son environnement géométrique. il va répondre à la fonction Action en fonction de celui-ci : si l'environnement du monstre est propisce à adopter une stratégie spécifique, si il est blessé, etc... Ainsi, la variable infos va contenir des informations relative au monstre lui même et à sa position dans le level.*/

                      Act=1  // 1 signifie de faire ce qui est indiqué dans Hdr.action
                      si info!=1 alors
                               
                                    Reflexion(Hdr.IdMonstre,infos,99)                                   
                      fsi
                      Sinon
                                    MoteurIA(Hdr.IdMonstre,Hdr.Action,Act) //effectue l'action indiquée dans Hdr.Action
                      Fsinon

Cet algorithme n'est pas évident à comprendre au premier coup d'oeil, pour bien le comprendre il faudrait voir l'algorithme de la fonction MoteurIA, mais il fait plusieurs centaines de pages... je vais donc résumer son fonctionnement :


MoteurIA reçoit l'identité du monstre, sa perception avec les informations, et on lui dit de ne rien faire

par le fait que act soit à 0, MoteurIA sait qu'il ne rien faire d'aute qu'analyser la situation.
imaginon que le monstre soit dans un couloir tout droit avec le joueur en face de lui, le monstre ne peut rien faire d'autre qu'attaquer le joueur, MoteurIA renvoit alors 0 et la suite de la fonction passe dans le

Code:

                                    Sinon
                                    MoteurIA(Hdr.IdMonstre,Hdr.Action,Act)                         
                                    Fsinon

Act étant depuis, passé à 1, MoteurIA va donc faire effectuer l'action de base qu'il déduit de Hdr.Action.

Imaginons maintenant que l'ennemi était dans une salle complexe avec des pylones pour se cacher et tenter de passer derrière le joueur,

MoteurIA va retourner une information, la boucle va appeller reflexion avec 99 comme information, l'ensemble va rappeller une fonction action, différente de la première puisque Hdr.action vaudra quelque chose comme 2990, la valeur des milliers aura été décidée par MoteurIA.
MoteurIA va encore être appellé par Action et va remarquer le 99 dans les dizaines, il va comprendre qu'il est en boucle récursive, il va également utiliser la valeur des milliers qu'il s'est lui même envoyé pour réaliser la suite de l'opération.
Au premier passage, MoteurIA avait stocké la position du monstre, ce qu'il devait faire et ce qu'il devrait faire, au deuxième passage, il a remplacé ce qu'il devait faire par ce qu'il devrait faire.
Il en déduit une nouvelle perception qui lui sera utile pour effectuer la suite de l'action, il retourne donc cette perception qui sera réenvoyée à la Reflexion, par le biais de l'Action.

L'opération va ainsi se répéter en boucle jusqu'à ce que MoteurIA soit satisfait de l'action a faire effectuer par le monstre, il va alors retourner 0 et la boucle suivante passera dans le sinon, avec Act = 1. MoteurIA sera appellé pour effectuer ce qu'il a calculé.

Durant cette étape, il ne fait rien d'autre qu'appeller le Moteur3D en lui indiquant le monstre ainsi que les différentes animations qu'il va devoir faire + les coordonnées de vecteurs de déplacement du monstre.


Voila, l'exposé sur l'intelligence artificielle est "terminé".
Il ne fut pas simple pour moi de le réaliser de façon claire et compréhensible, et je ne pense pas y être arrivé comme je l'aurais aimé, n'hésitez surtout pas à poser des questions, c'est par leur biais que je pourrais mieux faire comprendre l'intelligence artificielle des jeux vidéo.

HR.

trop bien !!!!!

ca à l'aire pas mal mais j'ai pas encore eu le temps de lire je le fait dès que je peu HR promis

t'es pas humain toi HR

respect

Je pense qu'il est plus simple de compliquer la chose que de l'exposer simplement. Ton exposé est parfaitement compréhensible à mon goût.

Alors je suis satisfaits.

Si quelque malgrès tout certains détails te paraissent sombres, n'hésites surtout pas à me le dire.

très interéssant tout ça

Merci =)

Interessé par les jeux vidéos ?

HR a écrit:

Interessé par les jeux vidéos ?

oui ^^

j'aimerai travailler dans ce domaine ^_^

Alors jéte un oeil ici : https://witistyrannic.1fr1.net/Partie-Publique-c1/Amphitheatre-f16/Regis-fait-un-mod-jeu-video-t183.htm

et ici :
https://witistyrannic.1fr1.net/Partie-Publique-c1/Amphitheatre-f16/LevelDesign-t153.htm

=)

Si tu as des questions hèsites pas.

j'avais dejà commencer à me renseigner sur les possibilités mais ca a l'air d'être bien expliqué, je lirais tout ca dès que j'aurai le temps !

merci !

voila un sujet tres interressant...

sa te derange si je met cela dans mon site HR ?? bien sur tu aura les droit d'auteur

il n'y a pas de problèmes tant qu'il y a les crédits. =)

insert coin !!!

BAR BAR BAR

jackpot, Ergrim, sous le bureau xD

TILT !!!

Je me tourne vers toi HR pour te dire que certains de mes élèves, faisant un TPE justement sur l'intelligence artificielle, sont tombés sur notre forum et plus particulièrement sur cette page.
Un d'entre eux m'a demandé si les infos étaient fiables sans connaitre le lien que j'avais avec le forum. J'ai un peu hésité mais j'ai finalement dit que tu étais quelqu'un d'on ne peut plus fiable (je pense ne pas me tromper ! ).
Si ils ont des questions pour toi sur tout ça est ce qu'on peut leur créer un compte pour qu'ils puissent poser leurs questions directement sans nécessairement devoir passer par moi ?
Merci d'avance !!

Ca c'est pas mal comme histoire !

Witipédia ?

Amusant ^^

Comment as tu justifié le fait que je puisse être fiable sans indiquer tes liens avec le forum ? =)
Il n'y a bien sûr aucun problème pour qu'ils viennent poser des questions ! à condition que je sois en mesure d'y répondre. Mais sinon j'ai un ami dont la compétence en la matière est excellente et bien plus pointue que la mienne. Il sera peut être intéressant de le faire participer.

J'ai indiqué mes liens avec le forum !
Y a pas à avoir honte d'Ogame, si ?

Sinon effectivement si la personne dont tu parles pouvait elle aussi avoir un compte afin de pouvoir répondre à certaines questions ça serait super. Après si y a moyen de communiquer par mail ou MP et que tu préfères, ça sera bien aussi.

Je commence par dire à mes élèves de créer un compte ? Ou bien plus simple encore, je le crée moi et je leur donne les login/mdp. Fais en peut être de même pour ton ami, non ?

EDIT : compte créé en attente de validation.
EDIT2 : compte créé.

Si les questions demandent des précisions qui dépassent ma compétence, je le ferai venir. Je verrai avec lui si il préfère dialoguer par mail ou passer ici. Si il préfère par mail on verra si on ne peut pas mettre ses commentaires ici, ça peut toujours être intéressant.

Ok. Attendons les questions et puis on avisera en fonction. En tout cas merci beaucoup à toi et à ton ami !

Pas de soucis =)


Et ils ont fait comment pour finir par se retrouver sur ce forum en cherchant des infos sur l'I.A ? Parce que c'est pas en tapant I.A. sur google qu'on obtient un lien vers ce topic ^^