Geneettisen algoritmin soveltaminen liikkumiseen Source-pelimoottorin Surf-pelimuodossa

Abstract

Tekijä: Räsänen Lauri Työn nimi: Geneettisen algoritmin soveltaminen liikkumiseen Source-pelimoottorin Surf-pelimuodossa Tutkintonimike: Tradenomi (AMK), Tietojenkäsittely Asiasanat: geneettinen algoritmi, liikkuminen, pelit, Source-pelimoottori Työn tarkoituksena oli tutkia geneettisen algoritmin sovellettavuutta monimutkaisen 3D-pelimaailman navigoinnissa hyödyntäen Source-pelimoottorin yleistämää Surf-pelimuotoa käytännön sovelluksena.

Työn teoriaosuus sisältää tietoa geneettisistä algoritmeista, niiden toimintaperiaatteesta, sekä sovellettavuudesta peleissä liikkumiseen. Työn käytännön osuudessa käydään tarkemmin läpi, kuinka ohjelmistosovellus on toteutettu, toteutuksen aikana ilmenneitä ongelmia ja ratkaisuja, sekä muita havaintoja.

Osana työtä kirjoitettu ohjelmistosovellus hyödyntää tavanomaista geneettistä algoritmia liikekomentojen tuottamiseen sekä SourceMod-ohjelmistorajapintaa vuorovaikutukseen Source-pelimoottorin kanssa. Sovelluksen lähdekoodi julkaistiin avoimena lähdekoodina hyödyntäen kolmatta versiota lisenssistä GNU General Public License.

Ohjelmistosovelluksen tuottamat tulokset ovat lupaavia ja toimivat todisteena sovelluksen toimivuudesta lyhyiden Surf-pelikenttien ratkaisemisessa, hyödyntäen samoja liikkumismekaniikoita kuin ihmispelaajat. Pidemmät pelikentät ovat vielä ongelmallisia algoritmin hakualueen eksponentiaalisen kasvun takia, mutta tämä ongelma on todennäköisesti ratkaistavissa hyödyntäen jatkokehitysosiossa esiteltyjä optimointimenetelmiä.

Author: Räsänen Lauri Title of the Publication: Applying a Genetic Algorithm to Movement in Source Engine’s Surf Game Mode Degree Title: Bachelor of Business Administration, Business Information Technology Keywords: genetic algorithm, movement, games, Source engine

The objective of this bachelor’s thesis was to explore the applicability of genetic algorithms in navigating a complex 3-dimensional game environment. This was done by utilising the Surf game mode popularised by the Source engine as a practical example.

The theory section of this publication contains information on genetic algorithms, their operational principle, as well as, on their applicability in game movement. The practical part of this publication describes in greater detail how the application has been implemented, potential problems encountered during the implementation, solutions to these problems, and other observations.

The software written as a part of this thesis utilises a standard genetic algorithm for producing movement commands, and the SourceMod API for interfacing with the Source engine. The resulting software was open-sourced and released under the GNU General Public License version 3.

The results produced by the software are promising and demonstrate that a genetic algorithm can be used to solve short Surf stages, by using the same movement mechanics as real human players. Longer stages remain a challenge due to the exponential nature of the search space, but this problem may be solved by implementing the optimisation methods described in the further development section.