Как создать игру в программе алгоритм

Содержание

Алгоритм разработки интерактивной игры.

• Определение темы игры

• Постановка цели и задач

• Разработка сюжета, позволяющего эффективно раскрыть тему и обыграть задания, предлагаемые детям.

• Подбор материала по сюжету игры (картинки, музыкальные, видео файлы: скачиваем из интернета, создаем новую папку, подписываем ее, например, «ИГРА» и складываем весь материал в эту папку)

• Создание компьютерной презентации — игры.

На примере игры «Супермаркет»

Публикация «Мастер-класс „Алгоритм разработки интерактивной игры“» размещена в разделах

Создаем новую Презентацию Microsoft Рower Point.

Создаем пустые слайды (Вставка – Создать слайд).

1 слайд «Название игры»

Создадим фон. Для того, чтобы создать нажимаем на вкладку (Вставка — Рисунок – Папка «Игра» — Фон) Подписываем слайд «Супермаркет»

2 слайд «Цель, правила игры»

Для второго и последующих слайдов выбираем: Вставка – Рисунок — Папка «Игра» — Фон (голубой). Ставим фон на задний план, описываем цель и правила игры.

Как сделать игру Flappy Bird в Scratch? Урок для новичков

3 слайд «Отделы супермаркета»

Располагаем картинки с изображением отделов в любом порядке.

Для того, чтобы «отдел» заработал и перевел нас непосредственно на нужный нам слайд, выполняем следующие действия. Выделяем картинку «Отдел одежды» — Выбираем вкладку Гиперссылка — появляется окно Вставка гиперссылки — выбираем Место в документе — Слайд № 5 (например)

«Расставляем» (Вставка – Рисунок — Папка «Игра» — Картинка) предметы (картинки, рисунок должен быть на прозрачном фоне, тогда будет передвигаться именно рисунок.

Монеты «прячем» за кошелек (ставим кошелек на передний план)

Приступаем к созданию анимации. «Отдел игрушек»

Здесь (как и в других отделах) товар стоит на полке, при покупке он будет перемещаться в корзинку, одновременно будет перемещаться монетка из кошелька на ту полку, с которой купили товар. Выполняем следующие действия:

Переходим на вкладку «Анимация»

Выделяем объект (картинку — кораблик)

Выбираем Пути перемещения, пользовательский

Ставим курсор на кораблик, после нажатия левой кнопки мыши (2 раза, появляется карандаш. Рисуем путь, по которому будет перемещаться наш «товар», т. е. до корзины.

Нам необходимо, чтобы все предметы перемещались по нашему сигналу, т. е. при нажатии на картинку, именно она переместится в корзину, а не другая. Для этого выбираем функцию «Триггер».

Триггеры позволяют «запрограммировать» реакцию презентации на конкретные действия пользователей: щелчки по определенным кнопкам, месту на экране и проч. Такая презентация становится более интерактивной, нежели с использованием обычных кнопок и ссылок. (pedsovet.su›powerpoint/5670… triggery_v_prezentacii)

И так, нажимаем триггер – по щелчку – picture 8 (кораблик оказался под номером 8).

Далее, мы хотим, чтобы в то время как кораблик «летел» в корзину, монетка оказалась на полке вместо него. Выделяем монетку (монет должно быть по количеству товаров) — Выбираем Пути перемещения, пользовательский — Ставим курсор на монетку, после нажатия левой кнопки мыши (2 раза, появляется карандаш. Рисуем путь, по которому она будет перемещаться наш на полку. В области анимации, выделяем picture 11 (монетка, открывается окно, выбираем функцию «Запускать вместе с предыдущим»

Реализация алгоритма Минимакс на примере игры «Крестики-Нолики»

Недавно я написал непобедимую игру «Крестики-Нолики». Это был интересный и поучительный проект, который многому меня научил. Если у вас есть желание посмотреть результат — это можно сделать здесь.

Для того чтобы сделать игру непобедимой, было необходимо создать алгоритм, который может рассчитать все возможные ходы для «компьютерного» игрока. Далее, нужно использовать некоторую метрику, чтобы определить, какой ход является предпочтительным. После долгих исследований стало понятно, что алгоритм Минимакс, был тем, что мне нужно.

Понимание основ алгоритма и реализация игры заняли некоторое время. Я нашел много примеров кода и объяснений, тем не менее это оказалось не такой уж простой затеей. Надеюсь этот пост поможет некоторым из читателей оценить элегантность этого алгоритма.

Описание «Идеальной» игры «Крестики-Нолики»

Для начала давайте опишем, что мы понимаем под «идеальной» игрой — если я играю идеально, я или побеждаю в игре, или играю вничью. В случае если я играю против другого «идеального» игрока, я всегда играю вничью.

Можно ли описать эти требования количественно? Давайте для всех возможных вариантов конечного состояния игры назначить какое-то количество очков:

Я победил, ура! Я получаю 10 очков!
Я проиграл, блин. Я теряю 10 очков (потому, что другой игрок получает 10 очков).
Ничья. Я получаю ноль, и другой игрок получает ноль.

Давайте рассмотрим короткий пример.

На картинке изображено состояние игрового поля, и мой черед ходить. Я играю за «Х». Моя цель, очевидно, максимизация количества очков, которые я получу.

Верхняя часть картинки показывает состояние игры, и, в зависимости от моего выбора, я могу попасть в одно из трех состояний из нижней части картинки. Очевидно, что состояние, в котором я побеждаю (снизу слева) является наилучший. Если я не сделаю этот ход, игрок «О» может легко победить, и я не хочу, чтоб он победил. Таким образом, выберу ход, который принесет мне наибольшее число очков.

Но что мы знаем о втором игроке? Мы можем предположить, что он тоже играет с целью победить в игре. Игрок «О» хочет выбрать ход, который приведет к наименьшему выигрышу для нас, он хочет минимизировать наш выигрыш. Давайте посмотрим на вещи с точки зрения игрока «О» начиная с двух других состояний игры из предыдущего примера, тех, в которых я не побеждаю:

Описание алгоритма Минимакс

Суть алгоритма Минимакс это поочередный перебор возможных ходов двух игроков, при котором мы считаем, что игрок «чья очередь» выберет ход, приносящий максимальное количество очков. Предположим, что мы играем за игрока «Х», тогда описание алгоритма будет примерное таким:

Если игра закончена, вернуть количество очков для игрока «Х»
В противном случае, получить список новых состояний игровой области для каждого возможного хода
Оценить возможный выигрыш для каждого возможного состояния
Для каждого из возможных состояний добавить «Минимакс» оценку текущего состояния
Если ход игрока «Х» — вернуть ход с максимальным количеством очков
Если ход игрока «О» — вернуть ход с минимальным количеством очков

В состоянии 1 — очередь ходить у игрока «Х». «Х» генерирует состояния 2, 3 и 4 и рекурсивно применяет алгоритм к сгенерированным состояниям
Состояние 2 добавляет выигрыш в размере +10 к оценке состояния 1, потому что игра выиграна
Состояния 3 и 4 не являются конечными состояниями, поэтому из состояния 3 генерируются состояния 5 и 6, из состояния 4 генерируются состояния 7 и 8, после чего к каждому из сгенерированных состояний применяется алгоритм Минимакс.
Состояние 5 добавляет «проигрыш в размере -10 для состояния 3, то же самое происходит и с состоянием 7 для состояния 4.
Состояния 6 и 8 генерируют лишь конечные выигрышные состояния, поэтому каждое из них добавляет выигрыш в размере +10 для состояний 3 и 4.
Так как на состояниях 3 и 4 очередь ходить игрока „О“, „О“ будет искать наименьший выигрыш. Исходя из выбора в -10 и +10, оба состояния вернут -10
Наконец, оценка выигрыша для состояний 2, 3 и 4 будет рассчитана как +10, -10 и -10 соответственно. Так как игрок „Х“ стремиться максимизировать выигрыш, будет сделан выбор в пользу состояния 2.

Реализация алгоритма Минимакс

Надеюсь теперь у вас есть общее представление, как алгоритм Минимакс определяет наилучший ход. Давайте рассмотрим имплементацию алгоритма, чтоб закрепить наше понимание.
Вот функция, которая производит оценку состояния:

Достаточно просто, вернуть +10 если текущий игрок побеждает в игре, -10, если проигрывает и 0 в случае ничьи. Вы также можете отметить, что с точки зрения алгоритма нет разницы, какой это игрок (»Х» или «О»), важно лишь чей ход.

А теперь собственно сам алгоритм; обратите внимания что в приведенном варианте выбор хода это просто адрес ячейки на поле, т.е. [0,2] это правая верхняя ячейка на игровом поле размером 3×3.

Когда алгоритм выполняется в классе PerfectPlayer, выбор наилучшего ходя сохраняется в переменной choice, которая впоследствии используется для того, чтобы вернуть новое состояние игры в которое мы попадаем в результате выбранного игроком хода.

Идеальный игрок-самоубийца

Эта имплементация алгоритма позволит вам создать игру в «крестики-нолики», в которую вы не сможете победить. Но есть маленький нюанс, который я обнаружил в процессе тестирования игры. В случае, если мой «идеальный игрок» обнаружит состояние, в котором он или проиграет, или закончит вничью, его ход будет самоубийственным. Проще говоря, алгоритм говорит «я все равно проиграю, поэтому без разницы сейчас, или через 6 ходов».

Я обнаружил это когда передал явно некорректное состояние игрового поля и попытался выяснить, какой ход предложит алгоритм. Я ожидал, что «идеальный игрок» попытается помешать мне выиграть так долго, как сможет, но этого не произошло:

Даем противнику хороший бой: глубина

Наилучшим улучшением для алгоритма будет изменить его так, чтоб «идеальный игрок» играл «идеально» до самого конца, т.е. взять «глубину» (количество ходов до возможного проигрыша) в расчет при выборе хода. Простыми словами, идеальный игрок будет играть идеально, и постарается играть так долго, как только сможет.

Для того чтобы достигнуть такого результата мы будем отнимать глубину рекурсииколичество ходов от конечного состояния игры. Т.е. чем больше ходов до минимального выигрыша (и чем меньше ходов до максимального) — тем лучше.

Так, каждый раз при вызове алгоритма Минимакс глубина будет увеличена на 1, и когда мы наконец рассчитаем возможный выигрыш для конкретного конечного состояния игры мы введем поправку на глубину. Давайте посмотрим, как это выглядит на примере следующего дерева ходов:

Теперь учет глубины (как показано черным слева) приводит к тому, что оценка различается для каждого конечного состояния, и, потому что на первом уровне Минимакс будет пытаться максимизировать возможный выигрыш (т.к. ход игрока «О») предпочтительная оценка выигрыша составит -6, т.к. это выше чем альтернативный вариант в -8. И потому, несмотря на то, что игроку грозит верная смерть, наш надежный «идеальный игрок» выберет ход, который приведет к достойной смерти, и заблокирует выигрыш игрока «Х».

В заключение

Я надеюсь все эти пояснения помогли вам получше понять алгоритм Минимакс, и, возможно, как можно всегда выигрывать в «крестики-нолики». Если у вас есть вопросы, или что-то вам кажется непонятным, напишите, пожалуйста, в комментариях и я улучшу статью. Полный код можно найти у меня на Github. А поиграть в получившуюся игру можно здесь: http://perfecttictactoe.herokuapp.com/.

От переводчика

Перевод сделан с разрешения автора. Мне понравилась эта статья тем, что она просто и наглядно описала алгоритм Минимакс. В статье присутствуют неточности и упрощения а также, местами, неточная терминология.

Возможно вам также будет интересен мой YouTube канал.

Источник: habr.com