Комп’ютерна 3D гра з використанням штучного інтелекту

Abstract

Індустрія комп’ютерних ігор є одним із найбільш динамічних і перспективних напрямів у сфері розваг та програмного забезпечення. Жанр стратегій у реальному часі (RTS) залишається популярним завдяки своїй здатності залучати гравців у складний, динамічний і тактичний ігровий процес. Інтеграція штучного інтелекту (ШІ) у цей жанр дозволяє створювати більш реалістичні та адаптивні ігрові світи, де поведінка противників та NPC підлаштовується під дії гравця. Робота присвячена розробці комп’ютерної 3D-гри у жанрі RTS на платформі Unity з використанням штучного інтелекту. Платформа Unity надає широкий набір інструментів для створення багатофункціональних ігрових проектів з високою графічною якістю та складними механіками. Використання ШІ забезпечує створення інтелектуальних алгоритмів для адаптації складності гри, взаємодії NPC із середовищем та гравцем, а також реалізації нелінійних сценаріїв. У першому розділі аналізується актуальність розробки ігор у жанрі RTS, проводиться огляд аналогів, визначаються вимоги до майбутньої гри, а також формується технічне завдання для її створення. Другий розділ присвячений вибору інструментів та фреймворків для розробки, мови програмування та програмного забезпечення для моделювання. У третьому розділі моделюються ігрові процеси: створюються UML-діаграми, діаграми станів, переходів, компонентів, а також алгоритми реалізації ігрових механік. Четвертий розділ зосереджений на програмній реалізації гри: розробці UI-елементів, механіки рівнів, інтеграції штучного інтелекту та тестуванні створеного прототипу. Об’єкт роботи: розробка комп’ютерної 3D-ігри у жанрі стратегії в реальному часі з використанням штучного інтелекту. Предмет роботи: аналіз технологій використання штучного інтелекту та застосування їх в процесі розробки гри. Мета: створення 3D-ігри на платформі Unity, що демонструє можливості використання ШІ для поліпшення ігрового процесу та взаємодії користувача з грою. Для досягнення мети необхідно виконати такі завдання: 1. Дослідити актуальність розробки 3D ігор із впровадженням ШІ. 2. Провести аналіз існуючих RTS-ігор для визначення ключових механік, очікувань гравців і недоліків. 3. Визначити вимоги до гри та сформулювати технічне завдання. 4. Розробити загальний алгоритм гри з інтеграцією ШІ. 5. Реалізувати прототип із основними функціями та протестувати його. КМР викладена на _88_ сторінок, вона містить _4_ розділи, _80_ ілюстрацій, _7_ таблиць, _21_ джерел в переліку посилань. The computer gaming industry is one of the most dynamic and promising fields in the entertainment and software development sectors. The real-time strategy (RTS) genre remains popular due to its ability to engage players in complex, dynamic, and tactical gameplay. Integrating artificial intelligence (AI) into this genre allows for the creation of more realistic and adaptive game worlds where the behavior of opponents and NPCs adjusts to player actions. This thesis is dedicated to developing a computer 3D game in the RTS genre on the Unity platform using artificial intelligence. Unity provides a wide range of tools for creating multifunctional game projects with high graphical quality and intricate mechanics. The use of AI enables the creation of intelligent algorithms for adapting game difficulty, facilitating interactions between NPCs, the environment, and players, as well as implementing nonlinear scenarios. The first chapter analyzes the relevance of RTS game development, reviews existing analogs, defines requirements for the future game, and formulates the technical specifications for its creation. The second chapter focuses on selecting tools and frameworks for development, programming languages, and modeling software. The third chapter models gameplay processes: creating UML diagrams, state diagrams, transitions, components, and algorithms for implementing game mechanics. The fourth chapter focuses on the software implementation of the game: developing UI elements, level mechanics, AI integration, and testing the created prototype. Object of the thesis: Development of a computer 3D game in the RTS genre with artificial intelligence. Subject of the thesis: Analysis of AI technologies and their application in the game development process. Goal: To create a 3D game on the Unity platform that demonstrates the capabilities of AI for improving the gaming process and user interaction with the game. To achieve the goal, the following tasks must be completed: 1. Investigate the relevance of developing 3D games with AI implementation. 2. Analyze existing RTS games to identify key mechanics, player expectations, and shortcomings. 3. Define game requirements and formulate technical specifications. 4. Develop a general algorithm for the game with AI integration. 5. Implement a prototype with core features and test it. The master’s thesis comprises _88_ pages, includes _4_ chapters, _80_ illustrations, _7_ tables, and _21_ references in the bibliography.