Boids - इकाई समूहों को स्थानांतरित करने के लिए एक सरल एल्गोरिथ्म

एक खिलौने के एक क्लोन के विकास के दौरान, मुझे एक ग्रह से दूसरे में इकाइयों के समूहों को स्थानांतरित करने की आवश्यकता थी। पहली बात जो दिमाग में आई वह थी इकाइयों को एक-एक करके और उन्हें एक सीधी रेखा में स्थानांतरित करना। लेकिन यह बहुत अजीब नहीं था, इसके अलावा - यह किसी भी तरह ग्रहों के चारों ओर जाने के लिए आवश्यक था। ग्रुप मूविंग एल्गोरिदम पर त्वरित नज़र डालने के बाद, मैंने Boids आज़माने का फैसला किया। परिणाम यह है:



कोड उदाहरणों के साथ एल्गोरिथ्म के कैट विवरण के तहत।

विवरण

बर्ड्स एल्गोरिथ्म क्रेग रेनॉल्ड्स द्वारा 1986 में पक्षियों के झुंड को स्थानांतरित करने के लिए एक मॉडल के रूप में बनाया गया था। यह निम्नलिखित तीन नियमों पर आधारित है:

• सामंजस्य - इकाइयां यथासंभव एक-दूसरे के करीब रहने की कोशिश करती हैं।
• पृथक्करण - इकाइयां एक दूसरे से एक निश्चित दूरी पर रहने के लिए फैलती हैं
• स्पीड इक्वलाइजेशन - एक ही समूह से इकाइयाँ समान गति से चलती हैं

उनके अतिरिक्त, मैंने दो और उपयोग किए:

• लक्ष्य के लिए आंदोलन - इकाइयां निर्धारित लक्ष्य पर जाने की कोशिश करती हैं
• बाधाओं से बचें - इकाइयों को बाधाओं से विपरीत दिशा में आगे बढ़ना है

कार्यान्वयन के बारे में

प्रत्येक इकाई के लिए, निर्देशांक और गति को संग्रहीत करना आवश्यक है। आपको लक्ष्य और बाधाओं के निर्देशांक को भी जानना होगा। खेल की दुनिया के पुनर्गणना के दौरान (ब्योरा दिया जा सकता है, उदाहरण के लिए, प्रति सेकंड 20 बार), आपको सभी इकाइयों के लिए नए समन्वय और गति को निर्धारित करने की आवश्यकता है। ऐसा करने के लिए, आपको नई इकाई गति निर्धारित करने और इसे स्थानांतरित करने की आवश्यकता है।

ऊपर सूचीबद्ध नियमों में से प्रत्येक आपको गति का हिस्सा पाने की अनुमति देता है। यूनिट सामान्य गति - नियम और इकाई की पिछली गति को लागू करने के बाद प्राप्त गति का योग।

v1 = Rule1(); v2 = Rule2(); v3 = Rule3(); unit.v = v1 + v2 + v3 + unit.v; unit.pos = unit.pos + unit.v; 

ताकि यूनिट ज्यादा ओवरक्लॉक न करे - यह गति को सीमित करने के लिए अनुशंसित है। कम अंतराल पर, एक बिंदु से उड़ान भरने वाली इकाइयों को फैलाना सबसे अच्छा है।

नियम निम्नानुसार कार्यान्वित किए गए हैं:

1. सामंजस्य - यह द्रव्यमान के केंद्र (सभी इकाइयों के निर्देशांक के अंकगणितीय माध्य) को खोजने और वर्तमान इकाई से द्रव्यमान के केंद्र के लिए निर्देशित वेक्टर को निर्धारित करने के लिए आवश्यक है।
2. पृथक्करण - आपको सभी निकटतम इकाइयों से औसत दिशा निर्धारित करने की आवश्यकता है।
3. स्पीड इक्वलाइजेशन - आपको सभी इकाइयों की औसत गति ज्ञात करने की आवश्यकता है।
4. लक्ष्य के लिए आंदोलन - लक्ष्य की ओर इकाई से निर्देशित एक वेक्टर।
5. बाधाओं से बचाव - दूसरे के साथ मेल खाता है, सिवाय इसके कि दिशा को निकटतम बाधाओं से दूर किया जाना चाहिए।

व्यवहार में, प्रत्येक नियम द्वारा जारी गति कम होनी चाहिए (कुछ कारक द्वारा विभाजित करके) या सीमित। सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त करने के लिए सीमाओं और गुणांकों को प्रयोगात्मक रूप से चुना जाता है।

कोड

और अब थोड़ा कोड। सभी इकाइयों को स्थानांतरित करने के लिए मुख्य कोड (जहाजों - हम अंतरिक्ष यान के बारे में बात कर रहे हैं): pastebin.com/jeHCWr8u उपरोक्त के अलावा, दुनिया के बाहर ग्रहों और उड़ान के साथ इकाइयों की टक्कर की भी यहां जांच की जाती है। गति सीमा - सामान्यीकृत वेक्टर (दिशा का प्रतिनिधित्व), गुणांक गुणक द्वारा गुणा: pastebin.com/a57hhvV

नियमों का कार्यान्वयन: pastebin.com/YDSTDh3t कार्यान्वयन सुविधाएँ - कुछ नियम केवल वर्तमान समूह की इकाइयों (एक खिलाड़ी से संबंधित और एक ही लक्ष्य वाले) पर लागू होते हैं। दूरी - ज्यामितीय अर्थों में दूरी।

शिप स्पॉनिंग को निम्नानुसार कार्यान्वित किया जाता है। प्रत्येक ग्रह में जहाजों की एक कतार होती है जो स्पैनिंग की प्रतीक्षा करती है। जब कोई खिलाड़ी एक कमांड देता है, तो कई जहाज बनाए जाते हैं (ऊर्जा की मात्रा के आधार पर 1 से ~ 20 तक) और ग्रह की कतार में जोड़े जाते हैं: pastebin.com/FprtwTy4 और फिर, हर 50 मिलीसेकंड, एक जहाज को spawned किया जाता है: pastebin.com/Tq4cvNbB

पेशेवरों और विपक्ष

एल्गोरिथ्म "जीवित" इकाइयों के अनुकरण के लिए अधिक उपयुक्त है। उन मामलों में आवेदन करना अच्छा है जहां समूह के "झुंड" व्यवहार की अनुमति है। यदि इकाइयों के अधिक सख्त आंदोलन को व्यवस्थित करना आवश्यक है, तो सबसे अधिक संभावना है कि आपको दूसरे एल्गोरिथ्म (या कुछ संशोधनों) का उपयोग करना होगा। इसके अलावा, मैं उनके लंबवत आंदोलन के दौरान एक के माध्यम से इकाइयों के एक समूह के पारित होने का आयोजन करने में सक्षम नहीं था - या तो एक समूह दूसरे को प्रक्षेपवक्र से धक्का देना शुरू कर दिया (और अंततः इसे पक्ष से दरकिनार कर दिया) - या एक समूह की इकाइयां दूसरे से इकाइयों के माध्यम से पारित करना शुरू कर दिया (लगभग उनके बिना जा रहा है) । आने वाले पाठ्यक्रमों में, स्थिति बेहतर है - कभी-कभी एक समूह दूसरे को दो में विभाजित करता है और केंद्र में पारित होता है, और कभी-कभी इसके बगल में गुजरता है। सामान्य तौर पर, बार-बार मापदंडों के साथ प्रयोग करने से, Boids अच्छे दिखने वाले परिणाम प्राप्त करेंगे जो विभिन्न स्थितियों के लिए उपयुक्त हैं।

संदर्भ

en.wikipedia.org/wiki/Boids - विकिपीडिया पर एल्गोरिथ्म का वर्णन
www.kfish.org/boids/pseudocode.html - छद्म कोड boids - कुछ विशेषताओं के विवरण के साथ
habrahabr.ru/post/105639 - बोलियों और उसके विभिन्न रूपों (अधिक सैद्धांतिक) का वर्णन
github.com/bakwc/ozifi/tree/master/projects/space_capture - स्रोत (सर्वर / दुनिया में बोलियों का कार्यान्वयन)