フカミVol.1：触手カブ

_{祖父はカブを植えました...そして触手はそれからcい出しました。}
UPD：紳士の皆さん 、退会してください。記事の何が悪いのか、それが誰かを怒らせたのか。 そして、唾を吐くことがカルマに飛び込みましたが、何を修正すべきかは明確ではありません。 欲のためではないが、私は...
UPD 2：警告を忘れました...デバッグモードで、UnityEditorはコンソールに四元数の無効な値に関する何百ものメッセージを表示します（明らかに正規化されていません）。 このため、デバッグのある時点から開始して、速度が低下し始めます。 私の障害やバグがUnityリリースの機能であるかどうかはまだわかりません。 Handsは、Unity3Dフォーラムに質問を投稿する方法は一切ありません。

はじめに

FrozmatGames氏の記事を 読んで 、私はこの記事を急いで駆り立てました。この記事では、遺伝学をテーマにしたゲームのプロトタイプの実装について説明します。 テキストの湿気の可能性について事前に謝罪します。 「コーミング」の時間が足りません。 スラッギングやその他のテキストの欠陥についての怒りのhabrapochtaで送ってください-私はすべてを修正しようとします。
この記事では、作成されたデモのコンセプトを有機的成長のシミュレーションで簡単に説明しようとします。 最初に、デモを作成するというアイデアについて説明します。 次に、使用し始めたツールと最終的に使用したツールについて説明します。 それでは、実装のいくつかのポイントの説明、デモンストレーション、さらに実装したいことのリストで終わります。

いつものように、コードはGithubに投稿されています。

ゲームのアイデアとプロトタイプ＃1

私のインスピレーションの主な情報源は、Strugatsky兄弟の世界（A.、B。、およびJ.）とハブに関するいくつかの記事です（以下のリストを参照）。

• 「ライブグラフ」-Silverlightの例を使用したセルオートマトンの成長グラフ
• ニューラルネットワーク進化手法の概要
• 拡張トポロジーの神経進化
• レーシングカーの進化の詳細

基本的な考え方は、すべてまたはほとんどすべてが生命で満たされ、構築されず、組み立てられず、製造されず、生まれ、発展し、成長するゲームの世界です。 全体として、テラリアと胞子の混合物。 これは、ゲームのアイデアについて簡単に説明します。 まだ詳しくは説明しません。その前に、考えを整理する必要があります。
プロトタイプの実装から始めることにしました。このプロトタイプでは、特定の抽象的な植物の誕生と発展を観察することが可能になります（記事のタイトルのワーキングタイトル）。 下の図は、考案されたプロトタイプのスケッチです。

このスケッチは、オブジェクトの開発の初期段階を示しています。 この段階で、それらをつなぐ骨とひもは核から「成長」します。 ボーンとストリングは分割することも、コアから新しいものを追加することもできます。 構造の一部が大きくなると、ジオメトリと物理的特性を変更できます。

分割と挿入は、「 神経進化のトポロジーの進化」で詳しく説明されている2つの操作です。 それらは遺伝子で暗号化できるため、将来的には世界の進化に遺伝的アルゴリズムを使用できます。

Physics2D.Net + WPF Render vs Unity3D 4.3.0

当初、プロトタイプの実装はPhysics2D.Netを使用して決定されました。 彼と仕事をするのは簡単なようです（ wikiの老人に関する簡単なチュートリアルを読むことができます）：

PhysicsEngine engine = new PhysicsEngine(); engine.BroadPhase = new Physics2DDotNet.Detectors.SelectiveSweepDetector(); engine.Solver = new Physics2DDotNet.Solvers.SequentialImpulsesSolver(); 

タイマーオブジェクト（ PhysicsTimer ）を使用してシミュレーションを開始および停止します。

 PhysicsTimer timer = new PhysicsTimer(engine.Update, .01f); timer.IsRunning = true; 

しかし、もちろん機会は十分ではありません。 さらに、シーンのレンダリングも問題でした。 WriteableBitmapでのレンダリングが最も簡単なソリューションとして使用されました（ リポジトリ内のコードを参照）。 後でこのアプローチを放棄しました レンダリングをより生産的なものに置き換えるのは難しいと思いました。 もっと機能的なものをすぐに学ぶ方が良いと私は決めました。 Physics2D.Netについて読むことに興味がある人は、コメントの購読を中止してください。その時間を見つけようとします。

ネイティブ2Dモードを実装するUnity3D 4.3.0リリースに関する記事の後、デモを実装することにしました。 Unity3Dプロジェクトは、コードを整理するためのコンポーネントアプローチの大規模な使用でよく知られているOOPアーキテクチャとは異なります。 そのため、Physics2Dを備えたブランチのコードは、使用するのではなく、ゼロから実装を開始することにしました。
私のコンセプトの基礎として、私は2Dデモプロジェクト（ これはこちら ）を取りました。 ゲームオブジェクトと動作シナリオの主要部分のスプライトを作成しました。 また、さまざまなヘルパー実装がプロジェクトに追加されました。

彼は、Unity3Dの従来のOOPアプローチでは難しいと思っていました。 行動シナリオのポリモーフィズムは機能しません。 しかし、一般的に、従来のOOPにはそれほど多くの問題はありませんでした...おそらくこれまでのところ。 ソリューションを使用するときは、Mono DevelopだけでなくVisual Studio 2012も使用します。 その中のC＃エディターは、より良く安定しています。 Faced Monoオートインデント、コードの一部のドラッグアンドドロップ、ブラケットの自動クローズ、その他の些細な問題を開発します。 しかし、私はまだVSを通じてデビューする方法を学んでいません。 ところで、Mono Developにはデバッグに関する問題があります。 何らかの理由で、 enumを含む名前空間はデバッグでアンロードされます。これは、ゲームオブジェクトのタイプがデバッグで表示されないため、文字列変数で複製する必要があるためです。 たぶん、トリックを知らないか、別の名前空間に列挙された無駄な列挙がありません。

実装

現在実装されているもの：

• コア（コア）、ノード（ノード）、およびボーン（骨）の3種類のプレハブが追加されました
• ノードとボーンにはいくつかのタイプがあり、コアは同じタイプです
• DNA、およびその組成の遺伝子の読み込み、デコード、複製を実装しました。 リポジトリ内のスクリプトSeed、DnaProcessor、GeneProcessorを参照してください
• 復号化された遺伝子は、適用可能条件を満たすときにゲームオブジェクトの現在の部分に適用されます
• 遺伝子の適用可能性に関する以下の条件が実装されています。オブジェクトの要素のツリー内の現在の位置（±ランダム許容値）。 親要素のサブタイプ。 遺伝子活性化時間。
• 骨およびノー​​ド遺伝子について、子要素の追加が実装されました
• 成長のさまざまな段階を実装するスクリプトは、現在のGameObjectのコンポーネントにブロードキャストメッセージ（GameObject.SendMessage）を送信することで互いに通信します。
• ノードを追加するときの簡単なアニメーションを実装しました。
• 遺伝子（GenesManager）とリソース内のプレハブ（PrefabsManager）を操作するための2つのシングルトンヘルパーが実装されています。

デモでもう少し詳細なライフサイクル。
栽培されたオブジェクトのルートはコア（プレハブコア）です。 このオブジェクトには、「dna.txt」のリソースからロードするシードスクリプトがあります。

 using UnityEngine; using System.Collections; using Fukami.Helpers; public class Seed : MonoBehaviour { public string Dna; void Start(){ var dnaAsset = Resources.Load<TextAsset>("dna"); Dna = dnaAsset.text.Replace("\r\n","*"); } void OnSeedDnaStringRequested (Wrap<string> dna) { dna.Value = Dna; dna.ValueSource = "Seed"; } } 

このファイルには、完全なカブのDNAが含まれています。

 // node、[Node type]、[Bone Type]、[Base depth]、[Depth depth]、[Grow Time]

ノード、1,0,0,0,07A
ノード、1,0,0,0,080

ノード、2,0,0,0,100

骨、1,0,4,2,190
骨、1,0,4,2,15E
ノード、3、0、3、2、96
骨、1,0,0,5、C8
骨、1,0,2,1、FA
骨、1,0,3,1,12C

ノード、2,0,3,2、Fa
ノード、1,0,7,3,80
骨、1,0,8,2,128 

また、DnaProcessorスクリプトがカーネルに接続されており、最初に現在の要素に親があるかどうかがチェックされます。

 void Start() { _age = 0.0f; var dna = new Wrap<string>(); if (gameObject.transform.parent != null) { var gen = new Wrap<int>(); gameObject.transform.parent.SendMessage("OnDnaGenRequested", gen); _generation = gen.IsSet ? gen.Value + 1 : 0; gameObject.transform.parent.SendMessage("OnDnaStringRequested", dna); } else { SendMessage("OnSeedDnaStringRequested", dna); } if (dna.IsSet) { DnaString = dna.Value; } } 

親がない場合、DnaProcessorは、シードスクリプトからDNAを要求する「OnSeedDnaStringRequested」メッセージを送信します。 そうでない場合、親要素の同じDnaProcessorからDNAを受信するために、メッセージ「OnDnaStringRequested」が送信されます。 また、DnaProcessorは、この値を遺伝子に渡すために、ツリーの現在の位置（深さ、世代）を親に要求します。
遺伝子のライフサイクルは、GeneProcessorスクリプトによって制御されます。 このスクリプトは非常に単純で、アクティベーション時間をカウントしてから、「OnApplyGene」というメッセージを送信します。

 void Update () { if (Gene != null) { _age += Time.deltaTime; } if (_age >= Gene.GrowTime) { enabled = false; SendMessage("OnApplyGene", Gene); return; } } 

このメッセージは、「BonesApplicant」（現在の要素がノードの場合）、またはボーンの場合「NodesApplicant」のいずれかで受け入れられます。 OnApplyGeneメッセージハンドラーのこれらのスクリプトはどちらも、遺伝子の適用性の条件とルールをチェックします。

 bool GetIsApplicable(GeneData gene) { // Part Type check if (gene.GeneType != "node" && gene.GeneType != "stats") { return false; } // Subtype check if (gene.ApplicantSubtype != 0 && gene.ApplicantSubtype != Subtype) { return false; } // Generation check var gen = Generation; if (gen != gene.BaseDepth) { var actDistance = Mathf.Abs(gen - gene.BaseDepth); if (UnityEngine.Random.Range(0f, 1f) < actDistance / (gene.DepthTolerance + 1)) { return false; } } return true; } 

 void OnApplyGene(GeneData gene) { if (!GetIsApplicable(gene)) return; switch (gene.GeneType.ToLower()) { case "bone": AddBone(gene); break; case "joint": AddJoint(gene); break; case "stats": AddStats(gene); break; default: break; } } 

すべてが正常であり、空きスロット（ ChildSlotリスト ）がある場合、遺伝子の子が作成されます。

 private void AddBone(GeneData gene) { var slot = Slots.FirstOrDefault(s => !s.IsOccupied); if (slot == null) { return; } slot.IsOccupied = true; var bonePrefab = PrefabsManager.Instance.LoadPrefab(string.Format("{0}{1}", gene.GeneType, gene.Subtype)); var newBody = (GameObject)Instantiate(bonePrefab, gameObject.transform.position, gameObject.transform.rotation * Quaternion.AngleAxis(slot.Angle, Vector3.forward)); newBody.transform.parent = gameObject.transform; newBody.SetActive(true); //var slide = newBody.AddComponent<SliderJoint2D>(); var slide = newBody.AddComponent<HingeJoint2D>(); slide.connectedBody = gameObject.GetComponent<Rigidbody2D>(); slide.connectedAnchor = new Vector2(slot.X, slot.Y); //slide.limits = new JointTranslationLimits2D { min = -0.1f, max = 0.1f }; slide.limits = new JointAngleLimits2D { min = -1.0f, max = 1.0f }; slide.useLimits = true; gameObject.SendMessage("OnChildAdded", newBody, SendMessageOptions.DontRequireReceiver); } bool GetIsApplicable(GeneData gene) { // Part Type check if (gene.GeneType != "bone" && gene.GeneType != "stats" && gene.GeneType != "joint") { return false; } // Subtype check if (gene.ApplicantSubtype != 0 && gene.ApplicantSubtype != Subtype) { return false; } // Generation check var gen = Generation; if (gen != gene.BaseDepth) { var actDistance = Mathf.Abs(gen - gene.BaseDepth); if (UnityEngine.Random.Range(0f, 1f) < actDistance / (gene.DepthTolerance + 1)) { return false; } } return true; } 

 private void AddNode(GeneData gene) { var slot = Slots.FirstOrDefault(s => !s.IsOccupied); if (slot == null) return; slot.IsOccupied = true; var nodePrefab = PrefabsManager.Instance.LoadPrefab(string.Format("{0}{1}", gene.GeneType, gene.Subtype)); var newBody = (GameObject)Instantiate(nodePrefab, gameObject.transform.position, Quaternion.FromToRotation(Vector3.right, Vector3.up) * //Quaternion.AngleAxis(Random.Range(-slot.Angle, slot.Angle), Vector3.forward)); Quaternion.AngleAxis(slot.Angle, Vector3.forward)); newBody.transform.parent = gameObject.transform; newBody.SetActive(true); var hinge = newBody.AddComponent<HingeJoint2D>(); hinge.connectedBody = gameObject.GetComponent<Rigidbody2D>(); hinge.connectedAnchor = new Vector2(slot.X, slot.Y); hinge.limits = new JointAngleLimits2D { min = -1.0f, max = 1.0f }; hinge.useLimits = true; newBody.AddComponent<HingeSmoothPos>(); gameObject.SendMessage("OnChildAdded", newBody, SendMessageOptions.DontRequireReceiver); } 

子要素は、PrefabsManagerを介してインスタンス化されます。PrefabsManagerは、ストリングタイプ（ boneまたはnode ）およびプレハブサブタイプの接尾辞によってプレハブを選択します 。 たとえば、「node1」、「node2」などになります。 DieIfNoChildrenスクリプトはノードに追加でアタッチされます。これは、一定の時間が経過しても子がノードにアタッチされない場合、ノードを単純に破棄します。

多くのポイントについて、個別に伝えることがあります。 質問する-コメントで詳細に回答するか、別の投稿をすることもあります。 それまでの間、より良いデモアニメーションをご紹介します。 リポジトリにアセンブルされたEXE をダウンロードできます 。

_{YouTubeに送信するために画面からビデオをキャプチャする便利で無料の方法をplizに教えてくれる人がいます}

次は何ですか

次に、DNAを使って、多少なりとも美しいシミュレーションを取得したいと思います。 ジョイントの遺伝子（ジョイント、2つのノードを接続する要素）の処理、および特性の修飾子（統計、質量、その他の物理係数、ヒットポイントなど）の処理を実装する必要があります。 次に実装する予定の要素は、骨とノードの追加要素（保護カバー、一部の攻撃要素など）、および骨を破壊したり、ポータルに置き換える機能です。 最後に、「アラテラリア」カタマハウスのようなもの、またはバンカーのようなものを手に入れたいです。

！ ご清聴ありがとうございました！