Tecniche di progettazione per definire il comportamento dei PNG durante le fasi di gioco furtive

The main objective of this work is to design artificial intelligence techniques for non-player characters (NPCs) during the stealth game phases of the graphic adventure "Reverse: Time Collapse." The artificial intelligence system of NPCs is a crucial component of any video game, as it determines their behavior and actions. Realistic and believable behavior of NPCs enhances the player's experience, making the atmosphere of the game more realistic and engaging. The development of advanced artificial intelligence systems for NPCs is in high demand and represents a significant challenge in game development. Implementing NPCs in stealth phases also presents unique challenges, such as allowing them to react realistically and responsively to the player's actions while maintaining the illusion of control over the player's choices. Another goal we set out to achieve in this thesis work is to develop features that allow the player to interact with the environment, so as to increase or decrease, as appropriate, the degree of challenge within the various game levels. In order to achieve these goals, we went to use various methodologies and tools, of course not before having carried out a preliminary phase of studying the state of the art of artificial intelligence in video games. To define the behavior of enemy NPCs in the stealth phases of the video game, we decided to use behavior trees, an artificial intelligence technique widely used in video games. As for the game engine, however, the choice fell on Unity for several reasons, of which we used some assets and packages that were particularly useful for our purpose. The implemented system achieved good results, in fact the behavior of enemy NPCs in the stealth phases of the game is well defined and general, so much so that it is possible to eventually apply it to various non-player characters in different scenes. In addition, we also developed some types of environmental interaction for the player. Unfortunately, however, due to the lack of some game elements, both graphical and functional, these interactions cannot yet be implemented within an actual level of the video game, but only tested in a suitable environment. In addition, due to the presence of some problems in the movement system of NPCs, which is often really not smooth, the gaming experience is not always optimal. Possible future developments, therefore, could focus first on solving these problems, and then address other applications of behavior trees within the video game, perhaps even using them for other game phases besides stealth.

L’obiettivo principale di questo elaborato è la progettazione di tecniche di intelligenza artificiale per i personaggi non giocanti (PNG) durante le fasi di gioco furtive (stealth) dell'avventura grafica "Reverse: Time Collapse". Il sistema di intelligenza artificiale dei PNG è una componente cruciale di qualsiasi videogioco, poiché ne determina il comportamento e le azioni. Un comportamento realistico e credibile dei PNG, di fatto, migliora l’esperienza del giocatore, rendendo l’atmosfera di gioco più realistica e coinvolgente. Lo sviluppo di sistemi avanzati di intelligenza artificiale per i PNG è molto richiesto e rappresenta una sfida significativa nello sviluppo di videogiochi. L’implementazione dei PNG nelle fasi stealth, inoltre, presenta sfide uniche, come quella di consentire loro di reagire in modo realistico e reattivo alle azioni del giocatore, pur mantenendo l’illusione del controllo nelle scelte che prende quest’ultimo. Un altro obiettivo che ci siamo prefissati di portare a termine in questo lavoro di tesi è quello di sviluppare anche delle funzionalità che permettano al giocatore di interagire con l’ambiente, così da aumentare o diminuire, a seconda dei casi, il grado di sfida all’interno dei vari livelli del gioco. Per raggiungere tali obiettivi siamo andati ad utilizzare diverse metodologie e strumenti, ovviamente non prima di aver effettuato una fase preliminare di studio dello stato dell’arte dell’intelligenza artificiale nei videogiochi. Per definire il comportamento dei PNG nemici nelle fasi stealth del videogioco, abbiamo deciso di utilizzare i behavior tree, una tecnica di intelligenza artificiale molto utilizzata nell’ambito videoludico. Mentre, per quanto riguarda il motore grafico, la scelta è ricaduta su Unity per diverse ragioni, di cui abbiamo utilizzato alcuni assets e packages particolarmente utili al nostro scopo. Il sistema implementato ha ottenuto buoni risultati, infatti il comportamento dei PNG nemici nella fasi stealth di gioco è ben definito e generale, così che sia possibile applicarlo eventualmente a vari personaggi non giocanti in scene diverse. Inoltre, abbiamo sviluppato anche alcune tipologie di interazione ambientale per il giocatore. Però, purtroppo, per la mancanza di alcuni elementi di gioco, sia grafici che funzionali, queste interazioni non possono ancora essere implementate all’interno di un livello effettivo del videogioco, ma solo testate in un ambiente opportuno. Per di più, a causa della presenza di qualche problema nel sistema di movimento dei PNG, che spesso risulta davvero poco fluido, l’esperienza di gioco non è sempre ottimale. Possibili sviluppi futuri, quindi, si potrebbero concentrare innanzitutto sulla risoluzione di queste problematiche, per poi andare ad affrontare altre applicazioni dei behavior tree all’interno del videogioco, magari utilizzandoli anche per altri fasi di gioco, oltre quelle stealth.