Presentazione Specialistica - Bruno Tagliapietra

LAUREANDO:Bruno TAGLIAPIETRA

PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE DI UNA APPLICAZIONE PER IL GIOCO DEGLI "SCACCHI 3D"

Tesi di Laurea Specialistica in Ingegneria Informatica

RELATORE:Chiar.mo Prof.Maur iz io FERMEGLIA

U n i v e r s i t à d e g l i S t u d i d i Tr i e s t e

Fa c o l t à d i I n g e g n e r i a

A n n o A c c a d e m i c o 2 0 0 8 / 0 9

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Università degli Studi di Trieste – Prof. Maurizio FERMEGLIA – Bruno TAGLIAPIETRA

Obiettivo della Tesi

Sviluppo di una piattaforma per il gioco di una variante in 3D dei famosi “scacchi”

Key Features: Umano vs Umano Umano vs Computer Computer vs Computer

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Obiettivi Intermedi

Fasi dello sviluppo Analisi gioco Analisi architetturale Raccolta requisiti componenti progetto Valutazione tecnologie disponibili Approfondimento tecnologie impiegate Progettazione architetturale Progettazione componenti fondamentali Realizzazione complessiva Test, migliorie, riprogettazioni

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Motivazioni

Perché ‘un videogioco’ Prodotto di tutto rispetto ed in grande ascesa in campo

economico, sociale, artistico. Bacino di utenza potenzialmente largo (tutte le fasce

d’età).

Perché una variante 3D degli “Scacchi” Interessante dal punto di vista AI (tecniche specifiche). Scacchi classici già molto inflazionati.

Perché “Raumschach” Nessuna implementazione fedele della variante presa in

esame, “Raumschach”. Gioco già collaudato, avente ricca e nobile storia di pratica.

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Analisi – Cenni storici

Scacchi – Varianti 3D

Le più antiche risalgono a fine ‘800

“Raumschach” Inventati da Ferdinand Maack, inizialmente 8x8x8 Pubblicati nel 1907 in versione 5x5x5 Nel 1919 fondato un club ad Amburgo Giocati, prevalentemente in Germania, fino all’inizio

della seconda guerra mondiale.

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Analisi - Regole

Regole Scacchiera cubica, 5x5x5 Vittoria per scacco matto:

Non è possibile fare alcuna mossa e il prioprio Re è sotto scacco.

Patta se: 50 mosse consecutive senza prese o mosse di Pedone Stallo (non è possibile fare alcuna mossa ma il Re non è sotto

scacco) Notazione:

La casella in basso a sinistra vicina al giocatore bianco è la Aa1.

Piani: lettere maiuscole; righe: lettere minuscole; colonne: numeri.

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Aa1

Analisi - Regole

Disposizione iniziale

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Analisi - Regole

Pedone

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Analisi - Regole

Cavallo

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Analisi - Regole

Unicorno

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Analisi - Regole

Alfiere

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Analisi - Regole

Torre

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Analisi - Regole

Regina

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Analisi - Regole

Re

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Analisi - Requisiti

Requisiti individuati

Scacchiera cubica, 5x5x5, conforme al regolamento Visualizzazione tridimensionale Selezione e spostamento pezzi tramite mouse Possibilità di giocare con avversario umano Possibilità di giocare con avversario computerizzato

Difficoltà regolabile Portabilità

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Tecnologie

XNA 3.1 Inseme di tool ambiente .NET Scopo: sviluppo di videogame Caratteristiche:

Portabilità: PC, Xbox, Zune Mono.XNA (incompleto): Linux, MacOS

Vantaggi In quanto Game Framework evita di dover riscrivere le

infrastrutture adatte al game development Vantaggi rispetto altri game framework

Maggior confidenza con la tecnologia su cui si basa

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Progettazione

Macro dicotomia

Motore Veloce Efficiente Regolabile

Interfaccia Tridimensionale Gradevole alla vista User friendly

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Progettazione

Pattern architetturale di riferimento:Model – View – Controller

Motore Model + Controller

Interfaccia View

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Progettazione - Motore

Esso deve essere in grado di

Esprimere una valutazione quantitativa sulla posizione

Per un certo numero di “livelli”, sia esso n: Generare tutte le mosse possibili Valutare tutte le posizioni Per ciascuna posizione, generare tutte le mosse

possibili Fermarsi quando ha raggiunto il tempo limite

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Tre macro-problemi principali:

Rappresentazione della scacchiera.

Tecniche di ricerca delle mosse.(Ricerca in alberi)

Valutazione di una posizione.

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Rappresentazione scacchiera - mailbox:

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for (j = 0; j < offsets[piece[pos_iniz]]; ++j) //n da 0 a 124{ for (n = pos_iniz;;) { n = mailbox[addresser[n] + offset[piece[pos_iniz]][j]]; if (n == -1) break; if (color[n] != EMPTY) { //se la casella non è vuota... if (color[n] == not_my_side) genera_mossa(...); //e non proseguo break; } genera_mossa(...); If (!slide[piece[i]]) break; }}


Tecniche di ricerca:

Alfa-beta pruning Problema: è depth first. Difficile valutare avendo un tempo limitato

Soluzione: Iterative deepening

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Iterative Deepening:

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Alpha-beta pruning:

function alphabeta(node, depth, α, β) (* β rappresenta la scelta migliore del giocatore precedente *)

if node is a terminal node or depth = 0 return the heuristic value of node foreach child of node

α := max(α, -alphabeta(child, depth-1, -β, -α)) (* per simmetria, -β diventa α *) if β≤α break (* Beta cut-off *)

return α (* chiamata originaria *) alphabeta(origine, depth, -infinito, +infinito)

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Progettazione - Motore25

Valutazione posizione: Punteggi Riportati i punteggi degli scacchi classici, tenendo conto

della mobilità relativa


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Progettazione – Interfaccia – Screen Flow26


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Conclusioni27

Obiettivi intermedi raggiunti Analisi gioco Analisi architetturale Raccolta requisiti componenti progetto Valutazione tecnologie disponibili Approfondimento tecnologie impiegate Progettazione architetturale Progettazione componenti fondamentali Realizzazione complessiva Test, migliorie, riprogettazioni


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Conclusioni28

Obiettivi intermedi raggiunti Analisi gioco Analisi architetturale Raccolta requisiti componenti progetto Valutazione tecnologie disponibili Approfondimento tecnologie impiegate Progettazione architetturale Progettazione componenti fondamentali Realizzazione complessiva Test, migliorie, riprogettazioni


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Conclusioni29

Obiettivi intermedi in corsoRealizzazione complessiva

Motore Interfaccia

Umano vs. ComputerLoading, SavingNetwork PlayingUser Friendliness

Test, migliorie, riprogettazioni


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Demo30


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DEMO

Business

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