Este documento describe varios algoritmos básicos para comportamientos de dirección en videojuegos, los cuales aplican fuerza o aceleración a un agente para lograr movimiento dinámico. Explica comportamientos como seguimiento, llegada, alineamiento y equiparación de velocidad, así como cómo pueden extenderse a comportamientos más complejos como persecución y evasión. Finalmente, indica que estos algoritmos se pueden combinar para lograr movimientos realistas de agentes en videojuegos.

1. Inteligencia Artificial
para Videojuegos
Percepción y movimiento
Comportamiento de dirección

2. ● Aunque no hay definición formal de
“comportamiento de dirección”, suele
usarse para hablar de movimiento dinámico
○ Algoritmos que trabajan aplicando sobre el agente
fuerza/aceleración
○ ¡Hay miles!, pero
veremos unos básicos
y cómo combinarlos
● Muy habitual sobre
todo en juegos de
conducción
Comportamiento de dirección 2
Motivación

3. ● Craig Reynolds fue el primero en proponer
comportamientos de dirección para
videojuegos, en la GDC de 1999
Comportamiento de dirección 3
Motivación

4. ● Extensiones a los movimientos cinemáticos,
que dan lugar a movimientos dinámicos
○ Reciben velocidad y rotación del agente (entrada) y
aplican fuerza/aceleración en la dirección (salida)
○ Hay algunos básicos, como seguimiento y huida,
llegada, alineamiento o equiparación de velocidad
Comportamiento de dirección 4
Comportamientos de dirección
STEERING BEHAVIORS

5. ● Estructura básica
○ Leen la información cinemática del agente y, según
sea necesario, pueden leer algo de información
(estática o cinemática/”predictiva”) del objetivo
○ El objetivo puede ser uno o varios agentes,
caminos, colisiones (o la geometría del nivel)
● Suele tratar de equiparar (o diferenciar, en
el caso opuesto) los valores de las variables
del agente y el objetivo
○ Ej. Ocupar la misma posición que el objetivo
○ Para varias variables, es mejor hacer algoritmos
separados para cada variable… y luego combinarlos
Comportamiento de dirección 5
Comportamientos de dirección

6. ● Estos algoritmos tratan siempre de acelerar
al máximo, ir lo más rápido posible... para
realizar esa equiparación/diferenciación
○ Conviene restringir los valores al final de cada tick,
para no exceder ciertos máximos de seguridad
○ A veces también se aplica rozamiento, en la parte
física del tick, para contener
ese crecimiento de los valores
e ir “apagando” de forma
realista el movimiento
Comportamiento de dirección 6
Comportamientos de dirección

7. Comportamiento de dirección 7
Comportamientos de dirección
* Obviamente ya van a
ser todos movimientos
DINÁMICOS

8. ● Trata de equiparar la posición del agente
con la del objetivo
Comportamiento de dirección 8
Seguimiento y huida
SEEK & FLEE
*
Si
quieres
cambiar
también
la
orientación
del
agente,
lo
suyo
es
combinar
este
comportamiento
con
otro
de
alinear
Tiempo = O(1)
Espacio = O(1)
* Modificación
para Huida

9. ● Igual pero deteniéndose, usando dos radios
○ Uno para ir
reduciendo la
velocidad y otro
para ponerla a
cero por ya estar
suficientemente
cerca (margen
de error)
○ Más un tiempo
para conseguir
la velocidad
deseada
Comportamiento de dirección 9
… añadiendo Llegada
ARRIVAL
* Ojo con los prefijos “target”,
no tienen nada que ver con la variable target

10. Comportamiento de dirección 10
… añadiendo Llegada
* Aceleración nula = Intención de detenerse

11. Comportamiento de dirección 11
… añadiendo Llegada
Tiempo = O(1)
Espacio = O(1)

12. ● Parecido a Llegada, pero trata de equiparar
la orientación del agente y la del objetivo
○ Rotando por el camino más corto (-π, π)
■ ¡Cuidado con rotar más rápido que π por tick!
○ Y dos ángulos, por lo mismo: uno para empezar a
reducir la velocidad de
rotación y otro como margen
de error
Comportamiento de dirección 12
Alineamiento
ALIGN

13. Comportamiento de dirección 13
Alineamiento
* mapToRange también se conoce como “hallar el ángulo
delta” (ángulo equivalente entre π y -π)

14. Comportamiento de dirección 14
Alineamiento
Tiempo = O(1)
Espacio = O(1)
* Lo contrario es el Alineamiento en sentido opuesto
(sumar π a la orientación del objetivo y alinearse a eso)

15. ● Se reutiliza el trozo que interesa de Llegada
○ No suele usarse sólo, aunque sí combina con otros
Comportamiento de dirección 15
Equiparación de velocidad
Tiempo = O(1)
Espacio = O(1)

16. ● Los básicos se pueden ampliar (mediante
herencia o mediante composición) a otros
○ Persecución y evasión, encaramiento, orientación
según velocidad, merodeo... y en 3D son como 2D
pero con los cálculos para el movimiento angular
○ A veces se intenta predecir la posición futura de un
objetivo, hasta proyectando volúmenes
Comportamiento de dirección 16
Más comportamientos de dirección

17. ● Heredando de Seguimiento
y Huida, añadiendo una predicción básica (=
tener en cuenta la velocidad del objetivo)
○ Se calcula lo que tardaría en llegar hasta el
objetivo y ese tiempo (hasta un máximo) es lo que
usamos para predecir donde estará el objetivo
○ También se puede
implementar mediante
composición, claro…
pero hay que copiar más
valores
Comportamiento de dirección 17
Persecución y evasión
PURSUE & EVADE

18. Comportamiento de dirección 18
Persecución y evasión

19. Comportamiento de dirección 19
Persecución y evasión
Tiempo = O(1)
Espacio = O(1)
* Lo contrario es Evasión
(cambiar Seek por Flee, básicamente...)
explicitTarget = Hacer una
copia de los datos del objetivo

20. ● Trata de modificar la orientación según la
posición relativa del agente con el objetivo
○ ¡Reutiliza Alineamiento!
Comportamiento de dirección 20
Encaramiento
FACE

21. ● Trata de orientar al agente hacia donde
este se está moviendo
○ ¡Reutiliza Alineamiento, también!
Comportamiento de dirección 21
Orientación según velocidad
Tiempo = O(1)
Espacio = O(1)

22. ● Suaviza el merodeo cinemático, fijando un
objetivo aleatorio (situado unos pasos por
delante) y siguiéndolo dinámicamente
Comportamiento de dirección 22
Otro merodeo

23. Comportamiento de dirección 23
Merodeo
Tiempo = O(1)
Espacio = O(1)
¡También cambia de
dirección a cada
fotograma!

24. ● Entre los dos radios de la Llegada...
A. Aumenta la velocidad desde cero hasta el máximo
B. Se reduce la aceleración hasta el mínimo
C. Se reduce la velocidad desde el máximo hasta cero
D. Aumenta la aceleración de cero hasta el máximo
● Desarrolla tu respuesta (en texto libre)
Comportamiento de dirección 24
Participación

25. * Excepto el contenido multimedia de terceros autores
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