Úvod

MULTIBOT - Semestrální práce z ISW

Na této stránce naleznete informace o semestrální práci z ISW - vylepšení BOTa pro Counter Strike:

Primárním cílem semestrální práce bylo naprogramování jakési týmové kooperace pro některou z "realnějších" her. Tím automaticky odpadl Quake2 a Quake3, protože se jedná o klasické sci-fi v tom smyslu, že hráč u sebe snese jakékoliv množství zbraní, munice a jediným zásahem raketou se schopen vyřídit třeba i čtyři protivníky naráz.

Ve hrách jako Urban Terror či Counter Strike má hráč k dispozici maximálně 2-3 zbraně (žádná z nich není raketomet :-) ) a omezenou zásobu munice. Z tohoto faktu vznikla základní myšlenka. V takových podmínkách bude mít lidský protivník významě stíženou pozici, obzvlášť pokud by se boti pohybovali ve skupinkách, např. po dvojicích.

Po předběžném otestování her Counter Strike a Urban Terror jsem se původně rozhodl pro úpravu BOTa pro Urban Terror. Zaprvé proto, že mne tato hra zaujala z počátku mnohem více a za druhé proto, že BOTi v Urban Terroru by nějakou minimální týmovou inteligenci potřebovali jako sůl. Bohužel, pro tohoto BOTa se nepodařilo získat zdrojové soubory. Nakonec jsem tedy zamýšlenou úpravu provedl do BOTa pro Counter Strike. Zde byla situace poměrně stížená, protože BOT, kterého jsem si vybral byl naprogramovaný excelentně a netrpěl žádnými výraznějšími vadami (ani pohybu ani inteligence).

Obecné informace

Boti pro Counter Strike existují např. jako dynamicky linkované (DLL) knihovny. Vývojář bota tak nemusí mít k dispozici kompletní zdrojový kód hry (modu), ale stačí zdrojové kódy DLL knihovny. Ta musí exportovat funkce, které potom volá hra.

Dll knihovna vlastně "sedí" mezi mezi hrou (Halflife) a jejím modem (Counter Strike) a zachycuje (výše zmíněnými funkcemi) podněty z obou stran, zpracovává je a upravené předává dál.

Pokud by chtěl někdo napsat kompletního bota od základu, musel by vědět, jak se tyto funkce musí jmenovat, aby komunikace mezi enginem hry a DLL knihovnou fungovala správně. Já jsem se však rozhodl pouze obohatit již existujícího bota, a proto jsem se nemusel těmito věcmi zabývat.

Po prozkoumání situace na internetu jsem se rozhodl pro "rozšíření" bota pojmenovaného PODBot (Ping of Death Bot), konkrétně verzi PODBot26. Tento bot je volně dostupný na stránkách www.planethalflife.com/botman/. Na stejné adrese je k dispozici nepřeberné množství informací o tvorbě botů a to nejen pro Counter Strike.


Změny z hlediska uživatele - uživatelská dokumentace

PODBot byl obohacen o týmový pohyb po dvojicích. Nová vlastnost se nazývá multibot. Pokud je tento mód aktivní (viz níže) boti se chovají následujícím způsobem:

  1. Na začátku kola je vždy provedeno zpárování botů v každém z týmů.
  2. Jeden z dvojice je leader - ten se vlastně pohybuje normálně. Druhý z dvojice, tzv. follower se snaží svého leadra následovat. Pokud jej vidí pohybuje se po jeho boku nebo těsně za ním. Pokud leadra nevidí je jeho primárním úkolem najít jej.
  3. Pokud je jeden z dvojice zabit, zbylý člen týmu pokračuje sám do doby než se mu naskytne možnost vytvořit nový pár. To je možné pokud zbude někdo z jiného páru nebo pokud je počet botů v týmů lichý.

Instalace

V adresáři hry pro vytvoření HalfLife by měl existovat adresář cstrike. Do něj nainstalujte některého z podbotů, např. soubor pod25ins.exe. Tím se v adresáři cstrike vytvoří adresář PODBot. Do něj ručně nakopírujte soubory PODBot.dll a podbot.cfg z archivu multibot.zip (není podmínkou - v něm je pouze multibot přednastaven, aby se aktivoval ihned po startu).

Všechny výše uvedené soubory můžete stáhnout na této stránce (Multibot - intalace).

Aktivace vlastnosti multibot

1) konzolový příkaz
Vepište do konzole (de/aktivuje se klávesou ~) příkaz "multibot on", pokud chcete vlastnost aktivovat. Pro její vypnutí použijte "multibot off".

2) soubor podbot.cfg
V souboru podbot.cfg v adresáři podbot nastavte "multibot on/off" podle stejné logiky jako v konzole. Pokud použijete soubor podbot.cfg z archivu multibot.zip, stačí najít místo, kde je vlastnost multibot uvedena a nastavit ji na požadovanou hodnotu.

Známé problémy

  • Někdy se stane, že jeden pár pobíhá v jedné uzavřené oblasti, aniž by leader dvojice měl nějaký určitý směr. Jedná se o chybu vlastního bota a ne vlastnosti multibot, neboť toto chování se občas vyskytuje i při běžné hře v souvislosti s příkazem "Follow me".
  • Při aktivaci vlastnosti multibot v průběhu rozehraného kola se teoreticky může stát, že se nespárují všichni boti, přestože jich je sudý počet. V takovém případě vepište do konzole příkaz "killbots" nebo "newround", což způsobí start nového kola a správnou aktivaci párů.

Změny z hlediska kódu - programátorská dokumentace

Práci jsem vyvíjel a testoval s následujícími verzemi softwaru:

  • Halflife 1.1.1.0
  • Counter Strike 1.5 Full
  • instalace PODBota - pod25ins.exe
  • zdrojové soubory PODBota - podbot26_src.zip

Archiv podbot26_src.zip

Aresář Botman_Readme
Obsahuje pouze soubor readme.txt, který obsahuje základní informace o tom jak bot funguje, jak zjišťovat informace se kterými chceme při vývoji pracovat apod. Některé z tipů, které v něm najdete jsou spolu s dalšími tipy na tvorbu BOTů na stránce Jak na BOTa pro Counter Strike.

Adresář Podbot
Obsahuje vlastní zdrojové soubory. Ty jsou uloženy v dalších několika adresářích: Common, Dlls, Docs, Engine, PM_SHARED. Z těchto adresářů jsem pro vytvoření multibota využil pouze adresář Dlls, který obsahuje Visual C++ projekt DLL knihovny.

Soubor Readme_first.TXT

Obecně

Všechny úpravy, které jsem ve zdrojových souborech DLL knihovny provedl jsou uvozeny komentářem:

// P.P. YYYY-MM-DD

kde

P.P. = Petr Povolný
YYYY = rok (2003)
MM = měsíc (06)
DD = den (04-19)

Více řádkové úpravy jsou ohraničeny zakomentovanými hvězdičkami, jednořádkové pouze výše uvedeným označením.

Je tedy možné nechat si vyhledat všechny výskyty řetězce "P.P." a poté zkoumat pouze mnou provedené úpravy.

Pro svou práci jsem do projektu knihovny přidal dva soubory: multibot.cpp a multibot.h. Upraveny byly následující soubory: bot.cpp, bot.h, bot_client.cpp, dll.cpp.

Základním stavebním kamenem mého obohacení je doplněná funkce multibotSpawnInit(), která provádí párování botů. Detailní popis viz níže.

Byl přidán úkol TASK_MULTIBOT, který dostane zadán bot, který následuje svého kolegu. Tento úkol používá stejně jako např. úkol TASK_FOLLOWME funkci BotFollowUser(), která však byla lehce upravena.

Párové chování botů lze aktivovat/deaktivovat konzolovým příkazem "multibot on/off". Většina přidaného kódu pak začíná ifem, který zjišťuje, zda je multibot aktivován či nikoliv.

Párové chování lze také nastavit v konfiguračním souboru podbot.cfg.

Úpravy

Úpravy kódu v tomto odstavci jsou řazeny podle souborů a následně podle pozice od začátku souboru. Čím nižší číslo, tím více na začátku souboru se úprava nachází.

multibot.h (přidán)

1) deklarace struktury multibot

typedef struct multibot_t {

    bool leader; // is the bot LEADER ?
    bool searchingFollower; // is LEADER searching for FOLLOWER ?
    int twin; // index of the multibot's TWIN

} MULTIBOT;

2) deklarace rutin pro práci s botem
3) deklarace externích proměnných
4) #ifdef MULTIBOT_LOG - pokud není zakomentováno, provádí se logování multibotí funkcionality do souboru multibot.log

multibot.cpp (přidán)

1) rutina pro inicializaci bota
2) rutina pro reinicializaci bota

bot.h (úprava)

1) deklarace dvou přidaných konzolových příkazů
2) deklarace dvou konstant pro označení úkolu MULTIBOT
3) obohacení struktury bot_t o atribut multibot
4) deklarace rutin pro párování botů a případné logování

bot.cpp (úprava)

1) přidání úkolu do pole úkolů taskFilters[]

2) funkce BotSpawnInit() (úprava)
  1. inicializace bota (alokace paměti)
  2. provedení párovací rutiny multibotSpawnInit()

3) úprava (ve funkci BotCreate()) označení před jménem bota z [POD] na [M-B] pokud je multibot aktivní již při tvorbě jmen (načten z podbot.cfg)

4) BotFollowUser() (úprava)
  1. pokud je multibot aktivní, vyhodnocuje se pouze zda je leader ještě naživu
  2. nekontroluje se, jestli je leader v dohledu apod. jako při TASK_FOLLOWUSER

5) oddělení jednotlivých kol hry v případném logovacím souboru (funkce UpdateGlobalExpierienceData())

6) BotCheckRadioCommands() (úprava)
  1. pokud je multibot aktivní, je nežádoucí používání příkazu "Follow me"
  2. tento radiový příkaz je sice volán, ale žádný z případných vykonavatelů jej nepřijme
  3. obyčejně bot tento příkaz přijímá s 50% pravděpodobností (náhodné číslo mezi 0 a 100 musí být menší než 50); v případě aktivního multibota je místo prahu 50 nastaveno -1, čili podmínka nemůže být nikdy splněna

7) BotThink() (úprava)
  1. aktivace multibota za běhu - pokud dochází k aktivaci až v průběhu kola provádí se alokace paměti a inicializace na místě
  2. párování v průběhu kola - pokud jednomu z dvojce byl zabit kolega, zbylý člen páru se snaží najít do dvojice jiného spolubojovníka
  3. task TASK_MULTIBOT - provádí se pouze u botů, kteří následují, ne u leadrů;
    • pokud není leader mrtev, pokračuje se v plnění úkolu (follower sleduje leadera)
    • pokud leader není v dohledu, dostane follower k vykonání úkol TASK_MOVETOPOSITION, který zajistí "doběhnutí" příslušného leadra
  4. střelba botů - kvůli testování byl přidán konzolový příkaz "mbshoot on/off"; pokud je off, boti mají zablokovanou střelbu (granáty a dýmovnice používají); střelbu lze deaktivovat pouze v případě aktivního multibota

8) multibotSpawnInit() (nová) - provádí párování botů do týmů leader-follower podle následující logiky:
  1. Každý bot vstoupivší do této funkce předpokládá, že bude follower a prochází pole všech botů a hledá leadra z jeho týmu, který ještě nemá žádného followera.
  2. Pokud jej nenalezne, stane se sám leadrem a nastaví flag searchingFollower na true, na znamení toho že hledá followera. Další bot z jeho týmu, který do rutiny vstoupí jej pak nalezne.
  3. Pokud je tedy leader nalezen, je provedeno spojení obou botů. Do atributu twin každého z botů je uložen index jeho kolegy z tabulky botů. Poté je followerovi zadán úkol TASK_MULTIBOT, který zařídí následování příslušného leadra.

9) logTwinConnections() (nová) - pokud je definován přepínač MULTIBOT_LOG, zapisuje do logu tabulku botů, ve které je zaznamenáno jejich propojení.

bot_client.cpp (úprava)

1) BotClient_CS_DeathMsg() (úprava) - tato funkce je volána pokaždé když je zabit člen nějakého týmu. V takovém případě je zrušeno existující spojení páru a přeživší člen je připraven pro začlenění do páru nového.

dll.cpp (úprava)

1) inicializace externích proměnných multibotON a mbshootON
2) nastavení proměnné multibotON přes konzolový příkaz