Поиск пути

Эквивалентные пути между A и B в двухмерном пространстве

Пример A*-поискового алгоритма:
зелёный: начальная точка
красный: путь
синий: пункт назначения
серый: препятствие

Поиск пути (англ. Pathfinding) — термин в информатике и искусственном интеллекте, который означает определение компьютерной программой наилучшего, оптимального маршрута между двумя точками.

В играх

Поиск пути в контексте компьютерных игр касается пути, на котором движущийся объект ищет путь вокруг препятствий. Наиболее часто задача поиска пути возникает в стратегиях реального времени, в которых игрок даёт задание игровым юнитам (единицам) двигаться через игровой уровень, который содержит препятствия. Кроме стратегий, задача поиска пути, так или иначе, в той или иной мере встречается в большинстве современных игровых жанров. Так как игры становятся всё сложнее, то поиск пути также эволюционирует и развивается вместе с ними.

Стратегии реального времени обычно содержат большие территории с открытым ландшафтом, в которых поиск пути обычно является простой задачей. Однако в большинстве случаев по карте перемещается не один юнит, а несколько, что создаёт потребность в различных и намного более сложных алгоритмах поиска пути для избежания пробок в узких областях игрового ландшафта. В стратегиях игровой уровень делится на тайлы (англ. tiles), которые действуют как узлы (англ. nodes) в алгоритме поиска пути.^[1][2]

В жанре 3D-шутеров используются намного более ограниченные пространства, которые не так легко разделить на узлы. Здесь взамен узлов используются так называемые вэйпоинты (англ. waypoints; дословно — рус. точки пути). Вэйпоинты — это нерегулярные и вручную установленные узлы, которые содержат информацию о том, к каким другим узлам возможно добраться от данного.

Алгоритмы

По своей сути алгоритм поиска пути ищет на графе, начиная с одной (стартовой) точки и исследуя смежные узлы до тех пор, пока не будет достигнут узел назначения (конечный узел). Кроме того, в алгоритмы поиска пути в большинстве случаев заложена также цель найти самый короткий путь. Некоторые методы поиска на графе, такие как поиск в ширину, могут найти путь, если дано достаточно времени. Другие методы, которые «исследуют» граф, могут достичь точки назначения намного быстрее. Здесь можно привести аналогию с человеком, идущим через комнату. Человек может перед началом пути заранее исследовать все характеристики и препятствия в пространстве, вычислить оптимальный маршрут и только тогда начать непосредственное движение. В другом случае человек может сразу пойти в приблизительном или предполагаемом направлении цели и потом, уже во время пути, делать корректировки своего движения для избегания столкновений с препятствиями.

К самым известным и популярным алгоритмам поиска пути относятся такие алгоритмы:

• Алгоритм поиска A*
• Алгоритм Дейкстры
• Волновой алгоритм
• Навигационная сетка (Navmesh)^[1]
• Иерархические алгоритмы^[1]
• Обход препятствий^[1]
• Алгоритм «Разделяй и властвуй»
• Алгоритм поворота Креша

См. таже

• Игровой искусственный интеллект

Примечания

1. ↑ ^{1 2 3 4} Роман Будкеев Поиск пути в игре жанра RTS Страница 1 из 2. bimedev.ru (29 июня 2007 года). Архивировано из первоисточника 4 апреля 2012.
2. ↑ Роман Будкеев Поиск пути в игре жанра RTS Страница 2 из 2. bimedev.ru (29 июня 2007 года). Архивировано из первоисточника 4 апреля 2012.

Внешние ссылки

Англоязычные

• Amit Amit’s A* Pages  (англ.). theory.stanford.edu. Архивировано из первоисточника 4 апреля 2012. Проверено 1 мая 2010.
• Argorha pathfinding  (англ.). SourceForge.net. Архивировано из первоисточника 4 апреля 2012. Проверено 1 мая 2010.
• PaulT Fixing Pathfinding Once and For All  (англ.). www.ai-blog.net (26 июля 2008 года). Архивировано из первоисточника 4 апреля 2012. Проверено 1 мая 2010.

Русскоязычные

• Bryan Stout (оригинальная статья) Maxim Kamensky (перевод) Алгоритмы поиска пути. pmg.org.ru (5 декабря 2000 года). Архивировано из первоисточника 4 апреля 2012. Проверено 22 июля 2009.
• Patrick Lester (автор), Morpher (перевод) Алгоритм A* для новичков. policyalmanac.org (26 июля 2004 года). Архивировано из первоисточника 4 апреля 2012. Проверено 1 мая 2010.
• George Judkin Алгоритм поиска пути на карте  (англ.). Королевство Delphi (28 марта 2005 года). Архивировано из первоисточника 4 апреля 2012. Проверено 22 июля 2009.
• John Christian Lonningdal (оригинальная статья) Анисимов С.Ю. (перевод) Поиск пути: описание волнового алгоритма и других. www.iskint.ru (декабрь 1996 года). Архивировано из первоисточника 4 апреля 2012. Проверено 22 июля 2009.
• Поиск пути: исходные коды программ. www.iskint.ru. Архивировано из первоисточника 4 апреля 2012. Проверено 22 июля 2009.
• Алексей Седов «onimod_land» Алгоритм построения пути в стратегической игре 2. UralDev (7 сентября 2006 года). Архивировано из первоисточника 4 апреля 2012. Проверено 3 апреля 2010.