Workshop Project 2 Game PacMan & Algoritma AI yang Digunakan Musuhnya Mohammad Zikky, S.ST, M.T

Overview Pacman adalah sebuah permainan video arkade yang cukup terkenal. Cara bermainnya mudah yaitu pemain (pacman) diharuskan memakan makanan (berbentuk titik-titikkecil) dan sebuah bulatan besar (energizer) sampai habis di dalam labirin yang berliku-liku. Pemain juga harus menghindari 4 ‘hantu’ yang berkeliaran secara random untuk menangkap pemain. Jika pemain bertemu dengan hantu-hantu tersebut maka pemain dinyatakan gagal dan harus mengulangi dari awal lagi. Pergerakan para hantu ini dipengaruhi oleh kecerdasan buatan atau Artificial intelligence (AI), dimana para hantu diberi kecerdasan untuk menentukan langkah dan mengambil keputusan akan bergerak kemana dengan menentukan rute yang paling pendek (minimum), tujuannya adalah menangkap pemain. Setiap hantu harus memiliki pemikiran berbeda dan memiliki kemampuan bekerja sama untuk mengejar pemain, sehingga permainan akan tampak lebih menarik. Persoalan mendekati karakter Pacman ini dapat diselesaikan dengan berbagai macam cara, salah satunya dengan menggunakan Algoritma greedy/dijkstra

Algoritma Dijkstra Djikstra(dinamai menurut penemunya, seorang ilmuwan komputer, Edsger Dijkstra), adalah sebuah algoritma rakus (greedy algorithm) yang dipakai dalam memecahkan permasalahan jarak terpendek (shortest path problem) untuk sebuah graf berarah (directed graph) dengan bobot- bobot sisi (edge weights) yang bernilai tak-negative (wikipedia) Detil penjelasan tentang Algoritma Dijkstra klik disini: http://en.wikipedia.org/wiki/Dijkstra%27s_algorithm

Cara Kerja Musuh (Hantu) pada PacMan Elemen-elemen algoritma greedy pada permasalahan musuh Pacman adalah sebagai berikut : Himpunan Kandidat : himpunan titik-titik (node) yang merupakan posisi yang dapat dilalui oleh musuh Pacman Himpunan Solusi : himpunan titik-titik yang dipilih adalah rute yang berakhir pada posisi karakter Pacman. Fungsi Seleksi : titik (node) yang dipilih semakin mendekati posisi karakter Pacman. Fungsi Layak : titik yang dipilih dapat dilalui (bukan tembok atau karakter musuh lain) Fungsi Objektif : rute yang dipilih adalah rute yang paling optimum (dalam hal ini, paling pendek)

Cara Kerja Musuh (Hantu) pada PacMan Fungsi seleksi pada persoalan ini dapat dijabarkan sebagai berikut: Jika karakter Pacman ada di sebelah kanan karakter musuh saat ini, maka musuh pindah ke kanan, jika tidak pindah ke kiri Jika karakter Pacman ada di sebelah atas karakter musuh saat ini, maka musuh pindah ke atas, jika tidak pindah ke bawah Sebelum karakter musuh dipindahkan, terlebih dahulu dicek apakah langkah pemindahan tersebut sah (layak), dalam artian tidak ada dinding / tembok atau karakter musuh lain yang menghalangi

Kode Semu / Pseudo Code Musuh Pacman Digunakan dua tipe variabel bernama “musuh” dan “pacman” yang masing-masing merepresentasikan karakter musuh dan karakter pacman. Masing-masing tipe tersebut memiliki atribut X dan Y yang menunjukkan posisi absis dan ordinat tipe tersebut pada labirin permainan pacman procedure gerakMusuh(m:musuh,p:pacman) { if(p.X() >= m.X and isOK(m.X+1, m.Y)) then pindahKanan(m) else if(p.Y()>= m.Y and (isOK(m.X, m.Y+1)) then pindahAtas(m) else if(isOK(m.X, m.Y - 1) then pindahBawah(m) else if(isOK(m.X-1, Y)) then pindahKiri(m) }

Kode Semu / Pseudo Code Musuh Pacman Fungsi layak : untuk menentukan apakah di posisi x dan y terdapat dinding atau karakter musuh lain yang menghalangi function isOK(x, y:integer)-> boolean { if(noDinding(x,y) && noMusuh(x,y))  true else  false } Dengan algoritma di atas, karakter musuh pacman digerakkan hingga mencapai suatu titik dalam labirin yang merupakan percabangan. Jadi fungsi gerakkanMusuh di atas akan dipanggil berulang-ulang setiap karakter musuh sampai di suatu percabangan

Contoh Kasus Misal fungsi seleksi gerakkanMusuh diterapkan pada musuh Pacman yang berwarna oranye (pada gambar terlihat sebagai karakter yang dilingkari dengan lingkaran berwarna oranye). Posisi karakter musuh oranye berada di sebelah kiri karakter Pacman yang berwarna kuning (m.X < p.X), maka karakter musuh oranye seharusnya bergerak ke kanan, namun ternyata ada dinding yang menghalangi, maka dilakukan pengecekan lagi terhadap perbandingan posisi Y dan didapati posisi karakter musuh oranye berada di sebelah atas karakter Pacman (m.Y > p.Y) dan tidak ada dinding maupun karakter musuh lain yang menghalangi di atasnya, maka karakter musuh oranye dipindahkan ke atas.

Contoh Kasus Sehingga hasil pergerakannya adalah: Diterapkan lagi algoritma greedy untuk kali kedua, posisi karakter oranye sekarang ada di sebelah kiri karakter Pacman (m.X < p.X) dan tidak ada yang menghalangi di sebelah kanannya Setelah bergerak ke kanan, algoritma greedy diterapkan lagi dan karakter musuh berada di atas Pacman (m.Y > p.Y), maka karakter musuh digerakkan ke bawah sampai bertemu dengan karakter Pacman

Sekarang coba jalankan source code berikut kemudian Pahami: #include <iostream> #include <stdio.h> #include <windows.h> #include <string> #include <vector> using namespace std; char tmp_map[18][32]; char map[18][32] = { "+#############################+", "| |", "|## ########### ## #########|", "| | |", "| | |### | | | |", "| | | | |### | | | |", "| | #####| | | ## | |", "| | |### | | |", "| |##### ### ## |", "| ###### ####### ###|", "|# ### #### ### #######|", "+#############################+" }; void ShowMap() { for(int i = 0; i < 18; i++) { printf("%s\n",map[i] ); } void gotoxy( short x, short y ) HANDLE hStdout = GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE) ; COORD position = { x, y } ; SetConsoleCursorPosition( hStdout, position ) ; class entity { public: entity( int x, int y ){ this ->x = x; this ->y = y; } void move_x( int p ){ if( map[y][x+p] == ' ' ) x += p; void move_y( int p ){ if( map[y+p][x] == ' ' ) y += p; void move( int p, int q ){ x += p; y += q; int get_x(){ return x; } int get_y(){ return y; } void draw( char p ){ map[x][y] = p; gotoxy( x, y ); printf( "%c", p ); private: int x; int y; }; struct walk { short walk_count; short x; short y; short back;

Jalankan Source Code (lanjutan) struct target { short x; short y; }; vector<target> walk_queue; vector<walk> BFSArray; void AddArray( int x, int y, int wc , int back ){ if( tmp_map[y][x] == ' ' || tmp_map[y][x] == '.' ){ tmp_map[y][x] = '#'; walk tmp; tmp.x = x; tmp.y = y; tmp.walk_count = wc; tmp.back = back; BFSArray.push_back( tmp ); } void FindPath( int sx, int sy, int x, int y ){ memcpy( tmp_map, map, sizeof(map) ); BFSArray.clear(); tmp.x = sx; tmp.y = sy; tmp.walk_count = 0; tmp.back = -1; int i = 0; while( i < BFSArray.size() ){ if( BFSArray[i].x == x && BFSArray[i].y == y ){ walk_queue.clear(); target tmp2; while( BFSArray[i].walk_count != 0 ){ tmp2.x = BFSArray[i].x; tmp2.y = BFSArray[i].y; walk_queue.push_back( tmp2 ); i = BFSArray[i].back; } break; AddArray( BFSArray[i].x+1, BFSArray[i].y, BFSArray[i].walk_count+1, i ); AddArray( BFSArray[i].x-1, BFSArray[i].y, BFSArray[i].walk_count+1, i ); AddArray( BFSArray[i].x, BFSArray[i].y+1, BFSArray[i].walk_count+1, i ); AddArray( BFSArray[i].x, BFSArray[i].y-1, BFSArray[i].walk_count+1, i ); i++; BFSArray.clear();

Jalankan Source Code (lanjutan 2) int main() { bool running = true; int x = 15; // hero x int y = 16; // hero y int old_x; int old_y; int ex = 1; int ey = 1; int pts = 0; printf("Instruksi:\n1. Panah Kanan Kiri Atas Bawah untuk Pergerakan Aktor Pacman\n2. Makan Titik yang di produksi musih untuk mendapatkan poin\n3. Jangan sampai ketangkap musuh\n\n"); printf("H -> Hard (Sulit)\nN -> Normal (Biasa)\nE -> Easy (Mudah)\n\nMasukkan Level : "); char diffi; int speedmod = 3; cin >> diffi; if( diffi == 'N' ){ speedmod = 2; }else if( diffi == 'H' ){ speedmod = 1; } system("cls"); ShowMap(); gotoxy( x, y ); cout << "T"; int frame = 0; FindPath( ex,ey,x,y ); while( running ){ gotoxy( x, y ); cout << " "; old_x = x; old_y = y; if ( GetAsyncKeyState( VK_UP ) ){ if( map[y-1][x] == '.' ){ y--; pts++; } else if( map[y-1][x] == ' ' ) y--; } if ( GetAsyncKeyState( VK_DOWN ) ){ if( map[y+1][x] == '.' ){ y++; pts++; } else if( map[y+1][x] == ' ' ) y++; if ( GetAsyncKeyState( VK_LEFT ) ){ if( map[y][x-1] == '.' ){ x--; pts++; } else if( map[y][x-1] == ' ' ) x--; if ( GetAsyncKeyState( VK_RIGHT ) ){ if( map[y][x+1] == '.' ){ x++; pts++; } else if( map[y][x+1] == ' ' ) x++;

Jalankan Source Code (lanjutan 3) if( old_x != x || old_y != y ){ FindPath( ex,ey,x,y ); } gotoxy( x,y ); cout << "P"; map[ey][ex] = '.'; gotoxy( ex, ey ); cout << "."; if( frame%speedmod == 0 && walk_queue.size() != 0 ){ ex = walk_queue.back().x; ey = walk_queue.back().y; walk_queue.pop_back(); gotoxy( ex, ey ); cout << "M"; if( ex == x && ey == y ){ break; gotoxy( 32, 18 ); gotoxy( 32, 1 ); cout << pts; Sleep( 100 ); frame++; system("cls"); printf("Anda Kalah /n Skor Akhir Anda : %i", pts ); cin.get(); return 0; }

Percobaan lebih lanjut Pahami masing-masing fungsi dan baris program, kemudian beri keterangan/comment di setiap baris/pokok besar programnya. Lakukan denga tanda // (untuk 1 baris) atau /* isi comment */ utuk lebih dari 1 baris. Ganti posisi start Musuh PacMan dalam 3 keadaan start yang berbeda Jika sudah berhasil, coba gandakan musuh pacman menjadi 4, sebagimana layaknya permainan PacMan. Sebar posisinya saat start. Amati pergerakannya dalam mengejar actor/PacMan tersebut. Analisa dan jelaskan hasil praktikumnya Buat laporan

Referensi Birch, Chad (2010), Understanding Pac-Man Ghost Behaviour (http://gameinternals.com/post/2072558330/understanding-pac-man- ghost-behavior) Pittman, jamey (2010), Pac-Man Dossier (http://home.comcast.net/~jpittman2/pacman/pacmandossier.html) Nugroho Chandra, Timotius (2010), Aplikasi Algoritma Greedy untuk Pergerakan Musuh pada Pac-Man, Institut Teknologi Bandung, Bandung