Поиск пути

Файл:Pathfinding 2D Illustration.svg

Эквивалентные пути между A и B в двухмерном пространстве

Файл:Pathfinding A Star.svg

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.

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 — русск. 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 скорее. 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
• Navmesh
• Иерархические алгоритмы
• Обход препятствий
• Алгоритм "Разделяй и властвуй"
• Алгоритм поворота Креша

См. таже

• Игровой искусственный интеллект

Внешние ссылки

Англоязычные

• http://www.policyalmanac.org/games/aStarTutorial.htm
• http://theory.stanford.edu/~amitp/GameProgramming/
• http://sourceforge.net/projects/argorha
• http://www.ai-blog.net/archives/000152.html

Русскоязычные

• Bryan Stout (оригинальная статья) Maxim Kamensky (перевод) Алгоритмы поиска пути. pmg.org.ru (5 декабря 2000 года). Проверено 22 июля 2009.
• George Judkin Алгоритм поиска пути на карте (англ.). Королевство Delphi (28 марта 2005 года). 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). Проверено 22 июля 2009.
• Поиск пути: исходные коды программ. www.iskint.ru. Проверено 22 июля 2009.