Generovanie dynamických interaktívnych príbehov

1. Generovanie dynamických interaktívnych príbehov Bc. Marko Divéky Vedúca práce: prof. Mária Bieliková

2. Motivácia • Príbehy sú všade okolo nás • Existujú od počiatku ľudskej civilizácie • Vznikli na základe ľudskej potreby komunikovať poznatky z generácie na generáciu • Potenciál príbehov sa používa vo viacerých oblastiach... • ...napríklad v biznis prostredí na vzdelávanie zamestnancov („business narrative“) • Ľudský mozog vníma príbehy trvácnejšie ako abstraktné údaje

3. Klasické vs interaktívne príbehy • Klasický princíp prerozprávania príbehov: • Interaktívne príbehy sú prerozprávané počítačom: Autor príbehu Čitateľ Pointa príbehu Príbeh Pointa príbehu Hráč A Svet príbehov Príbeh A Hráč A Pointa príbehu Pointa príbehu Počítač Príbeh B Hráč B Hráč B

4. Interactive Storytelling • Relatívne „mladá“ a neprebádaná oblasť výskumu • Existuje niekoľko systémov na generovanie interaktívnych príbehov… • Skupina 1: • Komplexné doménovo-špecifické príbehy • Komplikovaná forma pridávania znalostí (program. jazyk) • Textová „vizualizácia“ • Skupina 2: • 2D/3D/VR vizualizácia • Generované príbehy nie sú interaktívne • Skupina 3: • Ideálny interaktívny príbeh (NLP, ...) • Hrubé ohraničenie (1 dramatická situácia) • Nemožnosť definovať vlastné znalosti, a teda generovať doménovo-špecifické príbehy

5. Ciele práce • Existujúce riešenia nenašli praktické uplatnenie skrz: • Komplikovanú formu pridávania znalostí • Nemožnosť generovať doménovo-špecifické príbehy • Príbehy ignorujúce vlastnosti hráča • Textovú „vizualizáciu“ • Mojou snahou bolo vytvoriť riešenie, ktoré má: • Intuitívnu formu pridávania znalostí • Generovanie doménovo-špecifických príbehov • Príbehy prispôsobiteľné hráčovi • Vizualizáciu pomocou počítačových hier* *Ideálne médium pre interaktívne príbehy

6. Navrhnuté riešenie Autor príbehu Vzťahy a atribúty Vzory správania Definícia prostredia Aktualizované ciele postáv Zmeny v prostredí, vzťahoch a atribútoch Jednoduché akcie Zložené akcie Priradenia akcií Akcie na vykonanie Hráčom a postavami vykonané akcie Atomické akcie Hráčom vykonané akcie Hráč

7. Navrhnuté riešenie Autor príbehu Vzťahy a atribúty Vzory správania Definícia prostredia Aktualizované ciele postáv Zmeny v prostredí, vzťahoch a atribútoch Jednoduché akcie Zložené akcie Priradenia akcií Akcie na vykonanie Hráčom a postavami vykonané akcie Atomické akcie Hráčom vykonané akcie Hráč

8. Vizualizačná úroveň • Zabezpečuje vizualizáciu vygenerovaných interaktívnych príbehov a interakciu s hráčom • Využíva sa žáner počítačových hier typu role-playing games (RPGs) • Sémantické vzťahy medzi základnými elementmi hier typu RPG:

9. Vizualizačná úroveň • Hry typu RPG možno formálne opísať množinou atomických akcií vykonateľnými postavami • Typická množina atomických akcií pre bežnú hrutypu RPG:

10. Navrhnuté riešenie Autor príbehu Vzťahy a atribúty Vzory správania Definícia prostredia Aktualizované ciele postáv Zmeny v prostredí, vzťahoch a atribútoch Jednoduché akcie Zložené akcie Priradenia akcií Akcie na vykonanie Hráčom a postavami vykonané akcie Atomické akcie Hráčom vykonané akcie Hráč

11. Plánovacia úroveň • Transformuje ciele všetkých postáv (vrátane hráča) stanovené úrovňou správania postáv na naplánované akcie • Analyzuje NPC postavami vykonané plánované akcie a hráčom vykonané (ne)plánované akcie: • Aktualizácia plánov akcií • Preplánovanie akcií • Zmeny v prostredí sú signalizované úrovni správania postáv • Úroveň pracuje s: • Jednoduchými akciami • Zloženými akciami • Priradeniami akcií

12. Plánovacia úroveň • Jednoduché akcie špecializujú použitie práve jednej atomickej akcie alebo jednoduchej akcie:

13. Plánovacia úroveň • Zložené akcie združujú viacero akcií (ľubovoľného typu) do čiastočne usporiadanej postupnosti • Priradenia akcií majú za úlohu definovať čo (ne)smú vykonať konkrétne postavy s konkrétnymi elementmi:

14. Plánovacia úroveň • Plánovanie založené na Hierarchical Task Network (HTN) formalizme:

15. Navrhnuté riešenie Autor príbehu Vzťahy a atribúty Vzory správania Definícia prostredia Aktualizované ciele postáv Zmeny v prostredí, vzťahoch a atribútoch Jednoduché akcie Zložené akcie Priradenia akcií Akcie na vykonanie Hráčom a postavami vykonané akcie Atomické akcie Hráčom vykonané akcie Hráč

16. Úroveň správania postáv • Stanovuje ciele pre všetky postavy, t.j. pre hráča a postavy NPC • Ciele postáv sa určujú na základe vyhľadávania vzorov správania v aktuálnom stave prostredia: • Nové ciele • Splnené ciele • Nesplniteľné ciele • Všetky stanovené ciele postupujú do plánovacej úrovne, kde sa transformujú na plány akcií • Úroveň pracuje s: • Vzormi správania • Vzťahmi medzi postavami • Atribútmi postáv

17. Úroveň správania postáv • Vzory správania určujú okolnosti, ktoré vedú k zmene v správaní postáv a v ich motivácií:

18. Vytvorený prototyp • VSTUP: XML súbory so znalosťami a pravidlami • Doménovo-špecifické objekty a pravidlá • Definícia prostredia • VÝSTUP: Počítačová hra typu RPG • Vygenerovaný interaktívny príbeh • Implementovaný v jazyku Java • Použité knižnice: • jMonkeyEngine 1.0 • RPG Toolset 0.3

19. Vytvorený prototyp

20. Demo • Generovanie vzdelávacích príbehov ako cieľ • História a základy IT ako zvolená doména: • Priblíženie počítačov typu mainframe • Základy programovacích jazykov • Počiatočný stav prostredia: • NPC postavy „Tim“ a „John“ • „Pokazený“ mainframe vlastnený postavou „Tim“ • ...

21. Formálne overenie riešenia • Analýza korelácie medzi počtom vstupných pravidiel a počtom vygenerovateľných príbehov:

22. Empirické overenie riešenia • Dotazníky vyplnené 14 testovacími hráčmi • Spolu 14 otázok pokrývajúcich aspekty: • Realistickosť prostredia a príbehov • Ovplyvňovanie vývoja príbehov hráčom • Spôsoby, ktorými sa môže príbehy odvíjať • Vzdelávací potenciál príbehov • Sumarizácia výsledkov: • Uveriteľný a rozvíjajúci sa príbeh • Hráč zasahuje do vývoja príbehu • Malé množstvo rôznorodých dejových línií • Málo príkladov a otázok na vzdelávanie • Príbehy predstaviteľné aj v inej doméne • Uvítaný spôsob vzdelávania

23. Publikácie • Znalosti 2009, FIT VUT Brno, 4-6.2.2009: • DIVÉKY, M., BIELIKOVÁ, M.: An Approach to Interactive Storytelling and its Application to Computer Role-playing Games. In Proc. of Znalosti 2009, STU, Bratislava (2009), 59-70. • IIT.SRC 2009, FIIT STU Bratislava, 29.4.2009: • DIVÉKY, M.: Generating Interactive Stories in Computer Role-playing Games. In Proc. of IIT.SRC 2009 – 5th Student Research Conference in Informatics and Information Technologies, STU, Bratislava (2009), 243-250. • EC-TEL 2009, Nice 29.9.-2.10.2009: • DIVÉKY, M., BIELIKOVÁ, M.: Generating Educational Interactive Stories in Computer Role-playing Games. In Proc. of EC-TEL 2009 – 4th European Conference on Technology Enhanced Learning, Springer Lecture Notes in Computer Science. To appear.

24. Prínosy práce • (Doposiaľ nezrealizovaný) spôsob ako skombinovať oblasť interaktívnych príbehov: • Pútavé a poučné • Využiteľné na vzdelávacie účely vo viacerých oblastiach • Nepopulárne a nerozšírené • ...s počítačovými hrami typu RPG: • Populárne, rozšírené a zábavné • Graficky atraktívne • Neinovatívne s pevne definovaným príbehom • Pomôže sa tým aj oblasti Interactive Storytelling...: • Bližšia a atraktívnejšia pre širšie skupiny ľudí • ...aj moderným počítačovým hrám: • Poučný dynamický príbeh prispôsobiteľný hráčovi • Priblíženie sa prospešnejšiemu využitiu

25. Práca do budúcnosti • Vytvorenie vizuálneho editora pre vstupné pravidlá a dátové štruktúry • Pridanie heuristík do procesu generovania príbehov • Nedeterminizmus • Pútavejšie príbehy • Detailnejšie overenie efektívnosti vzdelávania pridaním ďalších príkladov a otázok