Засоби символьної процедурної генерації контенту за текстами природної мови
Вантажиться...
Дата
2022
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Актуальність теми. Із розвитком комп’ютерної інженерії стають популярними комп’ютерні ігри – програмне забезпечення, метою якого є розвага користувача. Одним із способів збереження новизни контенту та економії роботи розробників є процедурна генерація, яка створює неповторювані текстури, аудіо, ландшафту, які відповідають заданим правилам. Оскільки саме модель ландшафту має найбільший обсяг та найвищі вимоги по якості, саме процедурна генерація ландшафту є найбільш важливою задачею.
Ландшафт є моделлю ігрового простору, яка складається із об’єктів ігрової логіки, із якими взаємодіє користувач. Переміщення та взаємодія із ландшафтом зазвичай складає 95% ігрового часу. Сучасні алгоритми процедурної генерації базуються на алгоритмах градієнтного шуму, або на методах симуляції фізичних процесів. Однак, такі методики процедурної генерації створюють непереконливий ландшафт і є числовими за своєю природою. Для створення якісно нового алгоритму генерації потрібно знайти інший підхід до представлення даних в алгоритмі.
В галузі комп’ютерної математики існує дві методики представлення даних: у якості дискретних символів, чи за допомогою апаратних типів даних. Алгоритми символьної математики виконують аналітичні обчислення без похибок округлення, які властиві апаратному представленню даних. Виходячи з цього, перспективним є використання дискретних символів в якості основи моделі алгоритму.
Для параметризації символьної моделі алгоритму необхідно використовувати дискретні значення, створення масивів такого типу вручну є трудомісткою операцією. Текст, написаний природньою мовою, містить лише дискретні, природні значення. Сучасні методи обробки тексту здатні аналізувати граматичну структуру та обробляти смисловий зміст речення. Тому для параметризації алгоритму символьної процедурної генерації доцільно використовувати саме текст.
Об’єктом дослідження є процес символьної процедурної генерації моделі ландшафту за текстом природньою мовою.
Предметом дослідження є способи представлення та модифікації моделі ландшафту, використовуючи інформацію із тексту природньою мовою.
Мета роботи: створення алгоритму символьної процедурної генерації, що параметризується текстом природньою мовою.
Наукова новизна:
1. Проведено аналіз та визначено недоліки сучасних підходів до процедурної генерації ландшафтів. Визначено недоліки, причиною яких є структура алгоритму. Показано залежність між категорією алгоритму процедурної генерації та недоліками, які йому притаманні.
2. Запропоновано алгоритм символьної процедурної генерації, який оперує дискретними символами, що використовує природній текст в якості параметра і дозволяє генерувати логічно консистентний ландшафт на основі визначень об’єктів із тексту.
3. Розроблено метод порівняльного аналізу алгоритмів процедурної генерації з репрезентативним представленням ландшафту.
4. Виконано порівняння створеного алгоритму із такими, що використовують традиційні методи процедурної генерації і показано якісну перевагу алгоритму над традиційними алгоритмами.
Практична цінність отриманих в роботі результатів полягає в тому, що розроблений алгоритм процедурної генерації створює ландшафт, який є більш переконливим та легше параметризується, ніж ландшафти класичних алгоритмів, що дозволяє зменшити витрати на розробку комп’ютерних ігор та покращити враження гравця від гри.
Створений метод оцінки алгоритмів процедурної генерації дозволяє порівнювати алгоритми різної природи за репрезентативними представленнями згенерованого ландшафту. Така оцінка є об’єктивним вираженням якості ландшафту, його логічної достовірності, складності та зручності використання.
Апробація роботи. Алгоритм символьної процедурної генерації була представлена та обговорювалась на науковій конференції магістрантів та аспірантів “Прикладна математика та комп’ютинг” ПМК-2022 (Київ, 21-23 листопада 2022 р.). Тези, на тему “Граматика залежностей для речення природньої мови“ подавалися на міжнародну конференцію конференцію «Сучасні методи, інформаційне, програмне та технічне забезпечення систем управління організаційно-технічними та технологічними комплексами 2022».
Робота представлена на 81 аркуші, містить посилання на список використаних літературних джерел.
Структура та обсяг роботи. Магістерска дисертація складається з вступу, чотирьох розділів та висновків.
У вступі подано загальну характеристику роботи, представлена історія та сфери використання процедурної генерації.
У першому зроблено огляд можливостей комп’ютерної обробки природнього тексту, зроблено огляд методів символьних обчислень, поставлено задачу на створення алгоритму символьної процедурної генерації, поставлено задачу на створення методики оцінки алгоритмів процедурної генерації.
У другому розділі було проведено аналіз та вибір інструментів – мов програмування, бібліотек реалізації алгоритму, обрано структури даних для представлення моделі.
У третьому розділі було описано створений алгоритм процедурної генерації, та створену метод процедурної генерації.
У четвертому розділі було виконано тестування новоствореного алгоритму та проведено порівняльний аналіз новоствореного алгоритму з алгоритмами із комерційних додатків.
У висновках представлені результати проведеної роботи.
Опис
Ключові слова
процедурна генерація, граматика констітуєнт, procedural generation, constituent grammar
Бібліографічний опис
Ковезюк, А. О. Засоби символьної процедурної генерації контенту за текстами природної мови : магістерська дис. : 123 Комп'ютерна інженерія / Ковезюк Андрій Олександрович. – Київ, 2022. – 83 с.