Παιχνίδια και Τεχνητή Νοημοσύνη

Πληροφορίες Μαθήματος
ΤίτλοςΠαιχνίδια και Τεχνητή Νοημοσύνη / Games and Artificial Intelligence
ΚωδικόςDMCI105
ΣχολήΘετικών Επιστημών
ΤμήμαΠληροφορικής
Κύκλος / Επίπεδο1ος / Προπτυχιακό, 2ος / Μεταπτυχιακό
Περίοδος ΔιδασκαλίαςΧειμερινή
Υπεύθυνος/ηΝικόλαος Νικολαΐδης
ΚοινόΝαι
ΚατάστασηΕνεργό
Course ID600016142

Πρόγραμμα Σπουδών: ΠΜΣ ΨΗΦΙΑΚΑ ΜΕΣΑ - ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΝΟΗΜΟΣΥΝΗ (2018 έως σήμερα) ΠΦ

Εγγεγραμμένοι φοιτητές: 12
ΚατεύθυνσηΤύπος ΠαρακολούθησηςΕξάμηνοΈτοςECTS
ΚΟΡΜΟΣΥποχρεωτικό Κατ' Επιλογήν117,5
Πληροφορίες Τάξης
ΤίτλοςΠαιχνίδια και Τεχνητή Νοημοσύνη
Ακαδημαϊκό Έτος2021 – 2022
Περίοδος ΤάξηςΧειμερινή
Διδάσκοντες μέλη ΔΕΠ
Ώρες Εβδομαδιαία3
Class ID
600200261
Τύπος Μαθήματος
Eιδίκευσης / Kατεύθυνσης
Τύπος Μαθήματος 2016-2020
  • Επιστημονικής Περιοχής
Τύπος Μαθήματος 2011-2015
Εμβάθυνσης / Εμπέδωσης Γνώσεων
Τρόπος Παράδοσης
  • Πρόσωπο με πρόσωπο
  • Eξ απoστάσεως εκπαίδευση
Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
Erasmus
Το μάθημα προσφέρεται και σε φοιτητές προγραμμάτων ανταλλαγής.
Γλώσσα Διδασκαλίας
  • Ελληνικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
  • Αγγλικά (Εξέταση)
Προαπαιτήσεις
Γενικές Προαπαιτήσεις
Γνώσεις γραφικών. Γνώσεις προγραμματισμού (γραφικών και γενικότερα). Γνώσεις τεχνικών υπολογιστικής/τεχνητής νοημοσύνης. Ευχέρεια στην μελέτη επιστημονικών κειμένων στα Αγγλικά.
Μαθησιακά Αποτελέσματα
α) Γνωστικά: : Ο φοιτητής θα αποκτήσει μια συνολική εικόνα εννοιών και τεχνικών κινούμενων γραφικών σε παιχνίδια και άλλες εφρμογές, όπως κίνηση με χρήση δυναμικής, ανίχνευση και χειρισμός συγκρούσεων, σχεδιοκίνηση με τεχνικές keyframing, παραμετρικές καμπύλες για περιγραφή τροχιάς, ευθεία κινηματική. Επίσης θα αποκτήσει εικόνα των τεχνικών υπολογιστικής/τεχνητής νοημοσύνης που χρησημοποιούνται σε παιχνίδια, όπως τεχνικές λήψης αποφάσεων και μονελοποιησης συμπεριφορας, εύρεσης διαδρομής, steering behaviors, διεργασιακής δημιουργίας περιεχομένου. Eκθεση σε προγραμματισμό κινούμενων γραφικών, παιχνιδιών και αλγορίθμων υπολογιστικής/τεχνητής νοημοσύνης σε παιχνίδια με χρήση κατάλληλου λογισμικού (OpenGL, Unity, Unreal Engine). β) Δεξιότητες: Απόκτηση ικανότητας χρήσης και ανάπτυξης αλγορίθμων κινούμενων γραφικών, αλγορίθμων υπολογιστικής/τεχνητής νοημοσύνης σε παιχνίδια, προγραμματισμού παιχνιδιών. Όξυνση αναλυτικών και προγραμματιστικών δεξιοτήτων.
Γενικές Ικανότητες
  • Εφαρμογή της γνώσης στην πράξη
  • Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
  • Αυτόνομη εργασία
  • Ομαδική εργασία
  • Παραγωγή νέων ερευνητικών ιδεών
  • Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής
  • Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης
Περιεχόμενο Μαθήματος
Ιστορική αναδρομή (γραφικά, σχεδιοκίνηση, παιχνίδια). Κατηγορίες (genres) παιχνιδιών. Βασικές έννοιες και αρχές κινούμενων γραφικών. Σχεδιοκίνηση με χρήση αρχών δυναμικής (κίνηση συστήματος σωματιδίων, δυναμική και κίνηση στερεού σώματος). Aνίχνευση και χειρισμός συγκρούσεων σε σωματίδια και στερεά σώματα. Σχεδιοκίνηση με τεχνικές keyframing. Παραμετρικές καμπύλες. Παραμετροποίηση καμπύλης ως προς το μήκος. Έλεγχος και καθορισμός ταχύτητας κίνησης επί καμπύλης. Ευθεία κινηματική και εφαρμογές στην κίνηση αρθρωτών δομών. Εφαρμογές της Υπολογιστικής/Τεχνητής Νοημοσύνης (YN/TN) στα Παιχνίδια. Μηχανές παιχνιδιών και διασύνδεση με YN/TN. Κίνηση σε παιχνίδια (steering behaviors), Εύρεση /σχεδιασμός διαδρομής σε παιχνίδια (breadth first, navigation meshes ,A*). Λήψη αποφάσεων & μοντελοποίηση συμπεριφοράς σε παιχνίδια (behavior trees, decision trees, finite state machines, reinforcement learning, supervised learning,..). Διεργασιακή δημιουργία περιεχομένου (procedural content generation) όπως ανάγλυφο εδάφους, χάρτες, πίστες, υφή, σενάριο, σε παιχνιδια (search-based approaches, machine learning- based, fractal/noise-based, grammar based, map/dungeon construction).
Λέξεις Κλειδιά
Παιχνίδια Υπολογιστή, Κινούμενα Γραφικά, Υπολογιστική και Τεχνητή Νοημοσύνη
Τύποι Εκπαιδευτικού Υλικού
  • Σημειώσεις
  • Διαφάνειες
  • Πολυμεσικό υλικό
  • Βιβλίο
Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών
Χρήση Τ.Π.Ε.
  • Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία
  • Χρήση Τ.Π.Ε. στην Επικοινωνία με τους φοιτητές
Περιγραφή
Διδακτικό υλικό σε ψηφιακή μορφή, χρήση του περιβάλλοντος ηλεκτρονικής εκπαίδευσης elearning.
Οργάνωση Μαθήματος
ΔραστηριότητεςΦόρτος ΕργασίαςECTSΑτομικάΟμαδικάErasmus
Διαλέξεις39✓
Μελέτη και ανάλυση βιβλίων και άρθρων86✓
Εκπόνηση μελέτης (project)60✓
Συγγραφή εργασίας / εργασιών15✓
Εξετάσεις25✓
Σύνολο225
Αξιολόγηση Φοιτητών
Περιγραφή
Γραπτή εξέταση που διαμορφώνει τον τελικό βαθμό κατά περίπου 50%, προγραμματιστικές εργασίες στις οποίες οι φοιτητές εξετάζονται προφορικά και διαμορφώνουν τον τελικό βαθμό κατά περίπου 50%.
Μέθοδοι Αξιολόγησης Φοιτητών
  • Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης (Συμπερασματική)
  • Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Εκτεταμένης Απάντησης (Συμπερασματική)
  • Προφορική Εξέταση (Συμπερασματική)
  • Γραπτή Εξέταση με Επίλυση Προβλημάτων (Συμπερασματική)
  • Εργαστηριακή Εργασία (Συμπερασματική)
Βιβλιογραφία
Βιβλιογραφία μαθήματος (Εύδοξος)
Rick Parent, Computer animation: algorithms & techniques, Morgan Kaufmann, 3rd edition, 2012 (εναλλακτικά 2nd edition) Physically based modeling, SIGGRAPH 2001 Course Notes (http://www.pixar.com/companyinfo/research/pbm2001/) Ian Millington, John Funge, Artificial Intelligence for Games 3rd Edition , CRC Press, 2019 (εναλλακτικά 2nd edition) Yannakakis, Georgios, Julian Togelius. Artificial Intelligence and Games, Springer, 2018. Noor Shaker, Julian Togelius, and Mark J. Nelson (2016). Procedural Content Generation in Games: A Textbook and an Overview of Current Research, Springer.
Επιπρόσθετη βιβλιογραφία για μελέτη
Interactive Computer Graphics - A Top Down Approach with Shader-Based OpenGL, E. Angel, D. Shreiner, 6th Edition A Watt, F. Policarpo, 3D Games: Animation and Advanced Real-Time Rendering, Vol 1+2, Addison Wesley, 2003 Mat Buckland, Programming Game AI by Example, Jones & Bartlett Learning; 1st edition,2010. Α. Watt, M. Watt, Advanced animation and rendering techniques, Addison Wesley, 1992 K. Erleben, J. Sporring, K. Henriksen, H. Dohlmann, Physics-based Animation, Charles River Media, 2005 D. Eberly, 3D Game Engine Design, CRC press, 2nd edition, 2006 I. Kerlow, The Art of 3D Computer Animation and Effects, 4th Ed., J Wiley and Sons, 2009.
Τελευταία Επικαιροποίηση
12-11-2022