Pilote pour la narration interactive apport des bigraphes

INSTITUT DE LA UNIVERSITE DE LA ROCHELLE FRANCOPHONIE POUR LABORATOIRE L3I L’INFORMATIQUE MEMOIRE DE FIN D’ETUDES Master Informatique Option Intelligence artificielle & multimédia Sujet : Pilote pour la narration interactive Apport des bigraphes Encadrants : Michel AUGERAUD Ronan CHAMPAGNAT HO Tuong Vinh Réalisé par : DANG Kim Dung Promotion 13, IFI Hanoi, Septembre 2009 Mémoire de fin d’études – Pilote pour la narration interactive : Apport des bigraphes TABLE DES MATIERES REMERCIEMENTS .3 RESUME ABSTRACT LISTE DES ACRONYMES LISTE DES FIGURES CHAPITRE – Introduction .8 1.1 Motivation et problématique 1.2 Objectifs atteindre et travaux concrets réaliser 1.3 Environnement de travail .9 1.4 Plan de ce mémoire 10 CHAPITRE – Pilote pour la narration interactive .11 2.1 Narration interactive 11 2.1.1 Approches orientés scénarios .12 2.1.2 Approches en narration émergente .14 2.2 Pilote pour la narration interactive 15 2.2.1 Ontologie pour les jeux vidéo 16 2.2.2 Système de production .17 2.2.3 Le jeu de rôle comme exemple de narration interactive 18 CHAPITRE – Brève description sur les bigraphes 22 3.1 Notation et convention .22 3.2 Bigraphe = graphe des places et graphe des liens 22 3.3 Classification de nœuds par signature et contrôle .25 3.4 Opérations algébriques sur les bigraphes 26 3.4.1 Composition .26 3.4.2 Produit tensoriel 26 3.4.3 Produit parallèle 26 3.5 Construction de bigraphe par interfaces et opérations algébriques 26 3.6 Règle de réaction composée de deux bigraphes 27 3.7 Modélisation d’un système au moyen de bigraphes 28 CHAPITRE – Construction de deux éditeurs de bigraphes 30 CHAPITRE – Réalisation d’un pilote d’exécution adaptative pour la narration interactive pour un jeu exprimée par bigraphes .35 5.1 Construction du pilote d’exécution adaptative pour la narration interactive : Apports du modèle des bigraphes 35 5.2 Application au jeu de neuf pièces .38 5.2.1 Description du jeu 38 5.2.2 Modélisation du jeu au moyen de bigraphes .39 5.2.3 Construction d’un récit dynamique en cours d’exécution 45 CHAPITRE – Conclusions et perspectives .56 REFFERENCES 58 DANG Kim Dung, Option « Intelligence artificielle & multimédia », P13, IFI Mémoire de fin d’études – Pilote pour la narration interactive : Apport des bigraphes REMERCIEMENTS Avant de vous présenter ce mémoire, je tiens remercier tous ceux qui m’ont aidé réaliser le stage de fin d’études Je voudrais en particulier remercier : M Michel AUGERAUD et M Ronan CHAMPAGNAT, mes superviseurs de stage au laboratoire L3I de l’Université de La Rochelle, pour tout : l’encadrement, l’aide, l’encouragement et la sympathie qu’ils m’ont réservés Grâce eux, j’ai pu finaliser mon travail ; M HO Tuong Vinh, responsable de la recherche, professeur d’informatique de l’IFI, qui a accepté d’être mon superviseur de stage l’IFI ; par ailleurs, ses transparents sur la rédaction et la soutenance d’un mémoire de fin d’études m’ont inspiré beaucoup de bonnes idées ; M Guylain DELMAS, doctorant au L3I, dont les conseils, les réponses et les documents m’ont apporté l’approfondissement de connaissances concernant le stage ; M Nicolas REMPULSKI, doctorant au L3I, qui m’a aidé résoudre les problèmes que j’ai déjà rencontrés sur la technologie GMF qui est très compliqué pour les débutants ; les autres membres du L3I, qui créent un environnement idéal dans lequel j’ai travaillé pendant le stage de six mois ; toutes les personnes l’IFI, surtout les professeurs, pour les enseignements, les cours, les TPs, le TPE, les aides, les amitiộs, que jai reỗus DANG Kim Dung La Rochelle, France, aỏt 2009 DANG Kim Dung, Option « Intelligence artificielle & multimédia », P13, IFI Mémoire de fin d’études – Pilote pour la narration interactive : Apport des bigraphes RESUME L’objectif du stage est de construire, pour la narration interactive, un pilote qui utilise un modèle de jeu dont la sémantique s’exprime par des bigraphes Le pilote étant inspiré du jeu de rôle (qui atteint un niveau de résultat proche de celui que nous cherchons), est fabriqué sur les bases d’un système multi-agents, qui permet la gestion de l’exécution adaptative du déroulement d’une application interactive de type jeu, c’est-à-dire qu’il construit dynamiquement un récit en cours d’exécution, selon des paramètres définis a priori (le scénario, la structure du récit) tout en tenant compte d'événements extérieurs (actions du joueur) ou intérieurs (événements provoqués par le jeu) dans un environnement interactif Pour cela, nous avons utilisé une technique de dérivation de modèles qui part d’un méta modèle des bigraphes Il nous a permis de développer deux éditeurs aidant modéliser la narration d’un jeu (qui est définie par tout ce que le joueur perỗoit (musique, images, dialogues, ) au cours du déroulement de la partie) en définissant son ensemble de règles de réactions et ses situations (qui sont des abstractions de l’état du système) Ces deux éditeurs ont été créés grâce la technologie GMF (Graphical Modeling Framework), c’est pourquoi tous les schémas de situations et de règles de réactions définis en terme de bigraphes généreront automatiquement les fichiers XML (eXtensible Markup Language) correspondants Nous pouvons donc exécuter facilement le pilote en lisant et traitant ces fichiers XML En fin, une implémentation du jeu de neuf pièces est également réalisée pour valider notre proposition ainsi que le fonctionnement de la démarche Cet exemple montrera concrètement comment appliquer le modèle des bigraphes la narration interactive pour un jeu afin de réaliser un pilote d’exécution adaptative pour lui Les travaux dans le cadre du stage apportent aussi de grandes perspectives menant la capacité de conception d’application interactive par transformation de modèles et la proposition d’un langage de description d’une narration et de la narration interactive qui est basé sur XML dans l’avenir MOTS-CLÉS : jeu, narration interactive, pilote, bigraphe DANG Kim Dung, Option « Intelligence artificielle & multimédia », P13, IFI Mémoire de fin d’études – Pilote pour la narration interactive : Apport des bigraphes ABSTRACT The aim of the probation is to build for the interactive storytelling, a control which uses a model of game whose semantics is expressed by bigraphs The control being inspired from role-playing game (whose description is close to our requirements), is made on the bases of a multi-agent system, which allows the management of the adaptive execution during the course of an interactive application of game type, i.e it dynamically builds a plot in the course of execution, according to parameters defined a priori (the scenario, the structure of the plot), with the attention to external events (actions of the player) or internal events (caused by the game) in an interactive environment To this, we used a technique based on model derivation from a bigraph meta-model It allows developing two editors helping to model the storytelling of a game (which is defined by what the player perceives (music, images, dialogues, ) during the course of the play) by defining its set of reaction rules and its situations (which are abstractions of the system state) These two editors were created through the GMF (Graphical Modeling Framework) technology, so all schemas of situations and of reaction rules designed in terms of bigraphs will be automatically translated into the corresponding XML (eXtensible Markup Language) files Therefore, we can easily perform the control by reading and processing these XML files Finally, an implementation of the game of nine rooms is also realized to validate our proposition and the functioning of the process This example will concretely show how to apply the bigraph model to the interactive storytelling for a game to realize an adaptive execution control for it The works of the probation also bring great perspectives leading to the capacity of design of interactive application by model transformation and to the proposition of a description language for the storytelling and the interactive storytelling, which is based on XML in the future KEYWORDS: game, interactive storytelling, control, bigraph DANG Kim Dung, Option « Intelligence artificielle & multimédia », P13, IFI Mémoire de fin d’études – Pilote pour la narration interactive : Apport des bigraphes LISTE DES ACRONYMES Acronyme Mot complet CCS Calculus of Communicating Systems EIAH Environnements Informatiques pour l'Apprentissage Humain EMF Eclipse Modeling Framework GEF Graphical Editing Framework GMF Graphical Modeling Framework IDA Interactive Drama Architecture IFI Institut de la Francophonie pour l’Informatique ImagIN Images et Interactivité Numérique L3I Laboratoire Informatique, Image et Interaction PJ Personnage-Joueur PNJ Personnages-Non-Joueurs UTI Université de Technologies de l’Information XML eXtensible Markup Language DANG Kim Dung, Option « Intelligence artificielle & multimédia », P13, IFI Mémoire de fin d’études – Pilote pour la narration interactive : Apport des bigraphes LISTE DES FIGURES Figure 1.1 Problème posé dans le cadre du stage Figure 3.1 Hypergraphe 22 ( Figure 3.2 Bigraphe réduit G avec sa forêt et son hypergraphe correspondants 23 ( Figure 3.3 Bigraphe réduit F 23 ( Figure 3.4 Le graphe des places et le graphe des liens du bigraphe réduit F 24 Figure 3.5 Bigraphe F : ε → (3, {x y}) 24 Figure 3.6 Bigraphe G et ses constituants 25 Figure 3.7 Bigraphes F et G avec leurs contrôles 25 Figure 3.8 Bigraphe H et ses constituants 27 Figure 3.9 Bigraphe H avec ses contrôles 27 Figure 3.10 Règle de réaction « Se_déplacer_Ri_Rj » 28 Figure 3.11 Système de l’UTI modélisé par les bigraphes 28 Figure 4.1 Processus de construction de l’éditeur de bigraphes 30 Figure 4.2 Modèle de domaine de l’éditeur représentant le concept de bigraphe 31 Figure 4.3 Modèle de domaine de l’éditeur représentant le concept de règle de réaction 32 Figure 4.4 Modèle de définition graphique 32 Figure 4.5 Modèle de définition d’outillage (tooling definition) 33 Figure 4.6 Modèle de cartographie (mapping model) 33 Figure 4.7 Modèle de générateur 34 Figure 4.8 Exemple sur une règle de réaction et son fichier XML correspondant 34 Figure 5.1 Processus de construction d’un récit dynamique en cours d’exécution 36 Figure 5.2 Architecture d’exécution adaptative du système 37 Figure 5.3 Disposition du jeu de neuf pièces 38 Figure 5.4 Exemple sur un récit construit dynamiquement en cours d’exécution 54 DANG Kim Dung, Option « Intelligence artificielle & multimédia », P13, IFI Mémoire de fin d’études – Pilote pour la narration interactive : Apport des bigraphes CHAPITRE – Introduction 1.1 Motivation et problématique Contrairement aux médias traditionnels, tel que le cinéma, qui basent leur narration sur une approche pré-déterminée par l’auteur, les utilisateurs de jeux vidéos eux exigent actuellement un approfondissement sur le fond (richesse dans le contenu, élaboration du scénario du jeu, plus grande liberté d’action et d’expression) En un autre terme, ils attendent des jeux qu’ils leur fassent vivre des histoires dans lesquelles leurs avatars aient une implication importante C’est pourquoi depuis plusieurs années, des expériences ont eu lieu afin de permettre aux joueurs d'influencer le cours du récit de l'histoire laquelle ils participent L'intérêt d'avoir une telle narration (qui s'adapte aux réactions du joueur) est qu'elle permet une bien meilleure implication du joueur Ceci favorise son immersion dans l’histoire et son intérêt pour l'activité qu'il mène Grâce cela, les jeux vidéo suscitent également beaucoup d’intérêt pour leurs apports éducatifs ou thérapeutiques En effet la communauté des Environnements Informatiques pour l'Apprentissage Humain (EIAH) vise une utilisation des jeux et de la narration comme support l'enseignement [22] a montré que, grâce son interactivité, le jeu vidéo procure un support d'apprentissage plus efficace que les supports classiques (texte, présentation orale, vidéo) Dans ce cadre, la communauté EIAH travaille l’élaboration de jeux employant des scénarios pédagogiques comme bases de récit interactif [5] En effet via des acquisitions vidéo, on peut interpréter le comportement de l'apprenant et adapter le déroulement de l'activité d'apprentissage en fonction de l'analyse de la situation, des objectifs pédagogiques et des capacités du système Dans le cadre des jeux, il est intéressant de souligner que les jeux, tout comme les EIAH, permettent au joueur de développer des stratégies et de les expérimenter Contrairement au monde réel auquel le joueur est confronté, lors d’un jeu, il peut être mis en échec et élaborer d'autres stratégies Une règle communément admise en conception de jeu est de considérer que le jeu est un ensemble de problèmes résoudre, les premiers étant facile puis les problèmes deviennent de plus en plus complexes (nécessitent une dextérité ou une connaissance de l'environnement du jeu plus grande) mais le joueur finit toujours par terminer le jeu (et donc résoudre le problème même s’il est très complexe) Cette gestion du déroulement du jeu, l'adaptation de l'application en fait, constitue un élément de plus en plus important dans la création du jeu et dans la mesure de sa qualité Par conséquent il n'est pas rare que les nouveaux jeux s'annoncent offrir la fois liberté et scénarisation Néanmoins ils ne sont généralement que l'un ou l'autre Nous trouvons ainsi d'une part des jeux aux scénarios très développés, mais dans lesquels le joueur se trouve contraint de suivre l'histoire proposée, et d'autre part des jeux offrant une réelle liberté au joueur, mais qui peinent fournir une histoire construite et intéressante La gestion de l'exécution adaptative est rendue complexe de par le fait que l'utilisateur dispose d'une grande influence sur le déroulement de l'application grâce ses interactions avec l'application Or ces applications sont spécifiées par un expert (concepteur de jeu, pédagogue, thérapeute) qui définit un ou plusieurs déroulements en fonction de ses objectifs (compétences acquérir, contenu parcourir, scénario, courbe dramatique, ) Il nous faut ainsi définir un pilote pour la narration interactive permettant la gestion de l’exécution adaptative du déroulement d’une application interactive de type jeu L'adaptativité de l'exécution se fait au travers d'un moniteur qui intervient pendant le déroulement afin de s’assurer que l’utilisateur suit une exécution conforme aux règles du jeu Un jeu peut donc être vu comme un processus interagissant avec un utilisateur (le joueur), et contrôlé par un programme de conduite du déroulement du jeu DANG Kim Dung, Option « Intelligence artificielle & multimédia », P13, IFI Mémoire de fin d’études – Pilote pour la narration interactive : Apport des bigraphes Pour représenter des situations comportant plusieurs aspects nécessaires au suivi d’un jeu (localisation des éléments, la notion de contexte, la notion de règles applicables dans un contexte,…) nous proposons de représenter ces situations par des bigraphes Le problème posé est donc suivant : Etant donné un système comportant deux composants un jeu et un pilote de ce jeu, comment définir le pilote du jeu sachant que outre ces interactions avec le jeu, celui-ci dispose d’un modèle du jeu représenté au moyen de bigraphes Ce modèle permet de représenter l’évolution des interactions entre les différents agents considérés dans le jeu selon des règles exprimées l’aide de bigraphes Figure 1.1 Problème posé dans le cadre du stage 1.2 Objectifs atteindre et travaux concrets réaliser Le travail est menộ en commenỗant par dộfinir et rộaliser un outil implémentant les bigraphes adapté l’expression de narrations Ce travail est réalisé en utilisant une technique de dérivation de modèles qui part d’un méta modèle des bigraphes pour construire l’outil permettant de dériver les bigraphes Cette technique nous permet d’obtenir un éditeur de bigraphes et de définir un gestionnaire de bigraphes Ensuite, partir de la réalisation d’un jeu nous mettons en évidence l’opérationnalité de la démarche et nous pouvons rechercher pour ce jeu les modalités d’interaction permettant le pilote d’adapter l’exécution selon des paramètres définis a priori (le scénario, la structure du récit) tout en tenant compte d'événements extérieurs (actions du joueur) ou intérieurs (événements provoqués par le jeu) Le pilote supervise ainsi l’exécution et joue le rôle d’un meneur de jeu Pour se faire il utilise des représentations du jeu et des contraintes qui dirigent son fonctionnement tel que le modèle du récit, le modèle du joueur,… Ainsi, les travaux concrets réaliser dans le cadre du stage sont suivants : Aspects théoriques : o étudier et synthétiser ce que sont la narration interactive et un pilote pour la narration interactive ainsi que les approches existantes ; o étudier en bref la description du modèle des bigraphes et comment modéliser un système au moyen de bigraphes Productions d’applications : o construire des éditeurs de bigraphes adaptés l’expression de narration ; o réaliser un pilote d’exécution adaptative pour la narration interactive pour un jeu exprimée par bigraphes 1.3 Environnement de travail Le stage est réalisé au Laboratoire Informatique, Image et Interaction (L3I) de l’Université de La Rochelle, France Le cadre de ce stage et du sujet en découlant renforce l’axe de narration interactive du projet ImagIN (Images et Interactivité Numérique) du L3I Il constitue le cœur de l’apport du laboratoire au projet européen de réseaux d’excellence IRIS Par ailleurs, concernant également ce domaine, le L3I et l’Hôpital de La Rochelle travaillent depuis plusieurs années sur la conception de jeux vidéo éducatifs pour enfants autistes, dont l’objectif est de définir et concevoir des logiciels permettant la spécification d’activités interactives ludiques et pédagogiques, et le suivi de leur déroulement par un praticien, suivant l’idée qu’un jeu récit peut s’avérer plus prenant pour le joueur et que plus un joueur jouera longtemps au jeu, plus il en tirera de bénéfices pédagogiques On utilise un modèle du jeu DANG Kim Dung, Option « Intelligence artificielle & multimédia », P13, IFI Mémoire de fin d’études – Pilote pour la narration interactive : Apport des bigraphes réalisé par un système état sous forme d’un réseau de Petri Néanmoins, cette approche ne prend pas en compte la notion de localité et ne possède pas les propriétés algébriques nécessaires la compositionalité, ce quoi répond le modèle des bigraphes 1.4 Plan de ce mémoire • • • • • Chapitre – Pilote pour la narration interactive : Ce chapitre présentera une analyse de différents aspects concernant le pilote pour la narration interactive, comprenant une introduction aux recherches récentes en termes de narration interactive, et une présentation des besoins, enjeux et méthodes mis en œuvre dans le pilotage des applications interactives Chapitre – Brève description sur les bigraphes : Ce chapitre donnera une brève description sur le modèle des bigraphes et un exemple concret illustrant comment modéliser un système au moyen de bigraphes Chapitre – Construction de deux éditeurs de bigraphes : Ce chapitre décrira les étapes pour construire les deux éditeurs qui aident définir les schémas des états au moyen de bigraphes et les schémas des règles de réaction composées de deux bigraphes Chapitre – Réalisation d’un pilote d’exécution adaptative pour la narration interactive pour un jeu exprimée par bigraphes : Ce chapitre présentera tout d’abord le processus de construction du pilote d’exécution adaptative pour la narration interactive avec l’apport du modèle des bigraphes Ensuite, une l’implémentation du jeu de neuf pièces sera introduite pour valider la proposition ainsi que le fonctionnement de la démarche dans le cadre du stage Chapitre – Conclusions et perspectives : Ce chapitre donnera des conclusions sur les travaux ayant été réalisés et des perspectives de ces travaux dans l’avenir DANG Kim Dung, Option « Intelligence artificielle & multimédia », P13, IFI 10 Mémoire de fin d’études – Pilote pour la narration interactive : Apport des bigraphes 5.2.3 Construction d’un récit dynamique en cours d’exécution Dans le processus de construction du récit dynamique en cours d’exécution, le pilote suit les critères suivants (par ordre de préférence descendant) lorsqu’il choisit une règle/action appropriée parmi les règles/actions applicables pour une situation : • si le joueur peut prendre l’objectif juste après avoir franchi deux pièces, alors il réussit trop facilement le pilote va demander au mauvais fantôme de subtiliser les clés correspondantes afin d’empêcher cela ; • si le joueur se trouve dans une pièce qui contient l’objectif, alors le pilote lui propose de prendre l’objectif ; • si le joueur se trouve dans une pièce qui contient les clés, alors le pilote lui propose de prendre toutes ces clés ; • le pilote propose au joueur de ne pas aller dans une pièce de laquelle il ne peut pas sortir ; • le pilote propose au joueur de ne pas retourner dans la pièce où il vient de passer l’étape précédente ; • si le joueur possède plusieurs clés permettant d’ouvrir une porte, alors le pilote lui propose d’utiliser la clé la moins puissante Par exemple, s’il possède deux clés K1 et K1,3 permettant d’ouvrir la porte D1 ; car la clé K1,3 est plus puissante que la clé K1 (elle peut ouvrir deux portes D1 et D3, tandis que la clé K1 ne peut qu’ouvrir la porte D1), le pilote va lui proposer d’utiliser la clé K1 afin de passer la porte D1 ; • si le joueur ne peut pas sortir d’une pièce, le pilote va demander au gentil fantôme de l’aider en subtilisant une clé convenable possédée par le mauvais fantôme ou disponible dans d’autres pièces, et puis, de la donner au joueur La section suivante présente un récit qui est dynamiquement construit en cours d’exécution, basé sur des actions du joueur Néanmoins, ce récit correspond seulement l’initialisation ci-dessus du jeu En effet grâce aux éditeurs de bigraphes, nous pouvons initialiser volonté le jeu, c’est-à-dire que nous pouvons initialiser volonté la position du joueur, des clés, et de l’objectif ; la quantité d’objectifs,… Par exemple, une autre faỗon dinitialiser le jeu est de placer le joueur dans la pièce R2, le jeu possède deux objectifs G1 et G2,… Evidemment, les récits obtenus dépendent fortement de la faỗon dont le jeu a ộtộ initialisộ Etape Voici ci-dessous l’interface du jeu correspondant la situation initiale au début (le joueur est dans la pièce R1, le mauvais fantôme et lui ne possèdent rien) : DANG Kim Dung, Option « Intelligence artificielle & multimédia », P13, IFI 45 Mémoire de fin d’études – Pilote pour la narration interactive : Apport des bigraphes Etape Tout d’abord, le pilote lit la situation initiale du jeu (il lit tous les fichiers XML correspondant aux modèles de bigraphe des pièces R1,…, R9) Il trouve qu’il existe quelques récits que le joueur peut prendre trop facilement l’objectif, par exemple en exécutant la séquence : • le joueur prend les clés K1,3 et K4,5 dans la pièce R1 ; il utilise la clé K1,3 pour passer la porte D1 afin d’entrer la pièce R2 ; il utilise la clé K4,5 pour passer la porte D4 afin d’entrer la pièce R5 ; il prend l’objectif dans la pièce R5 ; • le joueur prend la clé K1,3 dans la pièce R1 ; il utilise la clé K1,3 pour passer la porte D1 afin d’entrer la pièce R2 ; il prend la clé K2,4 dans la salle R2 ; il utilise la clé K2,4 pour passer la porte D4 afin d’entrer la pièce R5 ; il prend l’objectif dans la pièce R5 ; • le joueur prend la clé K1,3 dans la pièce R1 ; il utilise la clé K1,3 pour passer la porte D3 afin d’entrer la pièce R4 ; il prend la clé K6 dans la salle R4 ; il utilise la clé K6 pour passer la porte D6 afin d’entrer la pièce R5 ; il prend l’objectif dans la pièce R5 ; • … Par conséquent, le pilote demande au mauvais fantôme de prendre les clés K4,5 dans la pièce R1 ; K2,4 dans la pièce R2 et K6 dans la pièce R4 afin de supprimer l’évolution trop facile du joueur Après l’étape 1, les modèles de bigraphe des pièces R1, R2, R4 et du mauvais fantôme sont modifiés comme suit : • R1 : dans la pièce R1, la clé K4,5 est subtilisée ; • R2 : dans la pièce R2, la clé K2,4 est subtilisée ; DANG Kim Dung, Option « Intelligence artificielle & multimédia », P13, IFI 46 Mémoire de fin d’études – Pilote pour la narration interactive : Apport des bigraphes • R4 : dans la pièce R4, la clé K6 est subtilisée ; • Mauvais fantơme : le mauvais fantôme possède les clés K4,5 ; K2,4 et K6 Voici ci-dessous l’interface du jeu après l’étape : Etape Le pilote lit l’état actuel du système, il trouve que le joueur se trouve dans la pièce R1 Car dans cette pièce, il y a les clés K1,3 et K11, il suggère donc au joueur de prendre toutes ces clés Le joueur peut suivre la suggestion du pilote ou non Supposons qu’il suit la DANG Kim Dung, Option « Intelligence artificielle & multimédia », P13, IFI 47 Mémoire de fin d’études – Pilote pour la narration interactive : Apport des bigraphes suggestion, il prend les clés K1,3 et K11 Après l’étape 2, le modèle des bigraphes de la pièce R1 est modifié comme suit : • R1 : il reste seulement le joueur dans la pièce R1, il possède les clés K11 et K1,3 Voici ci-dessous l’interface du jeu après l’étape : Etape Le pilote lit l’état actuel du système, il trouve que le joueur se trouve dans la pièce R1 et possède la clé K1,3 C’est pourquoi le joueur peut passer la porte D1 ou D3 Le pilote attend et observe donc l’action du joueur Supposons que le joueur utilise la clé K1,3 pour passer la porte D1 afin d’entrer la pièce R2 Après l’étape 3, les modèles de bigraphe des pièces R1 et R2 sont modifiés comme suit : • R1 : la pièce R1 est vide ; DANG Kim Dung, Option « Intelligence artificielle & multimédia », P13, IFI 48 Mémoire de fin d’études – Pilote pour la narration interactive : Apport des bigraphes • R2 : la pièce R2 contient le joueur (qui possède la clé K11) et les clés K1 ; K3,2 ; Voici ci-dessous l’interface du jeu après l’étape : Etape Le pilote lit l’état actuel du système, il trouve que le joueur se trouve dans la pièce R2 Car dans cette pièce, il y a les clés K3,2 et K1, il suggère donc au joueur de prendre toutes ces clés En plus, puisque dans la pièce R1, il ne reste plus de clé, c’est pourquoi le pilote propose au joueur de ne pas aller dans cette pièce Néanmoins, le joueur peut suivre la suggestion du DANG Kim Dung, Option « Intelligence artificielle & multimédia », P13, IFI 49 Mémoire de fin d’études – Pilote pour la narration interactive : Apport des bigraphes pilote ou non Supposons qu’il prenne seulement la clé K3,2 et l’utilise pour passer la porte D2 afin d’entrer la pièce R3 Après l’étape 4, les modèles de bigraphe des pièces R2 et R3 sont modifiés comme suit : • R2 : il reste seulement la clé K1 dans la pièce R2 ; • R3 : la pièce R3 contient le joueur (qui possède la clé K11) et les clés K1 ; K5,2 et K7,5 ; Voici ci-dessous l’interface du jeu après l’étape : DANG Kim Dung, Option « Intelligence artificielle & multimédia », P13, IFI 50 Mémoire de fin d’études – Pilote pour la narration interactive : Apport des bigraphes Etape Le pilote lit l’état actuel du système, il trouve que le joueur se trouve dans la pièce R3 Car dans cette pièce, il y a les clés K5,2 ; K7,5 et K1, il suggère donc au joueur de prendre toutes ces clés Le joueur peut suivre la suggestion du pilote ou non Supposons qu’il prenne seulement les clés K5,2 et K7,5 Et puis, il utilise la clé K5,2 pour passer la porte D5 afin d’entrer la pièce R6 Après l’étape 5, les modèles de bigraphe des pièces R3 et R6 sont modifiés comme suit : • R3 : il reste seulement la clé K1 dans la pièce R3 ; • R6 : la pièce R6 contient le joueur (qui possède les clés K11 et K7,5) et les clés K5, K9 et K10 ; Voici ci-dessous l’interface du jeu après l’étape : DANG Kim Dung, Option « Intelligence artificielle & multimédia », P13, IFI 51 Mémoire de fin d’études – Pilote pour la narration interactive : Apport des bigraphes Etape Le pilote lit l’état actuel du système, il trouve que le joueur se trouve dans la pièce R6 Car dans cette pièce, il y a les clés K5, K9 et K10, il suggère donc au joueur de prendre toutes ces clés En plus, puisque dans la pièce R3, il ne reste plus les clés convenables permettant de la franchir, le pilote propose au joueur de ne pas aller dans cette pièce Néanmoins, le joueur peut suivre la suggestion du pilote ou non Supposons qu’il ne prenne rien, mais utilise la clé K7,5 qu’il possède pour passer la porte D7 afin d’entrer la pièce R5 Après l’étape 6, les modèles de bigraphe des pièces R6 et R5 sont modifiés comme suit : • R6 : il reste seulement les clés K5, K9 et K10 dans la pièce R6 ; • R5 : la pièce R5 contient le joueur (qui possède la clé K11) et l’objectif ; Voici ci-dessous l’interface du jeu après l’étape : DANG Kim Dung, Option « Intelligence artificielle & multimédia », P13, IFI 52 Mémoire de fin d’études – Pilote pour la narration interactive : Apport des bigraphes Etape Le pilote lit l’état actuel du système, il trouve que le joueur se trouve dans la pièce R5 Car dans cette pièce, il y a l’objectif, il suggère donc au joueur de le prendre Le joueur peut suivre la suggestion du pilote ou non Supposons qu’il prenne l’objectif Le pilote examine et vérifie que la situation finale du jeu a été atteinte, il arrête le jeu et déclare que le joueur a gagné Après l’étape 7, le modèle des bigraphes de la pièce R5 est modifié comme suit : • R5 : dans la pièce R5, il reste seulement le joueur qui possède l’objectif et la clé K11 Voici ci-dessous l’interface du jeu après l’étape : Nous pouvons résumer la totalité de récit en schéma suivant : DANG Kim Dung, Option « Intelligence artificielle & multimédia », P13, IFI 53 Mémoire de fin d’études – Pilote pour la narration interactive : Apport des bigraphes Pilote Joueur Lire la situation initiale du système Demander le mauvais fantôme de prendre K4,5 dans R1 ; K2,4 dans R2 et K6 dans R4 Suggérer au joueur de prendre K11 et K1,3 dans R1 Prendre K11 et K1,3 dans R1 Lire la situation actuelle du système Utiliser K1,3 pour passer D1 afin d’entrer R2 Suggérer au joueur de prendre K1 et K3,2 dans R2 ; proposer au joueur de ne pas aller R1 Prendre K3,2 dans R2 Lire la situation actuelle du système Utiliser K3,2 pour passer D2 afin d’entrer R3 Suggérer au joueur de prendre K5,2 ; K7,5 et K1 dans R3 Prendre K5,2 et K7,5 dans R3 Lire la situation actuelle du système Utiliser K5,2 pour passer D5 afin d’entrer R6 Suggérer au joueur de prendre K5, K9 et K10 dans R6 ; proposer au joueur de ne pas aller R3 Utiliser K7,5 pour passer D7 afin d’entrer R5 Lire la situation actuelle du système Suggérer au joueur de prendre l’objectif dans R5 Prendre l’objectif dans R5 Lire la situation actuelle du système Trouver qu’une des situations finales du système a été atteinte ; arrêter le jeu et déclarer que le joueur a gagné Figure 5.4 Exemple sur un récit construit dynamiquement en cours d’exécution DANG Kim Dung, Option « Intelligence artificielle & multimédia », P13, IFI 54 Mémoire de fin d’études – Pilote pour la narration interactive : Apport des bigraphes A côté du récit construit dynamiquement ci-dessus, il existe évidemment beaucoup d’autres récits qui conduit des résultats différents dépendant de l’intervention du pilote et les actions du joueur Par exemple, dans le processus de construction du récit dynamique en cours d’exécution, selon l’état actuel du jeu et le profil actuel du joueur, le pilote peut proposer au joueur de ne pas retourner la pièce de laquelle le joueur vient de sortir l’étape précédente, ou le pilote peut demander au gentil fantôme d’aider le joueur si le joueur ne possède pas de clé correspondante pour sortir d’une quelconque pièce, ou si le joueur possède plusieurs clés permettant d’ouvrir une porte, alors le pilote lui propose d’utiliser la clé la moins puissante,… Nous avons ainsi dans ce chapitre présenté tout d’abord le processus de construction du pilote d’exécution adaptative pour la narration interactive avec l’apport du modèle des bigraphes Ensuite, nous avons appliqué le modèle des bigraphes la narration interactive pour le jeu de neuf pièces l’aide des éditeurs afin de réaliser un pilote d’exécution adaptative concret pour ce jeu En effet le pilote a dynamiquement construit un récit en cours d’exécution, basé sur des actions du joueur dans un environnement interactif Dans le chapitre suivant, nous donnerons des conclusions sur les travaux ayant été réalisés dans le cadre du stage et des perspectives de ces travaux DANG Kim Dung, Option « Intelligence artificielle & multimédia », P13, IFI 55 Mémoire de fin d’études – Pilote pour la narration interactive : Apport des bigraphes CHAPITRE – Conclusions et perspectives L’objectif du stage est de construire le pilote pour la narration interactive afin de résoudre le problème d’opposition entre narration et interactivité, et afin de permettre la gestion de l’exécution adaptative du déroulement d’une application interactive de type jeu, c’est-à-dire que le pilote construit dynamiquement un récit en cours d’exécution, basé sur des actions du joueur dans un environnement interactif Notre contribution dans ce cadre est d’avoir implémenté une nouvelle approche, qui fabrique le pilote utilisant un modèle de jeu dont la sémantique s’exprime par des bigraphes Ce modèle permet de représenter l’évolution des interactions entre les différents agents considérés dans le jeu selon des situations et règles exprimées l’aide de bigraphes En plus, nous avons également développé deux éditeurs de bigraphe aidant modéliser la narration d’un jeu en définissant son ensemble de règles et ses situations En particulier, tous les schémas de situations et de règles de réactions définis généreront automatiquement les fichiers XML correspondants, nous pouvons donc exécuter facilement le pilote en lisant et traitant ces fichiers XML Par ailleurs, une implémentation du jeu de neuf pièces a aussi été réalisée pour valider notre proposition ainsi que le fonctionnement de la démarche Néanmoins, selon l’exigence du stage (dont la durée est seulement six mois), les éditeurs de bigraphe développés ainsi que l’implémentation du jeu de neuf pièces sont assez simples Par conséquent, nous pouvons améliorer la qualité de ces travaux en • augmentant la commodité, la richesse graphique et surtout la maturité des éditeurs ; • construisant le jeu de neuf pièces en 3D avec lequel le joueur fait des interactions par la souris et le clavier ; • rendant le pilote plus intelligent : o il peut suggérer au joueur le chemin optimal correspondant l’état actuel du système ; o le gentil fantôme choisit intelligemment les clés et les pièces où il subtilise une clé lors de l’aide du joueur En outre, nous n’avons pas rencontré beaucoup de difficultés pour construire le pilote du jeu de neuf pièces étant donné sa simplicité Toutefois le pilote deviendra vraiment plus compliqué (et cela exige une réflexion sérieuse pour résoudre les problèmes qui se posent) pour des jeux vidéo avec les particularités suivantes : • multi-joueurs ; • environnement indéfini ; • contenu riche de l’histoire ; • niveau de suggestion/proposition du pilote : c’est la suggestion/proposition aidant le joueur obtenir un optimum global ou seulement un optimum local ; • contraintes ordinales des événements : quels événements se passent d’avance, quels événements se passent après ; • structure de récit complexe sur plusieurs niveaux de granularité comme une scène, un chapitre (séquence de scènes), un épisode (séquence de chapitres), une série (séquence d’épisodes),… ; • le pilote suit des récits non pas dirigés vers une conclusion déterminée Un autre problème qu’il faut également prendre en compte, c’est que lorsque nous définissons un jeu avec un outil permettant de construire des jeux (comme Game Maker ou Aurora Game Engine,… avec lesquels nous pouvons créer facilement un jeu sans avoir le programmer entièrement), le pilotage partir d'un modèle définit au moyen de bigraphes impose une correspondance entre les éléments du jeu et le modèle en terme de bigraphes, il DANG Kim Dung, Option « Intelligence artificielle & multimédia », P13, IFI 56 Mémoire de fin d’études – Pilote pour la narration interactive : Apport des bigraphes faut ainsi trouver une méthode d'apparier sinon de lier les éléments du jeu et ceux du modèle Car dans une situation, plusieurs événements peuvent appartre sans pour autant que l’on quitte celle-ci, nous pouvons aussi exprimer partiellement le problème posé en citant la question suivante : « que ce passe-t-il dans le jeu pendant que l'on reste dans une situation ? » A coté des problèmes présentés dans la section ci-dessus, les travaux réalisés dans le cadre du stage apportent de grandes perspectives afin de développer les compétences du L3I en matière de production d’un logiciel par dérivation de modèles, et afin d’outiller le L3I en le dotant d’un ensemble cohérent composé : • d’un éditeur de situations ; • d’un éditeur de règles ; • d’un outil d’édition de narration ; • d’un outil d’édition de scénarios ; • d’un outil d’expression de propriétés sur les scénarios et de vérification de ces propriétés ; • d’un outil d’aide création de narrations interactives Tous ces travaux pourront mener la capacité de conception d’applications interactives par transformation de modèles et la proposition d’un langage de description d’une narration et de la narration interactive basé sur XML dans l’avenir DANG Kim Dung, Option « Intelligence artificielle & multimédia », P13, IFI 57 Mémoire de fin d’études – Pilote pour la narration interactive : Apport des bigraphes REFFERENCES [1] A Prigent, R Champagnat, P Estraillier Chapitre : Exécution adaptative de trame narrative Intelligence artificielle et jeux [2] Aylett R Narrative in virtual environnements – towards emergent narrative 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