Localização de caminhos com vários caminhos aleatórios em um jogo de Tower Defense

Pensei em encontrar caminhos aleatórios para o meu jogo de Tower Defense. A * não funcionaria para meus propósitos, porque eu especificamente preciso de uma busca aleatória de caminhos.

Imagine um mapa com rotas, um ponto de partida e um destino. Eu tenho várias rotas, que levam do ponto de partida ao destino, de uma maneira ou de outra. Pode ficar assim:

Caminho de dois ramos em forma de quadrado

Descrição da cor: vermelho - ponto de partida; preto - destino; cinza - rota; espaço em branco livre
(os números são usados no texto como referência a alguns blocos)

Primeiro pensei em apenas calcular o próximo waypoint aleatoriamente, quando uma entidade passa um ladrilho. Mas isso não funcionaria. Quando uma entidade passa o bloco 1, ela pode subir ou descer. Quando se trata de 2, pode descer / subir (em relação à posição) ou para a direita.
Se ele vai para cima / baixo ele iria para a telha 1, o que significa que ele vai para trás. Ruim...

Eu realmente gostaria de torná-lo dinâmico , mas não consigo descobrir o que posso fazer agora. Alguém com idéias ou experiência nisso?

— Marco
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Na maioria dos jogos de defesa de torre, eu sei que as coisas rastejam no caminho mais curto até a saída e bloqueiam quaisquer movimentos que invalidariam a saída ... A parte mais difícil aqui seria certificar-se de recalcular os caminhos quando o jogador alterar os layouts da torre

— James

@ James: Você quer dizer o caminho mais curto, que é A *, ou você quer rastejar pelos waypoints para obter instruções válidas para cada peça. Também não preciso recalcular o caminho, pois meus caminhos estão resolvidos e o jogador não pode colocar torres lá. Mas, em geral, você está certo.

— Marco

Respostas:

Em vez de ter todos os quadrados adjacentes possíveis nos próximos waypoints, inclua apenas quadrados que não retornem ao início e escolha aleatoriamente aqueles. Se você fez isso, seria impossível voltar atrás, porque voltar não é uma opção.

Este é um problema de gráfico direcionado com cada waypoint como um vértice e cada caminho como uma aresta. Você só precisa limitar o número de ciclos, talvez removendo-os completamente.

— Chewy Gumball
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Esse foi o meu segundo pensamento. Eu tenho que pensar sobre a implementação da coisa "o caminho leva de volta agora". Limitar o número de blocos a serem passados não seria dinâmico e flexível.

— 21311 Marco

Você pode resolver isso criando um gráfico direcionado e acompanhando os blocos visitados / não visitados. Depois, certifique-se de pesquisar apenas blocos não visitados. Isso deve criar um gráfico que representa seus caminhos. Agora, se você acertar um bloco em que uma nota tem várias arestas de saída (no gráfico que foi construído anteriormente), basta escolher um aleatoriamente.

— bummzack

Eu pretendia escrever "nó" e não "nota" no meu comentário anterior. Desculpa.

— bummzack

@bummzack: Não, isso não funcionaria. Imagine um mapa com 3 caminhos. Se eu procurar nós não visitados, também poderia simplesmente ir para o início. Penso em implementar um algoritmo que rasteja pelo mapa e escolhe aleatoriamente entre as direções. Quando percebe que volta ao começo, essa parte é inutilizável. Eu poderia fazer isso com um contador. Quando a distância até o início diminui, ela volta. Isso seria analisado uma vez na criação do mapa no processo de desenvolvimento, para que não haja problemas de desempenho.

— Marco

@Marco Por que isso não funcionaria? Se você implementar uma primeira pesquisa abrangente a partir do nó inicial, não visitará os nós anteriores novamente. Você nunca voltará ao começo, porque é como uma inundação.

— bummzack

Você diz aleatoriamente, mas quanta aleatoriedade você quer? Tudo bem se os inimigos escolherem um caminho 10 vezes maior que o menor? Tudo bem se os inimigos entrarem em um beco sem saída e tiverem que voltar atrás? Ou seja, aleatório sobre o conjunto de caminhos e com qual distribuição de probabilidade?

Supondo que você queira que os inimigos prefiram caminhos curtos, você pode usar A *, mas varia aleatoriamente os pesos das arestas alimentadas a ele. Então, os inimigos sempre escolhem um caminho aleatório que visita cada nó no máximo uma vez, com um viés em direção a caminhos mais curtos. Em particular, se sem randomização houvesse vários caminhos do mesmo comprimento, cada um desses caminhos seria escolhido com igual probabilidade.

Como alternativa, em A *, você pode iterar os vizinhos em ordem aleatória. Em seu exemplo, quando a localização do caminho atinge o nó 1, ele enfileira aleatoriamente primeiro o vizinho superior, causando o primeiro ou o menor caminho considerado. Essa solução faria com que os inimigos escolhessem aleatoriamente todos os caminhos mais curtos. No seu exemplo simples, os dois caminhos mais curtos seriam igualmente prováveis, mas em uma situação como:

start -+--------+
       |        |
       +--------+
       |        |
       +--------+- end

o caminho superior seria escolhido com probabilidade 1/2, enquanto o caminho inferior seria escolhido com probabilidade 1/4 cada.

— Meriton
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Não sei o que exatamente o OP significa por "busca aleatória de caminhos", mas sua solução para escolher aleatoriamente entre todos os caminhos mais curtos é o que eu suponho que ele quis dizer, e seu "alternativamente etc" é uma ótima solução para esse problema.

— Jhocking

Apenas uma prova de conceito:

Escolha uma direção aleatória.
Se isso nos levar a algum lugar que já estivemos, escolha outra direção.
Se ficarmos sem instruções, volte para o último quadrado com uma direção inexplorada.

— orlp
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