Wie Künstliche Intelligenz Star Wars Battlefront II weiterentwickelt hat

Wenn du schon länger spielst (oder einfach nur aufmerksam bist), ist dir vielleicht aufgefallen, dass die Implementierung nicht-menschlicher Spieler, die durch eine KI (künstliche Intelligenz) gesteuert werden, bei der Entwicklung von Star Wars™ Battlefront™ II im Laufe des Jahres eine wichtige Rolle gespielt hat.

Da wir dazu neigen, eher über konkretere Elemente wie neue Planeten, Helden, Verstärkungen usw. zu sprechen, wollten wir uns einen Augenblick Zeit nehmen, um die Arbeit unserer Codierer und Designer in diesem Bereich des Spiels zu würdigen.

Dies gewährt dir hoffentlich einen umfassenden Einblick in die Funktionsweise der KI und verdeutlicht, inwiefern sie unseren Designern die Schaffung unglaublicher Spielerlebnisse und spektakulärer Star Wars-Momente ermöglicht.

Die neue KI in Star Wars Battlefront II – Eine kurze Übersicht

Anfang 2019 haben wir einen großen Meilenstein erreicht, als Totale Vorherrschaft erschien und eine brandneue KI-Technologie vorstellte. Zum ersten Mal im Online-Multiplayer von Star Wars Battlefront II kämpften Spieler mit und gegen Bots (ein anderes Wort für KI-gesteuerte Einheiten).

Die KI machte den Kampf größer, indem sie die reine Anzahl der Truppler auf dem Schlachtfeld erhöhte. Zusätzlich brachte sie Spielern im gesamten Fähigkeitenspektrum viel Spaß, denn die Bots sind – im Vergleich zu erfahrenen Spielern – leichtere Gegner.

Seitdem spielt die KI im Rahmen des Kooperation-Updates eine Hauptrolle in nicht weniger als zwei neuen Spielmodi: Online-Koop und Sofort-Action offline. Das Entwicklerteam hat sich viel Mühe gegeben, damit die Spieler sich dank der KI an der Front wie Helden fühlen und ihre eigenen, überlebensgroßen Star Wars-Momente schaffen können – und um einfach Spaß zu haben, ohne den Druck menschlicher Konkurrenz.

Alles begann als Test-Tool

Das Projekt wurde im August 2017 von Jonas Gillberg, Sr. AI Engineer bei EA, gestartet und beinhaltete (wie oben erwähnt) die Erstellung einer brandneuen Technologie. Nur um das klarzustellen, die Initiative hat nichts mit den selbst lernenden Agents zu tun, wie SEED sie vorgestellt hat, oder mit der KI im Arcade-Modus von Star Wars Battlefront II.

Diese Tech wurde im Prinzip dafür geschaffen, dass Bots Spiele spielen, damit Menschen es nicht tun müssen. Aber warum?

Ursprünglich sollte das Projekt eine KI entwickeln, um große Multiplayer-Sitzungen im großen Stil automatisch testen zu können. Dafür wurde eine KI benötigt, deren Verhalten sich so nah wie möglich an menschlichen Spielern orientiert.

Die Technologie soll den Analysten der Qualitätssicherung – die Spiele regelmäßig analysieren und testen – und Inhaltserstellern (z. B. Spiel- und Level-Designer) durch visuelles Scripting umfassende Kontrolle über KI-Ziele geben. Setzt man die KI dann zu Testzwecken ein, ist keine direkte Interaktion mit dem Code mehr erforderlich.

Beispiele für derartige Ziele, die sich durch visuelles Scripting definieren lassen, sind bewegen, verteidigen, angreifen, interagieren, handeln, suchen und vernichten und folgen. Letztlich erzeugt das KI-Gehirn die richtigen "Tasten" – feuern, seitlich, gieren, nicken, springen und so weiter –, die bei jedem einzelnen Frame gedrückt werden können. Man muss sich das vorstellen wie ein Roboter, der das Spiel mit einem Controller in der Hand spielt und tatsächliche Tasten drückt – nur eben als gedankliches Konzept. Wird das Tool an die Spielengine angeschlossen, lässt es sich vielseitig in fast jedem Spiel verwenden.

Als Test-Tool hat es einen enormen Leistungsumfang. Es testet Spiel-Clients und -Server, füllt Testserver auf, nimmt vor dem Test Überprüfungen vor, unter anderem der Koop-Stabilität, testet Funktionen (wie das Fahren von Fahrzeugen), die Inhalte kommender Patches und mehr. Außerdem machen die Designer damit aktiv Tests "auf Biegen und Brechen" und feinjustieren Level. Wenn man zum Beispiel eine KI auf einer Multiplayer-Karte losschickt, findet sie Stellen, wo echte menschliche Spieler stecken bleiben können.

Obwohl als Test-Tool konzipiert, das menschliches Verhalten imitiert, verbarg sich darin noch jede Menge unbekanntes Potenzial. Und dann, als habe es das Schicksal so gewollt, trank Manuel Llanes, Design Director von Star Wars Battlefront II, einen Kaffee mit Luca Fazari, KI-Engineer bei EA, und fragte ihn, woran er gerade arbeite. Luca hatte gerade begonnen, mit dem neuen Test-Tool zu arbeiten, und demonstrierte, wozu die Bots in der Lage waren. Als Manuel sah, dass es serverseitig und verlässlich arbeitete und wirklich viel versprechend war, kam plötzlich eins zum anderen. Ein Prototyp wurde erstellt und dem gesamten Entwicklerteam präsentiert – alle waren sehr aufgeregt.

Kurz darauf übernahm Luca die Aufgabe, Kampfsystem, Navigation und Implementierungsverhalten aufzupolieren, damit daraus ein verwendbares Feature wurde – mit Hauptaugenmerk auf Star Wars Battlefront II.

Unter der Haube der neuen KI-Tech von Star Wars Battlefront II

Sobald du eine Partie Totale Vorherrschaft, Koop oder Sofort-Action startest, rechnen die KI-Bots sofort durch, was als Nächstes zu tun ist. Das geht dann über das gesamte Spiel so weiter, wobei die KI auf Basis der aktuellen Lage Handlungen priorisiert und auswählt.

Hier erzeugt die Logik fast so etwas wie Magie (falls wir ein wenig prahlen dürfen).

Die Entscheidungsfindung der KI erfolgt in Unterkategorien, die zusammenarbeiten:

• Zielerfassung und Vorhersage. Die von der KI gesteuerte Einheit nimmt eine Sichtfeldkontrolle in einer nach vorne ausgerichteten Kegelansicht vor. Das dabei nächststehende Ziel wird angegriffen. Ziele in Deckung oder nicht in direkter Sichtweite werden nicht angegriffen. Jeder Bot verfolgt Positionen und Zeitmarkierungen seines aktuellen Ziels.
  
  Anhand der letzten Positionen des gesichteten Ziels schätzt die KI ein, wo das Ziel sich in einigen Sekunden befinden wird, berechnet den Geschwindigkeitsvektor und multipliziert beides, um die künftige Position vorherzusehen. Dorthin zielt der Bot. Natürlich lässt sich die Präzision der KI konfigurieren und hängt davon ab, wie viel Zielrauschen der jeweiligen Waffe hinzugefügt wird.
  
  
• Waffen und Angriffsdistanzen. Die Kampfentscheidungen basieren auf der ausgerüsteten Waffe des Bots und deren Reichweite. Es gibt für jede Waffe eine optimale "Stehen bleiben und schießen"-Distanz, die kurz vor dem Punkt liegt, ab dem der Schaden des Projektils abzunehmen beginnt. Dort stellt die KI die Bewegung Richtung Ziel ein, denn 1) würde eine Annäherung nicht mehr Schaden verursachen und 2) würde es auch die KI zu einem leichteren Ziel machen. Jede Waffe hat außerdem einen Fließwert zwischen 0 und 1, der entscheidet, welchen Körperteil des Ziels der Bot anvisiert – 0 steht dabei für die Füße, 1 für den Kopf.
  
  Außerdem gibt es eine Grenze, bis zu der Ziele von der KI verfolgt werden – sie errechnet sich aus dem Ende des Schadensabfalls, multipliziert mit einer variablen Zahl. So wird festgelegt, ob das Ziel nah genug ist, um ihm zu folgen.
  
  
• Kampfmanöver und Übersicht. Da der Bot in Kegelform nach vorne blickt, besteht die Möglichkeit, sich hinter ihn zu schleichen! Sobald er aber beschossen wird, dreht er sich zu dem Spieler, der den Schaden verursacht hat, und macht ihn zum Prioritätsziel.
  
  Falls der Bot und der Spieler (oder ein anderes Ziel) einander gegenüber stehen, versucht der Bot, den Projektilen seines Ziels auszuweichen und gleichzeitig das Feuer zu erwidern. Der Bot bewegt sich nach links und rechts (und variiert zufällig bei jedem Richtungswechsel) sowie hin und wieder auch vor und zurück – alles innerhalb fester, konfigurierbarer Zeitbeschränkungen.
  
  Bei jedem Richtungswechsel hat der Bot zudem die Möglichkeit, zu springen oder eine Ausweichrolle zu machen. Diese sozusagen kontrollierte Unberechenbarkeit hilft dabei, ein Gefühl von menschlichem Verhalten zu vermitteln.

Das wäre das Wichtigste, aber es gibt noch mehr Logik, der die KI folgen muss, wie etwa:

• Gebietsverteidigung
• Abhocken und Patrouillieren beim Verteidigen eines Gebiets
• Realistisches Navigieren über die Karte durch eingeschränkt zufällige Zwischenpositionen zwischen Ausgangspunkt und Ziel
• Methoden, sich nach Steckenbleiben zu befreien (dabei muss die KI hektisch alle Tasten auf einmal drücken, um loszukommen – man muss sich das mal vorstellen!)
• Einsatzzielen folgen, den Spieler in Formation umkreisen und eine Position in der Nähe des verfolgten Spielers erreichen, um in der Umgebung zu patrouillieren und sie vor Gegnern zu beschützen.
  

Die Details des Heldenkampfsystems

Wir sind der Ansicht, dass es ziemlich aufregend ist, wenn du bei Sofort-Action oder Koop mitten in einem intensiven Feuergefecht steckst und dann plötzlich ein KI-Held auftaucht. Der eigentliche Kampf tritt in den Hintergrund, und du bist plötzlich in ein Duell mit dem gnadenlosen General Grievous oder dem Auserwählten persönlich verwickelt. In solchen Fällen kommt es für die Spieler zu ganz persönlichen, epischen Star Wars-Momenten.

Um dieses Eintauchen noch weiter zu verstärken, haben wir uns für den KI-Heldenkampf einiges ausgedacht. Die Helden-Bots sollen Erlebnisse aus den Star Wars-Filmen nachbilden, bei denen Blocks und das Studieren des Feindes einen wichtigen Teil der Auseinandersetzung ausmachen.

Wenn der KI-Held einen Feind auf eine bestimmte Distanz anvisiert hat, gibt es eine Auswahl von Wahrscheinlichkeiten, dass der Bot eine seiner einzigartigen Fähigkeiten einsetzt (charakterspezifische Angriffe, Buffs oder Macht-Fähigkeiten). Nähert sich das Ziel noch mehr, greift die echte Angriffs- und Abwehrlogik.

Falls die KI ein Held mit Lichtschwert ist und der andere Held ebenfalls ein Lichtschwert führt, gibt es ein Zeitfenster, in dem sie abwehrt, und eines, in dem sie angreift. Um den Helden-Bot unberechenbarer zu machen, variieren diese Zeitfenster zufällig zwischen konfigurierbaren Minimal- und Maximalwerten – die bei jedem Richtungswechsel neu und anders gewählt werden. Dieselbe Logik kommt beim Sprint-Ausweichmanöver des Helden zum Einsatz.

Im Oktober wurden die KI-Helden aktualisiert und noch aggressiver gemacht. Außerdem wurde ein neues Verhalten eingeführt, das ausgelöst wird, wenn das Ziel der KI einen Blaster statt eines Lichtschwerts hat. In diesem Fall reflektiert der KI-Held über einen bestimmten, aber variablen Zeitraum den Blaster-Beschuss auf den schießenden Feind zurück. Danach greift der Helden-Bot den Gegner so schnell wie möglich an.

Wir haben herausgefunden, dass dieser letzte Teil ebenso furchteinflößend wie aufregend ist!

Wie nutzen die Designer die neue KI für unverwechselbare Star Wars-Momente?

Es gibt zwei Ebenen in der neuen KI-Tech von Star Wars Battlefront II – die taktische und die strategische. Das oben Beschriebene fällt unter die taktische Ebene und ist in Code gegossene, spontane Entscheidungsfindung.

Dazu gehört aber auch der strategische Aspekt, und der hat den Spieldesignern viel Kopfzerbrechen bereitet. Er legt fest, wie die Bots, von den Programmierern mit taktischem Wissen gefüttert, in einem spezifischen Spielmodus vorgehen. Bei Star Wars Battlefront II kümmert sich Viktor Lundberg, Sr. Technical Designer, um die Implementierung der Spielmodi Koop und Sofort-Action, und Martin Kopparhed, Sr. Game Designer, bringt den Bots bei, die Modi strategisch sinnvoll zu spielen.

Sehen wir uns Koop als Beispiel an. Dafür müssen die Regeln festgelegt werden, welchen Kommandoposten die KI angreift und wann, wie viele Bots zur Verteidigung eines Kommandopostens losgeschickt werden, der von menschlichen Spielern angegriffen wird, wann und wie sich verteidigende Bots nach dem Verlust eines Sektors zurückziehen sollen, und mehr.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein sogenanntes "Navigationsnetz" zu erstellen, ein unsichtbares Gitter auf der Karte selbst, um der KI die Navigation durch die Umwelt zu erleichtern. Dieses Netz soll verhindern, dass die KI von einer Klippe springt oder versucht, durch geschlossene Türen zu gehen.

Zur Arbeit des Designers gehört auch das Spawnen der Gegnerwellen mit intensiven Höhepunkten und Verschnaufpausen. Deshalb gibt es manchmal unfassbar hektische Momente, in denen Blaster-Feuer die Luft durchschneidet, als wären wir mitten in den Klonkriegen, und dann wieder herrscht fast so etwas wie Ruhe, man atmet durch und formiert sich neu.

Ein ähnliches System ist auch bei den KI-Helden im Einsatz und legt fest, wann und wie oft sie spawnen, um die Herausforderung zu verschärfen – fast so wie bei einem Miniboss!

Nimmt man jetzt die taktischen und strategischen Ebenen der KI, paart sie mit authentischen Bildern und Sound, einzigartigen Charakteren, Schauplätzen plus all den anderen Facetten, die unser Spiel ausmachen, dann sind alle Zutaten im Einsatz, die nötig sind, um eigene, überlebensgroße Star Wars-Momente zu schaffen.

Genau wie das Spiel als Ganzes, wird auch unsere KI-Tech ständig weiterentwickelt. Bleibe auf dem Laufenden, indem du diese Seite, die sozialen Kanäle von EA Star Wars und die Foren im Auge behältst.

Falls dein Wissensdurst, wie Star Wars Battlefront II gemacht wird, immer noch nicht gestillt hast, haben wir noch ein paar weitere Artikel für dich:

Die Animation von Anakin Skywalker
Das Konzeptdesign von Star Wars Battlefront II
Lebendige Welt und Entfernte Schlachten
Die Entstehung von Geonosis
Wie entsteht ein Held?
Die Entwicklung von Ewok-Jagd

– Daniel Steinholtz (folge Daniel auf Twitter @dsteinholtz)

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