Social navigation in Unity 3D

Abstract

Virtual environments such as those experienced in games are increasingly more common. Often these environments are populated by virtual characters that serve various purposes. In almost all instances they bring the environment to life, giving the user a deeper experience. These characters spend a lot of time moving around, either to achieve some goals or to simply give the environment an authentic feel of an active crowd. To maintain the illusion of life, how a character navigates an environment, full of static and dynamic obstacles, needs to reflect human intelligence or at least meet people's expectations of human-like behavior. With many different navigation techniques available this project focused on implementing one that produces socially believable behavior. The chosen approach, a velocity-based method, aims to have characters make small adjustments long in advance before colliding with obstacles. This method was implemented within the Unity 3D game engine and extended to support more dynamic testing and use. The method was furthermore integrated into CADIA's existing social simulation platform. Several social scenarios were used to stress test the implementation, resulting in a thorough review of strengths and weaknesses, compared to Unity's own default navigation system. The results demonstrate the superiority of the method in several important scenarios but also point out an important weakness that emerges in very dense crowds.

Sýndarumhverfi eins og þau sem eru í tölvuleikjum verða sífellt algengari. Oft eru þessi umhverfi mönnuð af sýndarpersónum sem þjóna mismunandi tilgangi. Í það minnsta lífga þær uppá umhverfið, sem gefur notandanum dýpri upplifun. Þessar persónur eyða miklum tíma í að hreyfa sig, ýmist til að ná einhverjum markmiðum eða einfaldlega til þess að veita notandanum þá upplifun að umhverfið sé fjölmennt. Til að viðhalda blekkingunni þarf flakk persóna um flókið umhverfi að endurspegla greind eða í það minnsta að vera í samræmi við væntingar fólk til mannlegrar hegðunar. Þar sem margar mismunandi aðferðir til flakks eru í boði, var áherslan í þessu verkefni að útfæra aðferð sem styður sérstaklega félagslega hegðun. Valda aðferðin, sem byggir á hraða vigrum, leitast við að láta persónur gera litlar breytingar löngu áður en að árekstri kemur. Þessi aðferð var útfærð í Unity 3D leikjavélinni og endurbætt til að styðja breytilegar prófanir og notkun. Aðferðin var jafnframt aðlöguð almennu kerfi til félagslegrar hermunar sem verið er að þróa hjá Gervigreindarsetri HR. Nokkrar félagslegar aðstæður voru notaðar til að prófa útfærsluna og í þeim prófunum komu fram ákveðnir styrkleikar og veikleikar aðferðarinnar í samanburði við sjálfgefna flakkkerfið í Unity. Niðurstöðurnar sýna fram á yfirburði útfærslunar í nokkrum mikilvægum tilfellum en benda einnig á mikilvæga veikleika sem koma fram þegar svigrúmið er lítið í miklum mannfjölda.