Evolutionary-based procedural content generation for First Person Shooters in Unity.

Level Design plays a fundamental role in the development of a video game and is one of the components that most influences its final quality. However, there is currently a lack of discipline for this task, and often level design is seen more as an art to be entrusted to experience and common sense, without a more accurate scientific investigation. In recent years, the academic world has begun to take its first timid steps towards studying this field, but there is still a lack of common vocabularies and standard techniques and tools to evaluate and test theories, especially in the context of first-person shooters. An attempt to introduce an open-source tool that would address this problem was made by Ballabio, who introduced a modern open-source framework in Unity that represents a skeleton of an FPS. However, this framework has a serious flaw in the lack of bots that allow the simulation of various matches and the subsequent extraction of observed gameplay dynamics. In our work, we wanted to overcome this limitation by designing and developing a relatively simple and flexible bot system, in order to be able exploit the capabilities of procedural content generation with search algorithms, already tested in various other studies, using the framework. After having introduced bots, we wanted to test a novel approach to map representation based on graphs, comparing the results obtained from various genetic evolutions using this representation with another more well-known and widespread representation.

Il Level Design è un aspetto fondamentale nello sviluppo di un videogioco e rappresenta una delle componenti che maggiormente influenzano la qualità finale del prodotto. Tuttavia, attualmente non esiste una disciplina consolidata per tale attività e spesso il level design viene considerato come un'arte da affidare all'esperienza e al buon senso, senza che venga applicato un approccio scientifico più rigoroso. Negli ultimi anni, il mondo accademico ha iniziato a esplorare questa area di ricerca, ma ancora mancano vocabolari comuni, tecniche e strumenti standard per valutare le teorie e testarle, soprattutto nel contesto degli sparatutto in prima persona. Un tentativo di ovviare a questa mancanza è stato fatto da Ballabio, che ha introdotto un moderno framework open-source in Unity che rappresenta uno scheletro di un FPS. Tuttavia, il framework presenta una grave carenza nella mancanza di bot per la simulazione di partite e l'estrazione delle dinamiche di gioco osservate. Nel nostro lavoro, abbiamo voluto colmare questa lacuna progettando e sviluppando un sistema di bot relativamente semplice e flessibile, in modo da poter sfruttare le capacità della generazione procedurale di contenuti con algoritmi di ricerca, già testati in altre ricerche, direttamente usando il framework. Una volta introdotto i bot, abbiamo infine voluto testare un innovativo approccio alla rappresentazione di mappe basato sui grafi, confrontando i risultati ottenuti dalle evoluzioni genetiche che utilizzano tale rappresentazione con quelli di una rappresentazione più diffusa e conosciuta.