Demo vypthon : systeme à agents avec les fourmis
Description
Voici un code qui vous montre la puissance de VPYTHON pour l'animation 3d en Python. Cette démo met en ?uvre un système à agents simples, qui peut servir de base à vos créations plus complexes, en IAD par exemple (intelligence artificielle distribuée ).
On peut facilement ajouter de l'interactivité, et ajouter des techniques de jeux videos classiques pour optimiser le calcul des collisions : en effet, il existe par exemple les QuadTree qui divisent l'espace récursivement de façon à faire le calcul de collision entre fourmis (ou avec les ressources ) qu'avec l'environnement proche.
Source / Exemple :
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: ISO-8859-15 -*-
#UTILISER LES trois boutons de la souris pour zoomer, rotation, ...
#~ NB: array((Y,Z,X))
from visual import *
#décors
from random import Random
class Position:
def __init__(self,x,y,z):
self.theArray= array([y,z,x])
self.x = self.theArray[2]
self.z = self.theArray[0]
self.y = self.theArray [1]
class Environnement:
def __init__(self,tailleMonde=20):
self.longueurMonde = tailleMonde
self.limitesMonde = Position(self.longueurMonde,self.longueurMonde,self.longueurMonde)
self.theScene = scene #VPYTHON ENTRY
self.theRate = rate #VPYTHON ENTRY
self.theRateValue = 100
self.sourceRandom = Random()
self.listeAnimal = []
self.listeRessources = []
self.nbIteration = 0
self.nbIterationMax = 2000000
self.g = 9.8
self.dt = 0.1
self.initScene()
self.createDecors()
def initScene(self):
self.theScene.x =0
self.theScene.y =0
self.theScene.forward = array((0.00001,-10,0))
self.theScene.scale =(0.1,0.1,0.1)
self.theScene.title = "Fourmis!"
self.theScene.fullscreen = 1
def createDecors(self):
hauteurCone = 1
for numcone in range(1,self.longueurMonde* 15):
if(self.sourceRandom.choice([-1,1]) == 1):
coneTemp= sphere(pos=(self.longueurMonde *self.sourceRandom.random()*self.sourceRandom.choice([-1,1]),
0,
self.longueurMonde*self.sourceRandom.random()*self.sourceRandom.choice([-1,1])),
radius = 0.25,
color = [0.5*self.sourceRandom.random() ,0.1,0.5])
else:
coneTemp = cone(pos=(self.longueurMonde *self.sourceRandom.random()*self.sourceRandom.choice([-1,1]),
0,
self.longueurMonde*self.sourceRandom.random()*self.sourceRandom.choice([-1,1])),
axis = (0,hauteurCone*self.sourceRandom.random()+0.5,0),
radius = 0.5,
color = [0.5*self.sourceRandom.random() ,0.1,0.5*self.sourceRandom.random()])
self.listeRessources.append(coneTemp)
coneTemp.velocity = vector(0,0,0)
coneReference = cone(pos=(0,0,0), axis=(0,3,0), radius=0.5, color=color.red)
self.drawEarth ()
theGround = box(pos=(0,0,0),
length = 2*self.longueurMonde,
height=0.01,
width = 2* self.longueurMonde,
color =[1.0,1.0,0.2])
def drawEarth(self):
#CONVEX
from random import uniform
L = []
c = convex(color=(0,0,0.5))
for i in range(100):
L.append(vector(0,1) + norm((uniform(-1,1),uniform(-1,1),uniform(-1,1))))
c.pos = L
L = []
d = convex(color=(0,0.5,0.5))
for i in range(100):
L.append(vector(0,1) + norm((uniform(-1,1),uniform(-1,1),uniform(-1,1))))
d.pos = L
L = []
e = convex(color=(0.5,0,0.5))
for i in range(100):
L.append(vector(0,1) + norm((uniform(-1,1),uniform(-1,1),uniform(-1,1))))
e.pos = L
def addAnimals(self,TypeOfAnimal,number):
#creation des fourmis
for numeroAnimal in range(0,number):
position= (self.longueurMonde*self.sourceRandom.random()*self.sourceRandom.choice([-1,1]),
0.5,
self.longueurMonde*self.sourceRandom.random()*self.sourceRandom.choice([-1,1]))
animalTemp = TypeOfAnimal(position)
self.listeAnimal.append(animalTemp)
def addDefaultAnimals(self):
pass
def goWorld(self):
self.theRate(self.theRateValue)
while self.nbIteration < self.nbIterationMax:
self.nbIteration += 1
#Pour chaque fourmi, deplacer la fourmi
#si une fourmi rencontre un grain de sable, elle le déplace en hauteur et
#~ du mouvement qu'elle a réalisé pour le heurter
for currentAnimal in self.listeAnimal:
currentAnimal.move(self)
class Fourmi:
ID=0
sourceRandom = Random()
def __init__(self,position):
#CREATION DE LA FOURMI
self.forme = frame(name ="fourmi"+str(Fourmi.ID))
Fourmi.ID+=1
self.seuilCapteur = 0.05
self.facteurDepl = 0.05
self.pasDeplacement = 1*Fourmi.sourceRandom.random()+0.1
self.deplacememtPrivilegie = array((self.pasDeplacement*Fourmi.sourceRandom.random()*Fourmi.sourceRandom.choice([-1,1]),
0,
self.pasDeplacement*Fourmi.sourceRandom.random()*Fourmi.sourceRandom.choice([-1,1])))
#MOUVEMENT DE LA FOURMI
self.forme.pos = position
self.forme.color = (Fourmi.sourceRandom.random(),Fourmi.sourceRandom.random(),Fourmi.sourceRandom.random())
self.trajectoireFourmi = curve(radius = 0 ,color = self.forme.color)
#corps
sphere(frame = self.forme, pos=(1,0,0), radius=0.28, color=color.white)
sphere(frame = self.forme, pos=(0.25,0,0), radius=0.25, color=self.forme.color)
sphere(frame = self.forme, pos=(0.60,0), radius=0.20, color=color.white)
#yeux
sphere(frame = self.forme, pos=(0,0.1,-0.15), radius=0.05, color=color.red)
sphere(frame = self.forme, pos=(0,0.1,0.15), radius=0.05, color=color.red)
#pattes
oscillationPatte = 0.25
leg1 = cylinder(frame = self.forme , pos = (0.4,0,0.15), radius = 0.01,
axis = (-oscillationPatte,-0.5,0), color = color.blue)
leg2 = cylinder(frame = self.forme , pos = (0.4,0,-0.15), radius = 0.01,
axis = (oscillationPatte,-0.5,0), color = color.blue)
leg3 = cylinder(frame = self.forme , pos = (1,0,0.15), radius = 0.01,
axis = (-oscillationPatte,-0.5,0), color = color.blue)
leg4 = cylinder(frame = self.forme , pos = (1,0,-0.15), radius = 0.01,
axis = (oscillationPatte,-0.5,0), color = color.blue)
leg5 = cylinder(frame = self.forme , pos = (0.6,0,0.15), radius = 0.01,
axis = (-oscillationPatte,-0.5,0), color = color.blue)
leg6 = cylinder(frame = self.forme, pos = (0.6,0,-0.15), radius = 0.01,
axis = (oscillationPatte,-0.5,0), color = color.blue)
#faire bouger les pattes
def changeDirection(self):
#faire bouger les pattes
self.pasDeplacement = 0.5*Fourmi.sourceRandom.random()+0.01
self.deplacememtPrivilegie = array((self.pasDeplacement*Fourmi.sourceRandom.random()*Fourmi.sourceRandom.choice([-1,1]),
0,
self.pasDeplacement*Fourmi.sourceRandom.random()*Fourmi.sourceRandom.choice([-1,1])))
self.forme.axis = - (self.deplacememtPrivilegie)
self.moveLegs()
def estHorsLimites(self,limitMonde):
reponse = 0
formeFourmi = self.forme
if (formeFourmi.x >0):
if(formeFourmi.x + self.seuilCapteur >limitMonde.x ):
reponse =1
formeFourmi.x = limitMonde.x
if (formeFourmi.x <0):
if(formeFourmi.x - self.seuilCapteur < -limitMonde.x ):
reponse =1
formeFourmi.x = -limitMonde.x
if (formeFourmi.z >0): #Z est Y
if(formeFourmi.z + self.seuilCapteur >limitMonde.z ):
formeFourmi.z = limitMonde.z
reponse =1
if (formeFourmi.z <0):
if(formeFourmi.z - self.seuilCapteur < -limitMonde.z):
formeFourmi.z = -limitMonde.z
reponse =1
return reponse
def estdans(self, forme1):
reponse =0
formeFourmi = self.forme
from math import fabs
formeFourmi = self.forme
if ((formeFourmi.x - forme1.x)*(formeFourmi.x - forme1.x) + \
(formeFourmi.y - forme1.y)*(formeFourmi.y - forme1.y) +\
(formeFourmi.z - forme1.z)*(formeFourmi.z - forme1.z) < 4):
reponse =1
return reponse
def moveLegs(self):
"""faire bouger les pattes"""
def flip(aForme):
aForme.axis [0] = - aForme.axis[0]
aForme.radius = aForme.radius
for patte in self.forme.objects:
flip(patte)
def move(self,world):
depl = array((Fourmi.sourceRandom.random()*Fourmi.sourceRandom.choice([-1,1])*self.facteurDepl,
0,
Fourmi.sourceRandom.random()*Fourmi.sourceRandom.choice([-1,1])*self.facteurDepl
))
self.forme.pos = self.forme.pos + self.deplacememtPrivilegie + depl
#positionnement orientation fourmi
self.forme.axis = - (depl + self.deplacememtPrivilegie)
self.moveLegs()
if(self.estHorsLimites(world.limitesMonde)):
#modifier deplacement priviligié
self.changeDirection()
else:
#gestion des chocs avec autres fourmis
for otherAnimal in world.listeAnimal:
if(otherAnimal != self):
if(self.estdans(otherAnimal.forme)):
self.changeDirection()
def main():
env = Environnement(tailleMonde = 15)
antsNumber = 15
env.addAnimals(Fourmi,antsNumber)
env.goWorld()
main()
Conclusion :
On peut facilement ajouter de l'interactivité, et ajouter des techniques de jeux videos classiques pour optimiser le calcul des collisions : en effet, il existe par exemple les QuadTree qui divisent l'espace récursivement de façon à faire le calcul de collision entre fourmis (ou avec les ressources ) qu'avec l'environnement proche.
Codes Sources
A voir également
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