Intelligent Agent untuk Gameplay pada Permainan Real Time Strategy Menggunakan Hierarchical Finite State Machine

Transkripsi

1 1 Intelligent Agent untuk Gameplay pada Real Time Strategy Menggunakan Hierarchical Finite State Machine Abdillah Amiruddin, Mochamad Hariadi, dan Christyowidiasmoro Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya abdillahamir09[at]yahoo.com, mochar[at]gmail.com, christyowidiasmoro[at]gmail.com Abstrak Lume Wars adalah permainan bertipe Multiplayer Online Real Time Strategy (MORTS), permainan ini merupakan gabungan penelitian yang sedang dikerjakan oleh 6 orang mahasiswa Teknik Elektro ITS. ini berfokus pada pengaturan sebuah karakter hero dan sebuah unit pasukan dalam sebuah perang dengan tujuan akhir untuk menghancurkan markas lawan. ini memiliki elemen seperti karakter dan status yang macam dan jumlahnya berbeda dengan permainan lainnya, sehingga akan berpengaruh pada gameplay yang digunakan. Gameplay permainan RTS tradisional kurang mendukung perkembangan pemain karena permainan dapat menjadi terlalu sulit atau terlalu mudah. Selain itu gameplay yang sudah ada tidak dapat langsung diterapkan pada permainan ini. Untuk menghasilkan sebuah gameplay yang sesuai dengan permainan ini perlu dibuat sebuah intelligent agent untuk mengatur gameplay. Penelitian ini menggunakan Hierarchical Finite State Machine (HFSM) untuk membuat intelligent agent untuk gameplay permainan Lume Wars. HFSM merupakan pengembangan dari FSM, dimana setiap kondisi permainan akan memiliki FSM yang saling berkaitan satu dengan lainnya, sehingga diharapkan akan membuat skenario permainan berjalan dengan baik. Berdasarkan hasil pengujian didapatkan bahwa 71% responden survey menyatakan permainan ini sudah cukup baik, serta 68% responden menyatakan sistem gameplay yang diterapkan sudah cukup baik. Selain itu didapatkan pula bahwa kestabilan permainan ini pada device android masih kurang baik serta menggunakan terlalu banyak memori dan beban CPU, sehingga perlu dilakukan penelitian selanjutnya. berpengaruh pada gameplay. Gameplay dapat dikatakan sebagai cara pemain melakukan interaksi dengan permainan, gameplay bekerja dengan memberikan sebuah respon terhadap tindakan pemain. Gameplay merupakan hal yang sangat penting, karena pengaruhnya pada interaksi dalam pemain akan menentukan apakah permainan ini menyenangkan untuk dimainkan atau tidak. Menyenangkan disini mengarah pada permainan yang seimbang, sehingga tidak terlalu mudah namun juga tidak terlalu sulit untuk dikalahkan. Untuk menghasilkan sebuah gameplay yang menarik dibutuhkanlah sebuah intelligent agent yang baik. Intelligent agent adalah sebuah sistem komputasi yang mampu mengambil keputusan dan bergerak secara otomatis berdasarkan kondisi lingkungan. Dalam gameplay, agent-lah yang akan menentukan respon yang diberikan oleh permainan terhadap pemain. A. Tahap Rancangan Sistem II. URAIAN PENELITIAN Lume Wars merupakan penelitian yang dikerjakan oleh lima orang mahasiswa jurusan Teknik Elektro ITS. Oleh karenanya, hal pertama yang dilakukan adalah membuat desain sistem permainan yang dibagi kedalam 5 bagian. Kata Kunci Lume Wars, Gameplay, Real Time Strategy. L I. PENDAHULUAN UME WARS merupakan sebuah permainan bertipe Multiplayer Online RTS (MORTS), permainan ini merupakan gabungan penelitian yang sedang dikerjakan oleh 6 orang mahasiswa Teknik Elektro ITS. ini berfokus pada pengaturan sebuah karakter hero dan sebuah unit pasukan dalam sebuah perang dengan tujuan akhir untuk menghancurkan markas lawan. Dalam permainan ini terdapat beberapa komponen utama, yakni pengaturan karakter hero, unit pasukan, gameplay, serta jaringan online. Adapun dalam tugas akhir ini akan dilakukan penelitian dari sisi gameplay saja. Lume Wars ini nantinya akan memiliki beberapa elemen, antara lain adalah macam karakter, pasukan, dan status. Elemen ini berbeda dengan permainan lainnya dari sisi macam, maupun jumlah, sehingga perbedaan ini akan Gambar 1. Desain perancangan sistem permainan Lume Wars. Penelitian ini akan berfokus pada desain gameplay dimana terdapat tiga tahap pengerjaan yang dilakukan, yaitu tahap desain gameplay, penggabungan komponen, dan implementasi aplikasi. B. Perancangan HFSM Gameplay Bagian ini akan menerangkan tentang desain HFSM gameplay permainan Lume Wars. HFSM ini terdiri dari FSM utama yang beberapa state-nya memiliki FSM lagi didalamnya. HFSM gameplay ini dapat dilihat pada gambar 1 sampai 7.

2 2 [0] FSM Utama [2] FSM pakai spell Siap bermain Bermain selesai Cooldown spell = 0 Casting spell HP = 0 Idle Bermain Casting selesai Mati Selesai beli barang Beli Barang Butuh barang Lihat Progres Efek spell keluar HP = 0 Cooldown spell = 0 Selesai lihat progress Gambar 2. FSM utama permainan Lume Wars [1] FSM bermain Gambar 6. FSM pada state pakai spell [1] FSM Beli Barang Butuh item Pakai spell Cooldown spell > 0 Level-up Exp >= 0 Exp = EN Pemain mati Menunggu respawn respawn Beli Spell Butuh spell idle Beli Item Cooldon spell = 0 = 0 Selesai HP < 75% HP > 75% Bertarung Building pemain diserang Bertemu musuh Bertahan Building pemain hancur Building musuh hancur Gambar 3. FSM pada state Bermain [2] FSM Pakai Item Building pemain diserang Cari jauh = 0 Bermain Gambar 7. FSM pada state beli barang [2] FSM Beli Item Beli item bread 1000< Gold <2000 idle Gold > 2000 Beli item meat Tidak punya item Meat Gold < 1000 Meat HP recovered Beli item ayam HP <= 25% Tidak punya item Bread HP bertambah Bertarung HP <= 75% HP <= 50% HP bertambah Chicken Gambar 8. FSM pada state beli item [2] FSM Beli Spell Butuh spell baru Bread Tidak punya item Chicken Beli spell Idle Gambar 4. FSM pada state pakai item Butuh ganti spell [2] FSM Bertarung mati & Lv <6 3 < Lv < 6 Pilih selesai = Hero Serang Hero Pilih spell Cari musuh musuh tidak ditemukan Mendekati Markas musuh Lokasi musuh ditemukan mati Mendekati musuh Lv >6 Lokasi musuh ditemukan =Troop & Lv <3 Gambar 5. FSM pada state Bertarung Selesai Serang Troop Diserang Hero musuh Diserang Troop > 5 Markas musuh HP =0 Serang Building mati & Lv >6 Gambar 9. FSM pada state beli spell C. Tahap Komponen Gameplay Character Basic Status Damage Calculation Lume Wars Gameplay View System Buying System Gambar 10. Desain komponen gameplay permainan Lume Wars Achievement System

3 3 Penelitian ini hanya akan mencakup gameplay yang komponennya dibagi menjadi lima sistem utama yang dapat dilihat pada gambar 5. 1) Character Basic Status Merupakan data statistik yang berisi informasi kemampuan suatu karakter dalam permainan. Lume Wars memiliki dua karakter, yaitu karakter Hero dan karakter Troops. Untuk karakter Hero memiliki data statistik yang dapat dilihat pada tabel 1. Sedangkan untuk karakter Troops dapat dilihat pada tabel 2. Tabel 1 Hero Basic Stat. Lv HP AD AS TD SC MS EG EN RT Tabel 2 Troop Basic Stat. Lv HP AD AS TD MS EG RT Parameter yang digunakan adalah sebagai berikut : a. Lv = Level Merupakan nilai dasar untuk mengukur perkembangan karakter. Kenaikan nilai ini dipengaruhi oleh EN. b. HP = Health Point Merupakan parameter yang mengukur banyak damage yang dapat diterima sebelum karakter tersebut mati. HP dihitung menggunakan fungsi sebagai berikut : CurrentLevel PeakLevel HP Max. HP * Max. Level PeakLevel Dimana : Max.HP = Nilai maksimum HP yang diinginkan. CurrentLevel = Level saat menghitung HP. MaxLevel = Level tertinggi yang dapat dicapai. PeakLevel = Level yang menjadi titik perubahan. c. AD = Attack Damage Merupakan parameter yang mengukur banyak damage yang diberikan ketika melakukan serangan. d. AS = Attack Speed Merupakan parameter yang mengukur kecepatan dalam melakukan serangan e. TD = Total Damage/sec Merupakan jumlah total damage yang diberikan dalam satu detik serangan. TD dihitung menggunakan fungsi sebagai berikut : TD AD* AS f. SC = Spell Cooldown Merupakan parameter yang menentukan seberapa cepat karakter dapat menggunakan serangan sihir. g. MS = Movement Speed Merupakan parameter yang menentukan kecepatan gerak karakter. nilai dari MS konstan pada setiap level. h. EG = Experience Given Merupakan parameter yang menentukan berapa banyak experience yang diberikan jika karakter ini mati. i. EN = Experience Needed Merupakan parameter yang menentukan berapa banyak poin experience yang dibutuhkan untuk naik ke level berikutnya. EN dihitung menggunakan fungsi berikut: EN EN ( Level *5) nextlevel levelbefore now j. RT = Respawn Time Merupakan parameter yang menentukan lama waktu untuk hidup kembali (respawn) setelah mati. 2) Damage Calculation Setiap karakter Hero memiliki elemen tertentu yang akan menentukan kekuatan dan kelemahan karakter. Elemen tersebut yaitu : a. Elemen Fire pada karakter ras Maya b. Elemen Water pada karakter ras Atlantis c. Elemen Nature pada karakter ras Arian d. Elemen Light pada karakter ras Outer e. Elemen Dark pada karakter ras Borneo Gambar 11. Diagram hubungan antar elemen. Sehingga nilai damage serangan akan berlaku berdasarkan fungsi berikut : DI TD EV Dimana : DI = Damage Inflicted, damage yang diberikan. TD = Total Damage, total damage serangan. EV = Elemental Value, bernilai 10%TD jika elemen berkaitan langsung atau bernilai 0 jika elemen tidak berkaitan langsung 3) View System ini menggunakan model view Window sebesar 1280x800 pixel. Terdapat empat fitur untuk memudahkan navigasi dalam permainan ini, yaitu : a. Slide/Swipe Window Adalah fitur yang memungkinkan pemain untuk menggeser peta secara bebas sehingga dapat melihat keseluruhan daerah permainan. b. Character Centered View Adalah fitur yang membuat view secara otomatis berpindah kepada karakter Hero yang sedang dimainkan dengan menekan tombol tertentu.

4 4 c. Heads Up Display (HUD). Adalah fitur yang dapat menampilkan semua informasi dan Menu yang dibutuhkan dalam permainan pada View Window yang posisinya tidak akan berubah. d. Disabled Powersave Adalah fitur yang membuat layar pada device android tidak akan mati atau sleep secara otomatis selama permainan berlangsung. 4) Achivement System Achievement merupakan sistem untuk melihat kembali progres permainan yang telah dicapai. Terdapat berbagai macam info yang dapat dilihat serta gelar yang akan didapatkan setelah menyelesaikan objektif tertentu. 5) Buying System Buying system merupakan untuk mendapatkan Item maupun Spell untuk digunakan dalam permainan. Transaksi dapat dilakukan pada Window Shop dan dilakukan dengan menukarkan Gold yang telah pemain kumpulkan. D. Tahap Penggabungan dan Implementasi Aplikasi Penggabungan komponen lain serta implementasi desain gameplay menghasilkan aplikasi permainan dengan alur sebagai berikut. Character Selection Map Selection Playing Room Main Menu New Game Continue Option Achievement Option Resume Restart Main Menu Intro Playing Report Multiplayer Setting Menu Achievement Lobby Keterangan Warna Window Button Gambar 12. Desain alur aplikasi permainan Lume Wars 1) Window Main Menu Merupakan Window pertama yang akan ditemui oleh pemain ketika menjalankan aplikasi permainan. Window ini memiliki 5 pilihan Menu, yaitu : a. New Game Untuk melakukan permainan yang baru, dimana pemain akan masuk ke Window Character Selection. b. Continue Untuk melanjutkan permainan terakhir, dimana hanya bisa dipilih ketika terdapat save permainan terakhir. c. Option Untuk menghidupkan atau mematikan komponen suara dan tutorial permainan, dimana pemain akan masuk ke Window Option. d. Achievement Untuk melihat ketercapaian hasil permainan, dimana pemain akan masuk ke Window Achievement. e. Multiplayer Untuk bermain multiplayer, dimana pemain akan masuk ke Window Lobby. 2) Window Option Pada Window ini pemain dapat mengatur aktif tidaknya komponen suara dan tutorial dalam permainan. 3) Window Achievement Pada Window ini pemain dapat melihat hasil progres permainan yang telah dicapai, yaitu time played, gold, score, enemy killed, troops killed. serta gelar (title) yang didapatkan setelah pemain menyelesaikan objektif tertentu. Terdapat 2 Menu yang dapat dipilih, yaitu Menu Ok dan Reset. 4) Window Lobby Pada Window ini pemain dapat memilih dan bergabung pada room tertentu untuk permainan secara multiplayer online. Saat ini Menu ini masih kosong karena sistem multiplayer permainan Lume Wars masih belum selesai. 5) Window Character Selection Pada Window ini pemain dapat melakukan pemilihan karakter Hero yang akan digunakan. Setelah memilih, pemain dapat menuju ke Window Map Selection melalui tombol next. Pada Window ini juga, pemain mendapatkan akses menuju shop. 6) Window Shop Pada Window ini pemain dapat melakukan pembelian dan pemilihan item dan spell yang digunakan dalam permainan. 7) Window Map Selection Pada Window ini pemain dapat memilih map yang akan digunakan dalam permainan. Setelah memilih, pemain dapat memulai permainan dengan menuju ke Window Playing Room melalui tombol start. 8) Window Playing Room Pada Window ini pemain akan melakukan permainan menggunakan karakter Hero dan map sesuai dengan yang telah dipilih sebelumnya. Dalam Window ini pemain dapat mengakses dua Menu, yaitu Menu Save dan Menu Pause. Menu Save berfungsi untuk menyimpan progres sementara permainan yang akan otomatis dihapus ketika permainan telah selesai. Menu Pause berfungsi untuk menghentikan sementara permainan sekaligus memunculkan Window Pause. Setelah permainan selesai pemain akan menuju ke Window Playing Report 9) Pop-up Window Pause Pada pop-up Window ini pemain diberikan tiga menu, yaitu Resume, Restart, dan Main Menu. Resume untuk melanjutkan permainan. Restart untuk mengulangi permainan yang sedang berlangsung. Main Menu untuk kembali ke Window Main Menu. 10) Alur Window Playing Report Window ini hanya akan muncul ketika permainan berakhir. Pada Window ini pemain akan diberikan laporan statistik permainan. Statistik yang dapat dilihat adalah Time Played, Player Death, Enemy Killed, Troops Killed, Score Received, dan Gold Obtained.

5 5 III. HASIL PERCOBAAN Pengujian pada tugas akhir ini dibagi menjadi 3 bagian yaitu pengujian running test pada device android dan pengujian beta tester, dan ketercapaian konsep. A. Pengujian Running Test Tabel 3 Device pengujian Rating Class = 1062 Lenovo S880 Smartphone Rating Class = 1723 Sony Xperia M Rating Class = 2202 Samsung Galaxy S3 Rating Class = 1040 Galaxy Tab P1000 Tablet Rating Class = 1698 Galaxy Tab 7+ Rating Class = 2288 Ainol Numy AX1 (a) (c) (b) Gambar 13 Grafik hasil pengujian running test (a)pengujian FPS; (b)pengujian Memori; (c)pengujian CPU Pengujian ini menggunakan tiga macam smartphone dan tiga macam tablet android yang terbagi kedalam tiga rating kelas[11]. Spesifikasi device pengujian dapat dilihat pada tabel 3. Hasil dari pengujian dapat dilihat pada gambar 13. B. Pengujian Beta Tester Pengujian ini dilakukan dengan meminta bantuan kepada 32 orang responden untuk mengisi kuisioner setelah mencoba permainan ini. 16 responden yang dimintai bantuan berasal dari kalangan mahasiswa Teknik Elektro ITS dan 16 responden lainnya berasal dari kalangan game developer. Tabel 4 Hasil survey beta tester No Pertanyaan Pilihan Jawaban Persentase Apakah Anda menyukai a. Ya % 1 permainan ini? b. Tidak 25 % Karakter apa yang menurut anda paling kuat? Karakter apa yang menurut anda paling lemah? sistem transaksi permainan ini? sistem item permainan ini? sistem spell permainan ini? sistem achievement permainan ini? sistem save-load permainan ini? view sistem permainan ini? grafis permainan ini? user-interface permainan ini? Apakah anda mendapatkan gambaran tentang cerita dan tujuan permainan ini? Apakah anda mendapatkan gambaran yang cukup tentang cara memainkan permainan ini? Aspek apa yang paling menarik dari permainan ini menurut anda? a. Arian 12.5 % b. Maya % c. Atlantis % d. Outer % e. Borneo % a. Arian % b. Maya % c. Atlantis % d. Outer 12.5 % e. Borneo % b. Buruk % c. Cukup Baik % d. Baik Sekali 6.25 % a. Buruk sekali 0 % b. Buruk % c. Cukup Baik % d. Baik Sekali % b. Buruk % c. Cukup Baik 62.5 % d. Baik Sekali % b. Buruk % c. Cukup Baik % d. Baik Sekali 12.5 % b. Buruk % c. Cukup Baik % d. Baik Sekali % b. Buruk % c. Cukup Baik % d. Baik Sekali % a. Buruk Sekali 6.25 % b. Buruk % c. Cukup Baik % d. Baik Sekali % b. Buruk % c. Cukup Baik % d. Baik Sekali % a. Ya % b. Tidak % a. Kurang Sekali 6.25 % b. Kurang % c. Cukup Baik % d. Baik Sekali % a. Karakter % b. Grafis % c. Item dan Spell 12.5 % d. Achievement %

6 6 C. Pengujian Ketercapaian Konsep e. Lainnya % Pada bagian ini akan dibandingkan antara konsep dan realisasi beserta kondisi ketercapaian. Tabel 6 Hasil perbandingan konsep dan realisasi No. Konsep Ketercapaian Keterangan 1 Aplikasi Tidak berjalan lancar pada Selesai beberapa device 2 Berdasarkan hasil survey, Balancing Selesai masih ada yang merasa Karakter permainan terlalu sulit 3 Sistem Elemen Tidak Selesai Masih sebatas konsep, belum diterapkan 4 Achievement Selesai Berdasarkan hasil survey, macam achievement dirasa masih kurang 5 Buying System Selesai Menurut hasil survey, variasi item dan spell yang tersedia kurang banyak 6 Item Selesai Variasi item dan spell yang dijual kurang banyak 7 Spell Selesai Selain variasi spell yang kurang, cooldown terlalu lama, cooldown yang reset jika hero mati dirasa tidak cocok 8 Building Belum Selesai Konsep serangan building balum diterapkan. 9 View System Selesai - 10 Sistem Save/Load Selesai Menurut hasil survey, satu slot save/load dirasa tidak cukup IV. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan. 1. File.apk dari permainan yang berukurtan sekitar 30Mb, dibandingkan dengan kesederhanaan grafis dan gameplay yang ditawarkan menunjukan bahwa pengemasan dan penyatuan seluruh elemen permainan masih belum optimal. 2. Penggunaan CPU dan memori yang sangat tinggi (ratarata CPU diatas 90%, rata-rata memori diatas 70MB) mengindikasikan bahwa penggunaan script dan fungsi pada permainan ini masih belum teroptimasi dengan baik. 3. Melihat FPS yang dihasilkan sangat rendah (dibawah 150) dihadapkan dengan penggunaan efek visual yang masih minim, terutama pada Playing Room kondisi Battle, dapat diketahui bahwa permainan ini masih belum mengoptimasi penggunaan gambar dan background. 4. Desain dan penerapan gameplay permainan ini sudah cukup baik, terlihat dari hasil survey dimana lebih dari 71% responden menyukai permainan ini dan lebih dari 68% responden menyatakan sistem gameplay yang diterapkan sudah baik. 5. Dari hasil survey, terlihat bahwa masih terdapat beberapa hal yang perlu diperhatikan berdasarkan alasan dan saran responden, yaitu kestabilan permainan, dimana permainan berjalan kurang lancar pada beberapa device android. Selain itu juga variasi dari beberapa elemen permainan (seperti item dan spell) yang masih sedikit sekali, serta penerapan balancing permainan yang masih kurang baik. 6. Ketercapaian implementasi konsep pada permainan Lume Wars sekitar 85% B. Saran 1. Memberisihkan dan menyedarhanakan script dan fungsi yang digunakan agar dapat mengurangi beban CPU dan memori sehingga memungkinkan device android dengan spesifikasi menengah kebawah untuk memaninkan permainan dengan lancar. 2. Menyederhanaan komponen grafis yang digunakan, seperti menggunakan fitur tile pada background dan menggunakan gambar dengan resolusi rendah. 3. Memperbaiki implementasi gameplay agar permainan dapat berjalan dengan lebih stabil pada banyak device android, serta memperbaiki desain dan implementasi balancing permainan. 4. Mengembangkan desain gameplay dengan menambahkan variasi elemen permainan serta fitur-fitur baru dan unik sehingga lebih menarik minat pemain DAFTAR PUSTAKA [1] Adams, Dan The State of the RTS. <URL: [2] Multiplayer Online Battle Arena. <URL: [3] Bjork, Staffan, Jussi Holopainen Patterns in Game Design. Charles River Media Game Development. [4] Rollings, Andrew, Dave Morris Game Architecture and Design. New Riders. [5] Fabricatore, Carlo Gameplay and Game Mechanics Design: A Key to Quality in Videogames. [6] Franklin, Stan, Art Graesse. Is it an Agent, or just a Program?: A Taxonomy for Autonomous Agents. Proceedings of the Third International Workshop on Agent Theories, Architectures, and Languages, [7] Champandard, Alex J. The Future of Game AI: Intelligent Agents. <URL: Intelligence.html> [8] Russel, Stuart J, Peter Norvig Artificial Intelligence : A Modern Approach. Prentice Hall. [9] Champandard, Alex J Choosing a Hierarchical FSM. <URL: [10] Champandard, Alex J The Gist of Hierarchical FSM. <URL: [11]