Concours de rentrée 2021 - Synchro-donjon !

→ **MyCalcs** profile · by **Lephe** » 12 Sep 2021, 18:31

Bienvenue au concours de rentrée 2021 organisé par TI-Planet et Planète Casio !

Dans l'article introductif de l'événement, nous racontions comment tu as trouvé dans une brocante une console étrange avec deux cartouches.

La deuxième de ces cartouches contient un jeu qui s'appelle Synchro-donjon.

» Tableau des scores «
Le concours est fini depuis le 7 Novembre !

Le but de Synchro-donjon est de conquérir le plus rapidement possible le donjon du Cirque des Monts Pleureurs, un donjon situé au Nord-Ouest du royaume d'Alrys et que tu peux voir de l'extérieur en jouant à La geste d'Alrys, l'autre jeu de ce concours.

Dans ce jeu, il y a quatre joueurs qui commencent dans les coins : Jaune, Rouge, Bleu et Vert. Le but est de faire traverser le donjon aux joueurs pour les faire sortir par leurs sorties respectives (sur le côté opposé du plateau).

Il y a de nombreux étages au donjon, et chacun est différent et imprévisible - c'est pour ça que le donjon est difficile à conquérir.

Pour permettre au héros de continuer son aventure dans le monde d'Alrys, tu devras donc user d'ingéniosité et programmer ta calculatrice pour décider des actions à effectuer à chaque étage. En somme, ta tâche est d'écrire une IA pour Synchro-donjon !

Dans cet article je vais te présenter les règles du jeu. Mais je peux déjà te dire ce qui rend ce jeu intéressant : comme tu n'as qu'une calculatrice branchée, la console pense que tu veux contrôler les 4 joueurs d'un coup, et donc toutes tes actions s'appliquent à tous les joueurs en même temps ! Coordonner tout ce beau monde est la difficulté de ce donjon.

Bien sûr, tu ne seras pas tout seul dans cette tâche, et plusieurs IAs te seront présentées pour t'aider à prendre en main le jeu ainsi que le code Python nécessaire pour écrire ton IA. Tu peux aussi jouer au jeu directement sur ta calculatrice pour te familiariser.

Lis l'article explicatif de ia2_path.py : IA Synchro-donjon #2 : Recherche de chemin
Lis l'article explicatif de ia3greed.py : IA Synchro-donjon #3: Optimisations locales

Règles du jeu

Le donjon est un plateau de 8 lignes et 16 colonnes. Les bords sont constitués de murs et des sorties. Les 4 joueurs commencent dans les coins et chacun doit atteindre sa sortie. Sur leur chemin, on trouve :

Des pics, qui font des dégâts si un des joueurs marche dessus.
Des monstres, qui font aussi des dégâts si un joueur les croise, mais qui sont vaincus durant le combat. Il est aussi possible de les attaquer à distance et les vaincre sans prendre de dégâts.
Des pièges, qui produisent des effets aléatoires et souvent imprévisibles : soit ils infligent des dégâts, soit ils font apparaître d'autres pics/pièges ailleurs dans le donjon.

Les pics, monstres, et pièges violets affectent tous les joueurs. Ceux qui sont jaunes, rouges, bleus ou verts n'affectent pas le joueur correspondant (donc ils affectent tout le monde sauf le joueur qui partage leur couleur).

À chaque tour, tu disposes de 5 actions possibles :

Les 4 actions ALLER_GAUCHE, ALLER_DROITE, ALLER_HAUT et ALLER_BAS indiquent aux joueurs de se déplacer. Tout le monde effectue le même mouvement. Un joueur qui est bloqué par un mur ne se déplace pas. Si un joueur marche sur des pics, il prend des dégâts ; s'il marche sur un monstre, il tue le monstre mais prend des dégâts ; s'il marche sur un piège, le piège est activé.
L'action ATTAQUER indique aux joueurs d'attaquer les objets autour d'eux sans se déplacer. Tous les monstres à côté des joueurs sont détruits, et le joueurs ne prennent pas de dégâts. Cependant, tous les pièges à côté des joueurs sont également activés !

Au début du jeu, tu as 150 points. À chaque tour tu perds 1 point, et à chaque fois qu'un joueur prend des dégâts tu perds 10 points. S'il te reste des points quand tous les joueurs sont sortis alors ces points sont ajoutés à ton score.

Dans Synchro-donjon, ton IA jouera sur un grand nombre de plateaux et on fait la somme de chaque score obtenu sur chacun des plateaux pour obtenir ton score final.

Installation et utilisation du programme

Synchro-donjon peut être installé sur les modèles suivants et sur PC. Le jeu est compatible avec un nombre impressionnant de modèles, allant jusqu'à la TI-82 Advanced Édition Python ! Ce résultat est possible grâce à la bibliothèque polycal4.py ainsi que des heures de compression investies par Critor.

Les fichiers polycal4.py et polyfont.py sont identiques à ceux de La geste d'Alrys, l'autre jeu du concours. Tu n'as besoin de les transférer qu'une fois pour les deux problèmes.

Tu peux jouer toi-même interactivement en lançant synchrod.py. Quand tu auras une IA (un modèle est donné plus bas dans cet article), tu pourras faire jouer l'IA en lançant ton fichier Python.

Trois IAs sont fournies avec le programme : ia1_ask.py qui est le squelette présenté plus bas, mais aussi ia2_path.py et ia3greed.py qui sont deux IAs plus évoluées qui te seront présentées en détail plus tard durant le concours pour t'aider.

Fonctionnement du plateau de jeu

Le plateau de jeu contient 8 lignes et 16 colonnes, et est codé dans une liste Python de 8×16 = 128 entiers. Chaque élément de la liste indique l'état d'une case du plateau, et ils sont arrangés dans cet ordre :

Si tu préfères numéroter les cases en lignes/colonnes, tu peux utiliser la méthode suivante.

Les lignes sont numérotées de Y=0 (ligne du haut) à Y=7 (ligne du bas).
Les colonnes sont numérotées de X=0 (colonne de gauche) à X=15 (colonne de droite).
La case sur la ligne Y et la colonne X a pour valeur V=16*Y+X.
La case de valeur V est sur la ligne Y=V//16 et sur la colonne X=V%16.

Chaque élément de la liste est une des valeurs suivantes : VIDE, MUR, PICS, MONSTRE, PIEGE ou SORTIE. En plus de ça, il peut y avoir une couleur : JAUNE, ROUGE, BLEU, VERT ou TOUS (violet).

Le tableau ci-dessous résume les combinaisons :

Sur les calculatrices monochromes, les couleurs sont remplacées par les symboles ci-dessous :

Sur la TI-82 Advanced Édition Python, le jeu est entièrement en mode texte, et les caractères suivants sont utilisés :

Les joueurs sont les symboles ¶
Les pics sont les trois-points …
Les monstres sont les symboles ¥
Les pièges sont les symboles Ø

Fonctionnement de l'IA

L'IA de ton programme doit être un fichier Python avec une fonction pour décider ce qui doit se passer à chaque tour (ou, sur Numworks, une fonction Python intégrée à synchrod.py). Le squelette de base est le fichier ia1_ask.py :

Code: Select all: from polycal4 import get_infos from synchrod import * def tour(plateau, joueurs, evenements): # Demander une action avec input() return demander_action() play_game(tour)

Les deux premières lignes importent les fonctions de Synchro-donjon. Évidemment, il est interdit d'accéder aux variables internes du script ou de modifier les valeurs identifiant les éléments de la map.

La fonction tour() est ton IA. Elle est appelée à chaque tour du jeu avec trois paramètres et doit renvoyer une action à accomplir.

plateau est la liste de 128 cases représentant le plateau de jeu (que tu ne dois pas modifier évidemment).
joueurs est une liste de 4 éléments indiquant la position des 4 joueurs sur le plateau. Tu peux utiliser soit le style joueurs[ROUGE] soit le style joueurs[1] selon tes préférences. Pour les joueurs qui sont encore sur le plateau, la position est un entier entre 0 et 127. Pour ceux qui sont déjà sortis, la valeur spéciale -1 est utilisée.
evenements est une liste d'événements qui se sont produits depuis le tour précédent.

Les événements sont utiles dans des scénarios un peu rares. Chaque élément de la liste peut être égal à :

(-1,-1,NOUVELLE_PARTIE,-1) si une nouvelle partie vient de commencer.
(<x>,<y>,PIEGE_APPARU,<joueur>) si <joueur> a activé un piège qui a fait apparaître un nouveau piège à la ligne <y>, colonne <x>.
(<x>,<y>,PICS_APPARU,<joueur>) si <joueur> a activé un piège qui a fait apparaître des pics à la ligne <y>, colonne <x>.

La fonction tour() doit choisir et renvoyer une action parmi ALLER_GAUCHE, ALLER_DROITE, ALLER_HAUT, ALLER_BAS et ATTAQUER. Lorsque l'IA remporte la partie, une nouvelle partie commence automatiquement.

Outils pour écrire ton IA

synchrod.py fournit plusieurs outils pour t'aider à écrire ton IA, spécifiquement 4 fonctions.

La fonction demander_action() donne la main au clavier de la calculatrice pour choisir la prochaine action. Sur les modèles où l'on peut saisir au clavier, les touches directionnelles, entrée et retour sont utilisées. Sur les autres (notamment CASIO), il faut appuyer sur AC/ON pour revenir à la console() et taper un chiffre.

La fonction est_un() permet d'identifier les pics, monstres, et pièges indépendamment de leur couleur. Par exemple un piège vert est un piège mais pas un monstre, donc est_un(PIEGE+VERT, PIEGE) vaut True mais est_un(PIEGE+VERT, MONSTRE) vaut False.

De façon similaire, la fonction affecte() permet de déterminer si des pics, monstres ou pièges affectent un joueur. Par exemple, les pics violets affectent Jaune mais pas les pics jaunes, donc affecte(PICS+TOUS, JAUNE) vaut True mais affecte(PICS+JAUNE, JAUNE) vaut False.

Enfin, il y a une fonction calculer_chemin(<plateau>, <début>, <fin>) qui calcule en chemin entre la case <début> et la case <fin> et renvoie une liste de directions (ALLER_*). C'est un outil très utile et assez puissant, qui sera expliqué plus en détail avec une des IAs d'exemple.

Utilisation de play_game()

La fonction play_game() appelée à la fin du programme lance la simulation du jeu. Elle a plusieurs paramètres que tu peux modifier à loisir pour améliorer ton IA :

blind=True peut être ajouté pour désactiver l'affichage du plateau de jeu et ne laisser que la console (ce qui va en général beaucoup plus vite).
seed=<nombre> peut être ajouté pour tester un plateau particulier. La valeur indiquée permet en effet de contrôler le générateur aléatoire.
maxgames=<nombre> permet de choisir le nombre de parties (par défaut 100).

À chaque fois que tu gagnes une partie, play_game() affiche deux lignes sur la console :

Code: Select all: #0: 12648430 Bravo! 39T 50D -> 61

#0 est le numéro de la partie (ça va jusqu'à maxgames). Le nombre à droite, 12648430, est la graine aléatoire. Si tu demandes seed=12648430 tu retomberas exactement sur ce plateau (ce qui est utile si ton programme a une erreur que tu veux retester).

Sur la ligne du bas, le nombre devant T est le nombre de tours passés sur le plateau, le nombre devant D est la quantité de dégâts que tu as subis, et le résultat est ton score (150-T-D). Si ton score est négatif il compte pour 0.

À la fin de la partie, play_game() affiche le nombre de parties jouées et ton score final. Par exemple :

Code: Select all: Games solved: 100 Score: 2171

Pour participer au concours

Pour participer à l'épreuve de Synchro-donjon, envoie ton fichier .py d'IA (ou ton script synchrod.py modifié sur Numworks) par courriel à contact@planet-casio.com avant le Dimanche 7 Novembre à 23:59 avec :

Pour sujet, Synchro-donjon ;
Un moyen de te contacter rapidement en cas de gain ou de question (adresse courriel, téléphone, compte social, compte discord, etc.) ;
Ton pseudonyme sur TI-Planet ou Planète Casio (optionnel) ;
Pour pouvoir recevoir ton lot, ton adresse postale avec nom et prénom, et un numéro de téléphone personnel valide. (Tu peux les communiquer plus tard si tu souhaites.)

Les informations personnelles transmises pendant ce concours ne seront évidemment utilisées que pour le bon fonctionnement de l'événement et sur sa durée.

N'hésite pas à envoyer plusieurs participations, nous ne retiendrons que la meilleure.

Lots

Les lots pour cette épreuve sont les suivants. Les 5 participants ayant les meilleurs scores pourront choisir, par ordre de classement, un lot de leur choix.

1 lot Graph 90+E : 1 calculatrice Graph 90+E + 1 sac et stylo CASIO + 1 pack de goodies TI-Planète Casio
1 lot Graph 35+E II : 1 calculatrice Graph 35+E II + 1 sac et stylo CASIO + 1 pack de goodies TI-Planète Casio
1 lot Goodies n°1 : 1 clé USB TI-83 Premium CE (4 Go) + 1 batterie externe CASIO (2200 mAh) + 1 sac et stylo CASIO + 1 pack de goodies TI-Planète Casio
1 lot Goodies n°2 : 1 recueil d'activités SNT Numworks (65 pages) + 1 clé USB simulateurs CASIO (8 Go) + 1 sac et stylo CASIO + 1 pack de goodies TI-Planète Casio
1 lot Goodies n°3 : 1 cahier «Boss des maths» Numworks (80 pages) + 1 clé USB simulateurs CASIO (8 Go) + 1 sac et stylo Casio + 1 pack de goodies TI-Planète Casio

Tu peux voir l'article sur les batteries externes pour plus de détails.

Le fait qu'il y ait des lots moins fournis sur cette épreuve et exclusivement des calculatrices CASIO n'est pas une marque de favoritisme mais d'organisation. Ce sont les lots que j'ai (Lephe) collectés en plus de ceux que Critor a pour Alrys. J'ai demandé à Critor de procéder ainsi pour faciliter le traitement des participations et lots sur cette épreuve.

Et voilà pour cette épreuve ! Je compte sur toi pour tester toutes tes idées de génie et conquérir ce Synchro-donjon en temps record !

→ **MyCalcs** profile · by **critor** » 12 Sep 2021, 20:19

Voici une façon d'utiliser la version ordinateur :

extraire le contenu du .zip dans un dossier
avec la console se rendre dans le dossier en question
taper alors python ia1_ask.py

La version ordinateur nécessite les bibliothèques Python SDL2.
Chez certains elles sont déjà préinstallées (ce fut mon cas), et chez d'autres non.

Si l'utilisation de SDL2 échoue, les scripts vont basculer dans l'un des modes calculatrices, et probablement crier n'importe quoi comme exception.

Si c'est ton cas, ptitjoz et Afyu ont confirmé plusieurs commandes pour résoudre le problème :

sous Windows et Linux : pip install PySDL2
sous Linux : sudo apt install python3-sdl2

Nous préciserons dès que nous y verrons plus clair.

→ **MyCalcs** profile · by **Lephe** » 13 Sep 2021, 09:11

Il faut aussi installer la bibliothèque SDL2 en elle-même (PySDL2 n'est qu'une enveloppe autour). La méthode avec apt doit l'installer automatiquement, mais celle avec pip non.

Sous Windows, vous pouvez télécharger SDL2 sur leur site web. Sous Linux, il faut de nouveau utiliser le gestionnaire de paquets. Les bibliothèques peuvent être installées sous les dérivés de Debian (Ubuntu, Mint, Elementary, etc) avec ce paquet :

sudo apt install libsdl2-2.0-0

→ **MyCalcs** profile · by **critor** » 13 Sep 2021, 19:52

Pour ceux qui sont sur TI-Nspire CX II. Vous avez besoin de la bibliothèque ti_system dans le dossier /PyLib/ (c'est ce qui permet la gestion des touches clavier).
Si la bibliothèque a été effacée ou est inaccessible (mode examen par exemple), le script déclenchera une erreur dès le lancement, même si vous lancez une IA n'utilisant pas le clavier.
Nous regardons comment corriger cela.

→ **MyCalcs** profile · by **critor** » 13 Sep 2021, 22:11

Mise à jour ce soir des scripts :

pour TI-Nspire CX II : archives_voir.php?id=2791850
pour Casio + ordi : archives_voir.php?id=2791847

Pour TI-Nspire CX II, dans le cas où le module ti_system (apportant entre autres la fonction get_key) n'est pas utilisable (effacé du dossier /PyLib/, calculatrice en mode examen, ...), le script se lance maintenant correctement, il n'y a plus d'exception. Par contre dans ce cas, les touches clavier seront non fonctionnelles sur l'IA1.

Pour Casio + ordi (surtout ordi en fait) :

En cas d'absence de la bibliothèque SDL2, l'exception affichée n'est plus sans rapport, elle devrait maintenant être compréhensible.
Les performances ont été améliorées (fill_rect).

→ **MyCalcs** profile · by **critor** » 14 Sep 2021, 10:44

Mise à jour de la version TI-Nspire CX II : archives_voir.php?id=2791850

L'utilisation du module ti_system a été remplacée par ti_st.
Maintenant les touches clavier devraient marcher dans tous les cas, même si le dossier /PyLib/ a été effacé, et même si la calculatrice est en mode examen.

→ **MyCalcs** profile · by **SlyVTT** » 23 Sep 2021, 17:26

Hello,
juste une question : le classement se fait sur la base des scores obtenus sur 100 niveaux c'est ça ou sur un nombre de niveaux différent ?
Ciao
Sly

→ **MyCalcs** profile · by **Lephe** » 24 Sep 2021, 17:09

100 parties ce serait un trop petit échantillon, pour le test ce sera plus probablement 10'000 parties (et à partir d'une autre graine juste pour éviter que l'aléatoire puisse être prédit).

→ **MyCalcs** profile · by **SlyVTT** » 24 Sep 2021, 17:22

Ok merci Lephe, effectivement en multipliant le nombre de tableau, on devrait "normaliser" l'IA et éviter les "coups de bol".
Cela devrait permettre de voir les performances intrinsèques de chaque IA. On peut partir sur l'hypothèse que l'indicateur (score / nb tableaux) tende vers une valeur stable liée à la performance réelle de l'IA considérée.

→ **MyCalcs** profile · by **Lephe** » 24 Sep 2021, 17:54

Oui c'est l'idée ! Sur la calculatrice on n'allait pas lancer 10'000 tests, je suis optimiste sur les performance en mode aveugle mais quand même faut pas abuser.

The GUI Toolkit NF for nSpire	MyShmup for fxCG-50	Magic Light for Casio Graph 90+E and Magic Light for nSpire CX/CX-II	Simple Text Editor for nSpire	OutRun for Casio Graph 90+E
95%	50%	100%	75%	100%

The GUI Toolkit NF for nSpire	MyShmup for fxCG-50	Magic Light for Casio Graph 90+E and Magic Light for nSpire CX/CX-II	Simple Text Editor for nSpire	OutRun for Casio Graph 90+E
95%	50%	100%	75%	100%