Aula aberta ministrada na FATEC Jundiaí em 09/09/2016 sobre o Robocode, um jogo-batalha de tanques programável em Java.

1. Prof. Ms. Peter Jandl Junior
Aula Aberta
Análise e Desenvolvimento de Sistemas
FATEC JundiaíFATEC Jundiaí

2. Já sabemos queJá sabemos que
Matemática,
Física e
Programação
podem ser
uma mistura
09/09/2016(C) 2016 PeterJandlJr 2
uma mistura
muito
interessante!

3. 09/09/2016(C) 2016 PeterJandlJr 3

4. Build the best, destroy the rest!
09/09/2016 4(C) 2016 PeterJandlJr

5.  O que é?  Jogo de
programação
 Objetivo?
programação
 Codificar um robô
de batalha para
competir com
outros robôs num
campo de batalha.
 Jogadores?
campo de batalha.
 Os robôs.
Programador não
controla seu robô!
09/09/2016 5(C) 2016 PeterJandlJr

6.  Criador?  Mathew Nelson
 Onde?
 Por que?
Quando?
 AlphaWorks/IBM
 Performance de
aplicações Java
 Competição entre Quando?
2000/2001
 Competição entre
desenvolvedores
 Ensino de
Programação
09/09/2016 6(C) 2016 PeterJandlJr
Mas vem evoluindo
desde então!

7.  Robôs são tanques, capazes de
 movimentar-se; movimentar-se;
 localizar adversários; e
 atirar!
 Robôs são dispostos aleatoriamente em
um campo de batalha (battlefield)
retangular sem entradas ou saídas.retangular sem entradas ou saídas.
 Controle interno do jogo garante a
distribuição uniforme e regular do tempo
entre os robôs, além de prover sua
visualização (rendering).
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8.  Robôs são programados via Java para ataque
e defesa. Pontuam ao longo do combate.e defesa. Pontuam ao longo do combate.
 Objetivos:
 Principal: não ser destruído!
 Secundário: destruir!
 Vence o robô que acumular mais pontos ao
longo dos diversos rounds da batalha.longo dos diversos rounds da batalha.
 O jogador (programador) não tem influência
direta no jogo. Ele deve escrever algum
código "inteligente" para que o robô enfrente
as batalhas realizadas em tempo real.
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9. ArenaArena
Robôs
Controles
09/09/2016(C) 2016 PeterJandlJr 9
Robôs
Controles

10.  Ambiente
 Janela principal com campo de batalha (arena) e Janela principal com campo de batalha (arena) e
controles.
 Editor de robôs
 Janela secundária independente com acesso a
ferramentas básicas de desenvolvimento.
 API (Application Programming Interface) do Robocode
 Documentação dos pacotes, classes, interfaces e
exceções que compõem o sistema.
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11.  Permite:
 Criar, abrir e salvar batalhas; Criar, abrir e salvar batalhas;
 Pausar, continuar e finalizar batalhas;
 Visualizar estatísticas e destruir qualquer robô.
 É possível customizar:
 Tamanho da arena Tamanho da arena
 Número de robôs participantes das batalhas
 Número de rounds de cada batalha
 E um bom número de outros detalhes.
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12. Editor de Código
Integrado
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13. Documentação
padronizada de todos
os elementos da API.
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14. Detalhes. Sempre os detalhes.
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15. 09/09/2016(C) 2016 PeterJandlJr 15

16.  Tamanho default do
campo de batalha 800 x 600 pixelscampo de batalha 800 x 600 pixels
 Então:
 Distância máxima entre quaisquer dois robôs no
battlefield padrão é menor que 1000.
 Qualquer robô pode ser localizado neste tamanho
de campo (raio de varredura = 1200 pixels).de campo (raio de varredura = 1200 pixels).
 Além disso:
 Radar não detecta balas.
 Canhão aquece e impede sequência ilimitada de
tiros.
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17. Norte
é 0°
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18.  Acerto +3*energia
 Erro -energia Erro -energia
 Dano -4*energia-2*(energia-1)
 Atropelar (ram) +1.2
 Colisão (parede) -0.6
 Destruição de robô
 Por meio de tiro(s) +20% dano causado
 Por atropelamento +30% dano causado
 Vitória no round +10
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19.  Uso extensivo de threads.
 Gerenciador de Batalha [thread de controle central] Gerenciador de Batalha [thread de controle central]
 Controla os robôs e seus disparos.
 Efetua a renderização dos robôs na arena.
 Robô [thread individual]
 Cada robô utiliza uma thread independente.
 Método run() contém a lógica executada pelo robô, ou seja,
determina seu comportamento.
 Cada robô intercepta e processa seus próprio eventos, utilizando Cada robô intercepta e processa seus próprio eventos, utilizando
uma fila de eventos própria.
 Subsistema de Renderização
 Baseado no Java2D API.
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20. Muitos detalhes?
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21. 09/09/2016(C) 2016 PeterJandlJr 21

22.  Componentes:
 Veículo Veículo
(base móvel)
 Canhão giratório
 Radar giratório
 Elementos do
tanque têmtanque têm
movimento
independente.
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23.  Energia Inicial 100
 Velocidade 8 pixels/turn Velocidade 8 pixels/turn
 Velocidade de giro 20°/turn
 Velocidade da bala 20 pixels/turn
 Energia da bala 0.1 a 3.0
(maior a bala, menor a velocidade)
 Raio de varredura 1200 pixels
Dados de varredura distância, nome, Dados de varredura distância, nome,
velocidade,
heading, bearing
e energia
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Direção absoluta
do robô e direção
relativa ao robô.

24.  Os robôs são construídos a partir de uma
classe padronizada:classe padronizada:
 robocode.Robot
 Esta classe oferece a infraestrutura básica
para o funcionamento do robô, o que inclui:
 informações do robô
 ações do robô
 controle de eventos
 informações do ambiente
09/09/2016(C) 2016 PeterJandlJr 24

25.  getX() | getY()
coordenada do robô
 getWidth () | getHeight()
 ahead(double)|back(double)
movimentação
 turnRight(double) | getWidth () | getHeight()
dimensões do robô
 getHeading() |
getGunHeading() |
getRadarHeading()
direção do robô, do
canhão e do radar
 getVelocity()
 turnRight(double) |
turnLeft(double)
gira o robô
 turnGunRight(double) |
turnGunLeft(double)
gira o canhão
 turnRadarRight(double) |
turnRadarLeft(double)
Informações do Robô Ações do Robô
 getVelocity()
velocidade do robô
 getEnergy()
energia do robô
turnRadarLeft(double)
gira o radar
 scan()
varredura por outros robôs
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26.  onScannedRobot(
ScannedRobotEvent)
detecção de robô
 getBattleFieldWidth() |
getBattleFieldHeight()
largura e altura da arenadetecção de robô
 onHitByBullet(
HitByBulletEvent)
robô alvejado por tiro
 onHitByRobot(
HitByBulletEvent)
robô colide com robô
 onHitWall(
largura e altura da arena
 getNumRounds()
núm. de rounds da batalha
 getRoundNum()
round da batalha
 getTime()
tempo batalha
getOthers()
Controle de Eventos do Robô Informações do Ambiente
 onHitWall(
HitWallEvent)
robô colide com parede
 getOthers()
núm. atual de oponentes
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27. 09/09/2016(C) 2016 PeterJandlJr 27

28.  Robôs melhores podem ser construídos a partir de
robocode.AdvancedRobot.robocode.AdvancedRobot.
 Esta classe oferece a mesma infraestrutura básica
disponível em robocode.Robot.
 Adicionalmente possibilita:
 A chamada de ações não bloqueantes, ou seja, permite
que o robô execute ações em paralelo, por exemplo,
andar e atirar.
 Operações paralelizáveis tem prefixo set. Operações paralelizáveis tem prefixo set.
 Métodos execute() ou waitFor() acionam conjunto
prévio de operações set em paralelo.
 Ajustes mais sofisticados, além de obtenção de
informações mais detalhadas.
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29.  setAhead(double)|
setBack(double)
movimentação para
 setTurnRight(double) |
setTurnLeft(double)
gira o robômovimentação para
frente e para trás
 setFire(double) |
setFireBullet(double)
dispara o canhão
 execute()
executa as ações
agendadas
gira o robô
 setTurnGunRight(double)|
setTurnGunLeft(double)
gira o canhão
 setTurnRadarRight(double)|
setTurnRadarLeft(double)
gira o radar
Ações Paralelas do Robô Ações Paralelas do Robô
agendadas
 waitFor(Condition)
não retorna até a
condição ser alcançada
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30. 09/09/2016(C) 2016 PeterJandlJr 30

31. Onde os fracos não tem vez!
09/09/2016(C) 2016 PeterJandlJr 31

32.  Batalhas podem
ser:
 Como criar:
 Janela principalser:
 mano a mano ou
 com múltiplos
oponentes.
 Duração:
 Um ou
 Janela principal
 Battle | New
 Selecione os robôs
que competirão
 Next
 Ajuste número de Um ou
 muitos rounds.
Ajuste número de
rounds, tamanho do
campo de batalha e
outros detalhes.
 Start Battle
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Quanto mais rounds,
menor é a influência da
sorte no resultado final!

33. Destroy then all!
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34.  Na janela
principal:
 Escolha um nome:
 MFRprincipal:
 Robot
 Source Editor
 Na janela do
editor:
 File
 MFR
 Defina um pacote:
 jandl
 Edite o código.
 File
 New
 Robot
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Aqui começa a diversão!

35. (1) Inicialização
(0) Campos
(2) Loop principal
(1) Inicialização
(3) Varredura
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(4) Alvejado por bala
(5) Colisão com parede

36.  Área que permite a definição de:
 Variáveis e estruturas de dados Variáveis e estruturas de dados
 (da classe) do robô.
 Podem ser livremente declaradas para
auxiliar no controle do robô e de suas
estratégias de defesa e ataque.
 Elementos declarados nesta área serão Elementos declarados nesta área serão
acessíveis em todo código do robô.
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37. Sem campos neste
primeiro robô.
(0) Campos
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38.  A inicialização do código de controle do robô
pode ser feita na seção inicial do métodopode ser feita na seção inicial do método
run().
 Elementos locais (i.e., válidos apenas neste
método) podem ser acrescentados.
 Aqui é colocado o código que necessita ser
executado apenas uma vez para cadaexecutado apenas uma vez para cada
instância do robô, ou seja, para determinar
seu estado inicial.
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39. (1) Inicialização Este robô(1) Inicialização Este robô
simples não
requer cuidados
especiais.
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40.  Laço infinito que determina o
comportamento normal do robô, i.e., aquilocomportamento normal do robô, i.e., aquilo
que o tanque fará quando não está atacando
ou sendo atacado.
 Em geral corresponde à movimentação do
robô pelo campo de batalha.
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41. (2) Loop principal Comportamento(2) Loop principal Comportamento
normal do robô.
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42.  Como consequência da movimentação do
radar (de maneira independente ou por meioradar (de maneira independente ou por meio
do giro do tanque), oponentes dentro do raio
de varredura (até 1200 pixels de distância)
serão localizados.
 Cada oponente localizado gera um evento
ScannedRobotEvent que é entregue ao robô
por meio do acionamento do métodopor meio do acionamento do método
onScannedRobot(ScannedRobotEvent).
 Isto possibilita estabelecer uma estratégia de
ataque dirigida aos oponente localizados.
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43. (3) Varredura Localizou oponente?
Fogo nele!
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44.  Como padrão, o canhão e o radar se
movimentam junto com o robô.movimentam junto com o robô.
 Assim, se a primeira ação em
onScannedRobot(ScannedRobotEvent) for
fire(1), o tiro irá na direção do robô
oponente localizado.
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45.  Quando o robô é atingido por um tiro
adversário, é gerado um eventoadversário, é gerado um evento
HitByBulletEvent que é entregue ao robô
por meio do acionamento do método
onHitByBullet(HitByBulletEvent).
 Isto possibilita estabelecer uma estratégia de
defesa relacionada aos oponentes.
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46. (4) Alvejado por bala Foi localizado?
Melhor fugir!
09/09/2016(C) 2016 PeterJandlJr 46
Melhor fugir!

47.  Quando o robô colide com uma das parede
que delimitam o campo de batalha é geradoque delimitam o campo de batalha é gerado
um evento HitWallEvent que é entregue ao
robô por meio do acionamento do método
onHitWall(HitWallEvent).
 Isto possibilita complementar a estratégia de
movimentação do robô estabelecida no
método run().método run().
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48. 09/09/2016(C) 2016 PeterJandlJr 48
(5) Colisão com parede Parede?
Marcha-a-ré!

49.  Editou
 Salvou
Errinhos não
contam! Salvou
 Compilou
 Tá pronto para
contam!
Tá pronto para
batalha!
09/09/2016(C) 2016 PeterJandlJr 49
Robôs criados no
ambiente já estão
disponíveis para novas
batalhas!

50. 09/09/2016(C) 2016 PeterJandlJr 50

51.  IDE provê mais
facilidades para o
1. Criação de
projeto emfacilidades para o
desenvolvimento
de robôs.
 Pode ser integrado
ao Robocode, sem
necessidade de
qualquer outro
projeto em
localização
externa ao
Eclipse.
2. Inclusão da API
do Robocode.
3. Ligação comqualquer outro
recurso.
 São necessários
três passos.
3. Ligação com
documentação da
API.
09/09/2016(C) 2016 PeterJandlJr 51

52.  File | New |
Java ProjectJava Project
 Escolha o
Project Name
 Desmarque
Use default location
 Com Browse
selecione diretórioselecione diretório
robots da instalação
do Robocode
 Acione Next
09/09/2016(C) 2016 PeterJandlJr 52

53.  Selecione aba
LibrariesLibraries
 Com Add External
Jars selecione
arquivo robocode.jar
no diretório libs da
instalação doinstalação do
Robocode
 Acione Finish
09/09/2016(C) 2016 PeterJandlJr 53

54.  No Package Explorer
abra itemabra item
Referenced Libraries
 Selecione arquivo
robocode.jar
 Com botão direito
acione Properties
Com o Browse Com o Browse
selecione diretório
javadoc do Robocode
 Acione OK
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55. Editor de código
avançado
09/09/2016(C) 2016 PeterJandlJr 55
Documentação
integrada da API

56.  Editou
 Salvou
Errinhos
continuam não
contando!
 Salvou
 Compilação
automática do IDE
contando!
 Tá pronto para
batalha!
09/09/2016(C) 2016 PeterJandlJr 56
Robôs criados dessa forma
também estão disponíveis para
novas batalhas!

57.  Tente criar alguns
robôs combinando os
 Estude o código dos
robôs exemplo querobôs combinando os
elementos da API.
 Observe o
comportamento do
robô e os resultados
obtidos.
robôs exemplo que
acompanham o
Robocode:
 sample.Walls
 sample.Tracker
 sample.Crazy
 Combine suas
 robocode.Robot
 robocode.AdvancedRobot
INICIANTES JOGADORES
 Combine suas
estratégias na forma
de novos robôs.
09/09/2016(C) 2016 PeterJandlJr 57

58.  Desenvolva novas
estratégias mais
COMPETIDORES
estratégias mais
sofisticadas.
 Simule combates e
analise os resultados.
09/09/2016(C) 2016 PeterJandlJr 58

59. 09/09/2016(C) 2016 PeterJandlJr 59

60.  Home
http://robocode.sourceforge.net/http://robocode.sourceforge.net/
 Download
https://sourceforge.net/projects/robocode/files/
 Documentação OnLine
http://robocode.sourceforge.net/docs/robocode/
 Wiki
http://robowiki.net/wiki/Robocode
Wiki
http://robowiki.net/wiki/Robocode
 Artigos
http://robocode.sourceforge.net/developerWorks.php
09/09/2016(C) 2016 PeterJandlJr 60

61. 09/09/2016(C) 2016 PeterJandlJr 61

62. Prof. Peter Jandl JuniorProf. Peter Jandl Junior
prof.peter@fatec.sp.gov.br
http://tecnopode.blogspot.com.br
09/09/2016(C) 2016 PeterJandlJr 62