Gaulke Spiele-KI mit Python programmieren

10 Klassiker von TicTacToe bis
1. Auflage 2025
ISBN: 978-3-367-10965-4
Verlag: Rheinwerk
Format: PDF
Kopierschutz: 0 - No protection

E-Book, Deutsch, 670 Seiten

Reihe: Rheinwerk Computing

KI-Algorithmen verstehen, Python-Skills erweitern und Spiele programmieren - alles in einem Buch.Anhand von 10 Klassikern wie Eliza, TicTacToe und PacMan führt Pyhton-Dozent Jens Gaulke Sie in die faszinierende Welt der Künstlichen Intelligenz ein. Lernen Sie, wie Sie 2D-Spiele mit pygame entwickeln und implementieren Sie die KI für clevere Gegner direkt dort. Mit Q-Learning, Alpha-Beta-Pruning und Co. entwickeln Sie dabei Skills, die weit über die Arcade-Welt hinaus nützlich sind.Mit vielen Codebeispielen auch zum Herunterladen, Übungen und Vertiefunsideen ideal für alle, die einen Hands-on-Zugang lieben und sich in Sachen KI und Python weiterentwickeln möchten.

Aus dem Inhalt:

• Einen Chatbot mit GUI entwickeln
• Einführung in Pygame
• Q-Learning am Beispiel von TicTacToe
• Constraint Satisfaction für eigene Sudokus
• Austauschbare KIs für Reversi
• KI-Gegner in Maze Madness und Maze-Man
• Level-Design für Maze- und Platformer-Spiele
• Maus, GamePad und Co. abfragen
• Wichtige Entwurfsmuster und Best Practices
• Zustandsautomaten für komplexe Gegner
• Dynamisch generierte Spielwelten
• Exklusiv für das Buch entwickelte Spiele

Jens Gaulke ist Diplominformatiker, Experte für Informationssicherheit und Python mit einer Leidenschaft für Technologie und Bildung. Seine langjährige Lehrerfahrung am bib International College in Paderborn umfasst die Bereiche Programmierung, Game Development, Skriptsprachen, Netzwerke u. v. m. Derzeit als Information Security Officer tätig, ist er unter Anderem mit Cloud Computing, Künstlicher Intelligenz und der Weiterbildung von Mitarbeitern befasst.

Autoren/Hrsg.

Gaulke, Jens

Inhaltsverzeichnis

Danksagung ... 19  Materialien zum Buch ... 21  1.  Einleitung ... 23  1.1 ... Ich freue mich, dass Sie dabei sind ... 24  1.2 ... Was erwartet Sie in diesem Buch? ... 24  1.3 ... Abgrenzung zu modernen KI-Technologien ... 25  1.4 ... Was genau ist in diesem Buch zu finden? ... 27  1.5 ... Ist dieses Buch für Sie geeignet? ... 34  1.6 ... Das Ziel dieses Buches ... 37  1.7 ... Wenn ich weiter gesehen habe ... ... 38  2.  Software ... 41  2.1 ... Alternative 1: Installation von Python ... 42  2.2 ... Alternative 2: Installation von Anaconda ... 44  2.3 ... Installation von Pygame ... 45  2.4 ... Installation von Visual Studio Code ... 46  2.5 ... Erste Schritte mit Visual Studio Code ... 48  2.6 ... Extensions installieren und nutzen ... 50  2.7 ... JupyterLab installieren ... 52  3.  Hi! I'm Eliza ... 55  3.1 ... Was ist Eliza? ... 56  3.2 ... Was ist ein Turing-Test? ... 57  3.3 ... Woher kommt der Name Eliza? ... 59  3.4 ... Das MVC-Entwurfsmuster ... 60  3.5 ... Ablauflogik von Eliza ... 62  3.6 ... Implementierung von Eliza ... 64  3.7 ... Ausblick ... 94  3.8 ... Literatur und Quellenangaben ... 94  4.  Eliza revamped ... 95  4.1 ... Was ist Pygame? ... 96  4.2 ... Pygame installieren ... 97  4.3 ... Architektur einer Pygame-Anwendung ... 98  4.4 ... Pygame trifft Eliza ... 105  4.5 ... Elizas Struktur ... 138  4.6 ... Zusammenfassung ... 140  4.7 ... Ausblick ... 141  4.8 ... Literatur- und Quellenangaben ... 141  5.  Nim ... 143  5.1 ... Ordnerstrukturen für größere Projekte ... 144  5.2 ... Backtracking und Rekursion ... 146  5.3 ... Strategie und Mathematik hinter Nim ... 158  5.4 ... Der Minimax-Algorithmus ... 159  5.5 ... Implementierung von Minimax am Beispiel von Nim ... 166  5.6 ... Der komplette Quelltext ... 174  5.7 ... Ausblick ... 177  5.8 ... Literatur und Quellenangaben ... 178  6.  Nim unleashed ... 179  6.1 ... Projektstruktur anlegen ... 180  6.2 ... Nim nach PyGame migrieren ... 184  6.3 ... Ich krieg Zustände ... ... 211  6.4 ... Eine Optimierung für die GUI-Komponenten ... 214  6.5 ... Ausblick ... 216  6.6 ... Literatur und Quellenangaben ... 216  7.  Tic-Tac-Toe ... 217  7.1 ... Projektstruktur anlegen ... 218  7.2 ... Das Board und die Regeln ... 218  7.3 ... Die drei KIs ... 221  7.4 ... Die GUI erstellen ... 235  7.5 ... Die Control-Klasse ... 247  7.6 ... Ausblick ... 254  8.  Tic-Tac-Q ... 255  8.1 ... Q-Learning ... 256  8.2 ... Swampy Fields ... 262  8.3 ... Q-Learning in Tic-Tac-Toe ... 270  8.4 ... Ausblick ... 282  8.5 ... Literatur und Quellenangaben ... 282  9.  Black & White ... 283  9.1 ... Projektstruktur anlegen ... 285  9.2 ... Das Board und die Regeln ... 286  9.3 ... Alpha-Beta Pruning ... 301  9.4 ... Die KI ... 304  9.5 ... Die GUI erstellen ... 317  9.6 ... Animationen und Daumenkinos ... 325  9.7 ... Die Control-Klasse ... 331  9.8 ... Ausblick ... 338  9.9 ... Literatur und Quellenangaben ... 339

10.  Black & White: Denken und Steuern ... 341  10.1 ... State Charts ... 342  10.2 ... Beispiele für State Charts ... 344  10.3 ... Ein Menüsystem ... 358  10.4 ... Optimierung des Alpha-Beta Prunings ... 379  10.5 ... Ausblick ... 400

11.  Von Sudoku zu intelligenten Lösungen ... 401  11.1 ... Was ist ein CSP? ... 402  11.2 ... Warum Sudoku? ... 403  11.3 ... Was ist ein Sudoku? ... 404  11.4 ... Sudokus erzeugen ... 414  11.5 ... Schrödingers Sudoku -- Aspekte der Quantenmechanik ... 428  11.6 ... Sudokus lösen ... 432  11.7 ... Wo ist das Projekt? ... 439  11.8 ... Sound und Musik ... 440  11.9 ... Export als PDF, PNG, PPT ... 444  11.10 ... Ausblick ... 445  11.11 ... Literatur und Quellenangaben ... 446

12.  Maze Madness ... 447  12.1 ... Irrgärten erzeugen ... 448  12.2 ... Das Spielkonzept von Maze Madness ... 457  12.3 ... Steuerung des Spiels ... 459  12.4 ... Grafiken ... 467  12.5 ... Gold einbinden ... 471  12.6 ... Die Geister ... 473  12.7 ... Selina V2.0 ... 480  12.8 ... Erweiterungen an Maze und MazeCell ... 485  12.9 ... Die Geister V2.0 ... 487  12.10 ... Das finale Gameplay ... 490  12.11 ... Wo ist das Projekt? ... 494  12.12 ... Ausblick ... 494  12.13 ... Literatur und Quellenangaben ... 495

13.  Die Geister, die ich rief ... 497  13.1 ... Urheberrecht ... 498  13.2 ... Maze Man ... 499  13.3 ... Prozedurale Irrgärten ... 499  13.4 ... Die Logik der Gegner ... 518  13.5 ... Der Spieler ... 531  13.6 ... Wie geht es nun weiter? ... 531  13.7 ... Ausblick ... 532  13.8 ... Literatur und Quellenangaben ... 533

14.  Tut's Treasure ... 535  14.1 ... Urheberrecht ... 537  14.2 ... Ideen für unser Spiel ... 539  14.3 ... WFC -- Wave Function Collapse ... 540  14.4 ... Ist WFC künstliche Intelligenz? ... 545  14.5 ... Mit WFC zu Platformer-Leveln ... 546  14.6 ... Der WFC-Code ... 550  14.7 ... Wegesuche mit A* ... 562  14.8 ... A* Im Irrgarten ... 564  14.9 ... Überblick über das Spiel ... 575  14.10 ... Ausblick ... 607  14.11 ... Literatur und Quellenangaben ... 608

15.  Spektiven ... 609  15.1 ... Retro-Spektive ... 610  15.2 ... Per-Spektive ... 612  15.3 ... Pro-Spektive ... 612  15.4 ... Intro-Spektive ... 613  15.5 ... Das Ende einer Reise -- die Freude bleibt ... 614  Index ... 615

Über Autor(innen)

Gaulke, Jens
Jens Gaulke ist Diplominformatiker, Experte für Informationssicherheit und Python mit einer Leidenschaft für Technologie und Bildung. Seine langjährige Lehrerfahrung am bib International College in Paderborn umfasst die Bereiche Programmierung, Game Development, Skriptsprachen, Netzwerke u. v. m. Derzeit als Information Security Officer tätig, ist er unter Anderem mit Cloud Computing, Künstlicher Intelligenz und der Weiterbildung von Mitarbeitern befasst.