AI模型强化学习

OpenAI-Gym-render画基本形状

字数统计: 734字   |   阅读时长: 3分

摘要: OpenAI gym 中 用 Render 画基本形状

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在文章 OpenAI-Gym入门 中，我们以 CartPole-v1 环境为例学习了 OpenAI Gym 的基本用法。在文章 OpenAI-Gym神经网络策略及其训练 中，我们依然是以 CartPole-v1 为例，学习了策略梯度算法及其实现，并用 Keras 实际训练了一个神经网络策略。

在实际业务场景中，我们需要自己实现环境，也就是继承 gym.Env，然后重新实现 reset, step, render 等函数。本文我们主要看一下 render 这个函数，也就是对环境可视化这块。

Gym 简单画图

(1) 直线

首先导入 Gym 中的渲染模块

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from gym.envs.classic_control import rendering

定义一个自己的环境类，继承 gym.Env，可以添加元数据来改变渲染环境时的参数，在 init() 中定义一个画板，然后重载 render 方法，写自己的画图逻辑。

其中直线是用 rendering.Line 定义的。代码中的直线元素的方法 set_color 是添加颜色，画板的方法 add_geom 是将元素画到画板上。

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class StraightEnv(gym.Env):
    metadata = {
            "render.modes": ["human", "rgb_array"],
            "video.frames_per_second": 2
            }

    def __init__(self):
        # 初始化一个画板，参数为长和宽
        self.viewer = rendering.Viewer(600, 400)

    def render(self, mode="human", close=False):
        # 元素
        line1 = rendering.Line((100, 300),  (500, 300))
        line2 = rendering.Line((100, 200),  (500, 200))
        # 给元素加颜色
        line1.set_color(0, 0, 0)
        line2.set_color(0, 0, 0)
        # 把元素添加到画板
        self.viewer.add_geom(line1)
        self.viewer.add_geom(line2)

        return self.viewer.render(return_rgb_array = mode == "rgb_array")

env = StraightEnv()
while True:
    env.render()

结果如下

注意：画板的水平方向是 x 轴，垂直方向是 y 轴，原点在左下角。

(2) 圆

画圆形与画双直线主要的区别在 render 函数内部，其它代码基本一样。

圆是用 rendering.make_circle() 定义的。圆心默认是在原点的，也就是在左下角，我们可以用 rendering.Transform(translation=(100, 200)) 和的方式进行平移。

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class CircleEnv(gym.Env):
    metadata = {
            "render.modes": ["human", "rgb_array"],
            "video.frames_per_second": 2
            }

    def __init__(self):
        self.viewer = rendering.Viewer(600, 400)

    def render(self, mode="human", close=False):
        # 元素(直径为30的圆)
        circle = rendering.make_circle(30)
        # 平移圆心
        circle_transform = rendering.Transform(translation=(100, 200))
        circle.add_attr(circle_transform)
        # 把元素添加到画板
        self.viewer.add_geom(circle)
        return self.viewer.render(return_rgb_array = mode == "rgb_array")

env = CircleEnv()
while True:
    env.render()

渲染结果如下

(3) 多边形

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class MultiPolylineEnv(gym.Env):
    metadata = {
            "render.modes": ["human", "rgb_array"],
            "video.frames_per_second": 2
            }

    def __init__(self):
        self.viewer = rendering.Viewer(600, 400)

    def render(self, mode="human", close=False):
        multipolyline = rendering.make_polyline([(50, 200 - 50 * math.sqrt(3))
                                                ,(100, 200)
                                                ,(200, 200)
                                                ,(250, 200 - 50 * math.sqrt(3))
                                                ,(200, 200 - 100*math.sqrt(3))
                                                ,(100, 200 - 100*math.sqrt(3))
                                                ,(50, 200 - 50 * math.sqrt(3))
                                                ])
        multipolyline_transform = rendering.Transform(translation=(60, 120))
        multipolyline.add_attr(multipolyline_transform)
        self.viewer.add_geom(multipolyline)
        return self.viewer.render(return_rgb_array = mode == "rgb_array")

渲染结果如下

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