Unity_ML-agents basic

科展環境準備及基礎

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• Z-hwA

ch1環境設置

在使用Unity之前，我們必須先到官網下載Unity的hub，透過Unity hub我們能夠簡單的安裝各種版本的Unity，以及使用。

A部分 Untiy安裝:

第一步 安裝Unity Hub:

前往Unity download頁面。
連結:https://unity3d.com/get-unity/download

點擊Download Unity Hub，下載完後直接安裝即可。接下來，我們暫時不需要去使用，因此先不用開啟。

第二步 註冊一個Unity帳號:

前往Unity ID介面。

連結:https://id.unity.com/en/conversations/2f5fc0c0-6945-4320-922e-f2bac8fefc2801cf?view=register

在這個頁面註冊一個Unity帳號，這個Unity帳號，能讓我們在Unity Hub中激活我們的授權，從而能夠使用Unity。

第三步 授權:

開啟Unity Hub，點擊右上方的紅色框登入後。在下方會出現訊息，此訊息應該為「Unity尚未授權」等提示。這裡我因為已經授權過了，所以提示授權即將到期。(授權期很短，因此打開經常會收到這樣的訊息，提示授權即將到期。不須去理會，只需要等授權時間到再次授權即可)。

點擊管理授權，進入授權介面，之後如果需要重新授權也是參照以下步驟。

登入後即可選擇啟用新的授權，如果沒有登入的話，就會是灰色的。按下它!!!

接下來，參照我的設定激活授權。按下完成。

完成授權。

第四步 安裝對應版本的Untiy:

接下來，退出喜好設定。

打開Unity Hub左邊的清單上選擇安裝，進入安裝介面，點選新增。並選擇你需要的Unity版本，本教程的建議版本為2020.3.0f1(LTS)。

建議在選擇版本時，選擇帶有(LTS)字樣的版本，這意味著，Unity官方將對這個版本做出長期的維護，而不會閒置它。

請注意，如果你的電腦中沒有裝Visual Studio那麼在第一款Unity安裝時，會多出一個下載Visual Studio的選項，請勾上它。下一節，我們將說到如何安裝Visual Studio

選擇好版本後，按下一步。對我們的Untiy需要用的的環境做配置，這裡我的配置能夠開發(IOS、Android、Windows)的應用。在本次ML-agents的教程中，只需要用到Windows即可。

選擇完成後，便會自動開始下載以及安裝，如果有勾取下載Android Studio的同學們，請到B部分，學習如何配置Android Studio。

B部分 Visual Studio安裝

等到你的Untiy自動安裝到最後的時候，會跳出visual studio的安裝引導，就跟著他做，並選擇下方的配置即可。

如果沒有跳出來，就在開始搜尋visual studio installer點開他，根據他的要求操作。

應該是重開機之後，就會在跳出來，這個時候選擇修改，照著下面的步驟做下去。

第一步 開發環境:

在這裡我們選擇Unity即可。如果有其他的程式語言開發需求，再安裝其他的環境即可。

選好之後，點擊右下角的按鍵即可，因為我的已經安裝好了，所以字樣是修改，你們的應該會不一樣。

接下來，等待Unity以及Visual Studio完成安裝。

C部分 確認以上兩項的安裝都已確實完成，以及腳本代碼補全功能存在

第一步 檢測:

最後的設定，請讓我們打開你下載的Unity，選擇新專案，選擇3D專案，命名，建立。

接下來，會自動進入Unity的基礎介面，在後面的章節會介紹如何使用，

然後，點擊上方的Edit，Preferences，進入Preferences介面。

然後，點擊Extemal Tools，將External Scripts Edito中的預設選項，修改為你的Visual Studio版本，我這裡選擇2019。完成後即可關閉Preferences介面。

現在請讓我們建立一個腳本在Assets中。

在Assets區域中按下滑鼠右鍵，Create，C#Script。雙擊它，會自動打開Visual Studio並可以看見以下預設腳本。

請跟著我打上public ga的字，如果在你輸入的過程中，有跑出我框住的字樣(GameObject)，那麼就完成設定了。

如果有其他問題，可以向我提問，或是到以下參考影片中，重新設定一次。
參考影片:https://www.youtube.com/watch?v=Wns-DZbMyIw

恭喜你，完成Unity基礎環境設定，完成了以上步驟的你，現在已經踏上做為一名開發者的第一步階梯了。

D部分 ML-agents環境設置(請在本次範例的專案中進行，優先完成ch2的A部分，開啟一個專案，再回來做這裡)

第零步 簡述:

該部分內容參考了Unity官方英文文檔以及Code Monkey大神在Youtube的”How to use Machine Learning AI in Unity! (ML-Agents)”影片，因此，如果你的英文還不錯，那麼我建議你自己去看英文文檔以及原影片，以防有翻譯上的問題。

第一步 打開終端機:

在開始頁面中，搜尋CMD，並選擇命令提示字元(CMD)。

接下來的指令輸入，部分暫時沒有圖片支援，建議搭配影片食用01:22~10:10。

第二步 進入我們的專案中:

讓終端機，移動到想要用來訓練AI的Unity專案。

在”>”之前的是我們的終端機現在的路徑，請將它移動到你的Unity專案的位置，我的Unity專案名字是AITrain_set。因此，使用cd (路徑)，進入。

cd (路徑) //cd C:\Users\Lenovo\AITrain_set
cd .. //可以回到上一層位置

使用時記得目前所在那個位置開始
上方案例中，我們的初位置是C:\Users\Lenovo，因此用cd AITrain_set，否則會報錯。

第三步 python下載:

接著輸入python

如果已經有安裝python，那麼就

exit()

出python就行了。

如果沒有會彈出Microsoft Store的頁面，在那裏下載python3.7就行了

第四步 增加虛擬環境:

python -m venv venv

如果你現在打開你的Unity專案會發現有一個叫做venv的資料夾已經出現了，那就是我們的虛擬環境。

之後，我們所以的環境都是裝在這個虛擬環境中，以防它影響到我們電腦本身其他程式的運作。

第五步 啟動虛擬環境:

venv\Scripts\activate

輸入後，你會看到我們的路徑最前方出現(venv)，這樣就完成了。

第六步 升級pip:

pip能幫助我們下載一些額外的功能或模組，在使用之前，我們必須先幫他升級。

python -m pip install --upgrade pip

第七步 下載Torch:

Torch提供給我們運算機器學習的科學框架，或稱之為基本算式等等，我是這麼理解的。

pip install torch==1.7.0 -f https://download.pytorch.org/whl/torch_stable.html

第八步 下載ML-agents:

這就是我們在Unity中使用的AI訓練相關的模組。

pip install mlagents //如果出現錯誤訊息的話，請使用下面這一條
pip install mlagents --use-feature=2020-resolver

第九步 測試是否成功下載:

mlagents-learn --help

如果有很多用法提示出現，且沒有出現ERROR或是不同顏色的錯誤訊息，那就完成了。

出錯解決辦法，我有時間再補上…

第十步 Unity package載入:

打開Unity，在上方的選項中選擇window>package manager，進入該頁面後，選擇右上己的齒輪，選擇advanced project setting，打開該頁面後，勾選enable preview package，回到package manager頁面，找到mlagents 1.6下載。

如果沒有找到1.6版本，可前往下面頁面，照做。

教程(完成安裝com.unity.ml-agentsUnity軟件包就好):
https://github.com/Unity-Technologies/ml-agents/blob/main/docs/Installation.md?fbclid=IwAR3vqQH-y09iYqEEVAPS8IVaND4my-L-nHpXx9X4cCJtr1yxuSFjaHKSxck#advanced-local-installation-for-development

下載點:
https://github.com/Unity-Technologies/ml-agents?fbclid=IwAR2Y0NqIYha2ThImYoEw81TU8LraFs_l539MqB05tGlhhEBMvRLoN8m8-_w

ch2專案建立

現在完成了A、B、C部分的環境配置後，我們可以正式開始建立我們的ml-agents專案，在這裡，我將建立一個最簡單的範例，”追蹤小球”。

如果你的英文能力不錯的話，那麼也可以前往Code Monkey大神在Youtube的”How to use Machine Learning AI in Unity! (ML-Agents)”觀看完整版影片。

影片連結:https://youtu.be/zPFU30tbyKs

A部分 建立3D專案

看我做的影片吧!!!
影片連結(高畫質，字樣很清楚，沒字幕):https://youtu.be/hYrYo-u4los

B部分 開始訓練

第一步 開啟專案:

打開我們建好的Unity專案

第二步 打開CMD:

打開CMD，進入專案底下。

第三步 啟動虛擬環境:

venv\Scripts\activate

第四步 開始訓練:

注意:訓練之前請確保你的Behavior Name和.yaml檔中的名字一樣。
    訓練模式為Default
    
預設訓練檔下載連結:https://drive.google.com/file/d/1AuOIvefzJO_kFDcfKNLIJELsVSeiXtAD/view?usp=sharing

如果你沒有預設的訓練檔(告訴AI怎麼訓練)，那麼就會用預設的訓練檔去做

mlagents-learn --run-id=(生成的檔案名字) //mlagents-learn --run-id=Goal

如果你有的話，就使用下面這行

mlagents-learn (yaml檔的路徑) --run-id=(生成的檔案名字) //mlagents-learn config/MoveToGoal.yaml --run-id=Goal

輸入完後，回到Unity按下開始鍵，便會開始訓練了(記得AI的模式要改為Default)

第五步 打開訓練資料面板

再開啟一個CMD，進入虛擬環境後，輸入。

tensorboard --logdir results

再返回的資料中會出現一段網址，複製，打開你的瀏覽器，貼上，就會進入獲取資料的介面了。