eleeye

ElephantEye

a XiangQi (Chinese Chess) Engine for XQWizard with Strong AI

中國象棋對弈程式ElephantEye(象眼) 版本：3.15

國際象棋百科全書網* 2008年3月
(* Email: [email protected])

一、簡介

ElephantEye 是一款自由的中國象棋程序，在遵循《GNU寬鬆通用公共許可協議》(GNU Lesser General Public Licence)的前提下，廣大象棋愛好者和程序設計師可以自由使用ElephantEye 及其源程序。
ElephantEye 中文名稱為“象眼”，它跟“馬腿”和“砲架子”一起構成了中國象棋“棋盤上的第三個維度”。 ElephantEye 通常與一個象棋棋譜編輯軟體ElephantBoard 配合使用，寓意有板有眼(英文Board 的意思是「板」)。 (註：現在ElephantBoard 已更名為「象棋巫師」。)

二、引擎協議

ElephantEye 支援UCCI 3.0，淺紅象棋使用者可透過UCCI引擎適配器(UCCI2QH)呼叫ElephantEye引擎。
(1) 支援的UCCI指令有：
ucci
setoption ...
position {fen <fen_str> | startpos} [moves <move_list>]
banmoves <move_list>
go [ponder | draw] ...
ponderhit [draw] | stop
probe {fen <fen_str> | startpos} [moves <move_list>]
quit
(2) 可以回傳的UCCI資訊有：
id {name <engine_name> | version <version_name> | copyright <copyright_info> | author <author_name> | user <user_name>}
option ...
ucciok
info ...
{nobestmove | bestmove <best_move> [ponder <ponder_move>] [draw | resign]}
pophash [bestmove <best_move>] [lowerbound <value> depth <depth>] [upperbound <value> depth <depth>]
bye

三、參數設定

ElephantEye 作為UCCI引擎，有若干可以設定的參數(可以直接在<象棋巫師>中設定)。
(1) 開局庫：
預設的開局庫為ElephantEye 程式(ELEEYE.EXE)目前目錄下的BOOK.DAT，含有10,000個對稱局面的著法。
(2) 思考時間：
限定思考深度通常不是很好的選擇，建議在給定限時讓程式自動分配時間。而在解殺局或分析局面時，則可讓程序無限制思考，並可隨時中止思考。
(3) 置換表大小：
儘管置換表大小對程式的運行速度影響不大，預設16MB的設定已經足夠，但ElephantEye 還是提供了設定置換表大小的功能。在記憶體允許的情況下，下慢棋時可以適當增加置換表的大小，但建議不要超過實體記憶體的一半。
(3) 裁剪程度：
為加快程式的運算速度，ElephantEye 預設使用空著裁剪，並且產生負面影響的可能性很小。只有最低等級會停用空著裁切。
(4) 知識量：
知識量和局面評價的準確性有關，在ElephantEye 的知識量等級中，只有最低級別是不採用局面評價函數的(只考慮子力價值)，在解排局等不需要依靠審局知識來分析的局面時，可以嘗試用這種設定。
(5) 隨機性：
ElephantEye 設有4級隨機性。隨機性越大，程序越有可能走出它認為不是最好的著法，但「不是最好的著法」並非一點好處也沒有，尤其在沒有啟用開局庫時，適當增大隨機性，可以避免程序在相同的局面下走出一樣的著法。

四、規則

從2.0版開始，ElephantEye除了支持“單方面長將判負”的規則外，還支持“長打判負”，“打”包括“將”和“捉”。由於程序複雜性方面的限制，只有以下三種情況被辨識成「捉」：
A. 馬捉車或有根的砲兵(卒)；
B. 車捉有根的馬砲兵(卒)；
C. 砲捉車或有根的馬兵(卒)。
儘管ElephantEye 在複雜的情況可能無法正確識別長打，但由於支持UCCI命令banmoves ... ，一旦用戶認為引擎走了“長打”的禁著，可以用<象棋巫師>的“設置禁著”功能讓引擎強制變著。

五、博弈演算法

ElephantEye 屬於偏向蠻力的象棋程序，使用了嚴謹而有效的博弈演算法：
(1) 使用位元行和位元列的著法產生器：
位行(BitRanks)和位元列(BitFiles)有利於滑動棋子(車和砲)的著法(尤其是吃子著法)生成，位行和位列可以用查表來代替在射線上做的循環運算。在ElephantEye 中，位元行和位元列的技術不僅用在著法產生器中，也用到了牽制的判斷上。
(2) 靜態局面搜尋：
在做靜態搜尋時，ElephantEye 搜尋了吃子或解將的著法，在搜尋吃子著法時，ElephantEye 過濾掉不重要的吃子，例如吃不過河的兵、吃不處於防守中的士象等著法，都不在靜態搜尋的範圍內。
(3) 循環著法和長將檢測：
ElephantEye 可以辨識循環著法，出現循環著法時可以判斷哪方為長將，並且會利用禁止長將的規則來謀求優勢，但目前ElephantEye 還無法識別長捉。
(4) 置換表：
ElephantEye 參考了中國象棋程式「縱馬奔流」的設計思路，​​使用深度優先和始終覆蓋的雙層置換表，並採用低出(高出)邊界修正的置換表更新策略。
(5) 有檢驗的空著裁切：
ElephantEye 使用R=2 的空著裁剪，在殘局階段使用帶有檢驗的空著裁剪。
(6) 迭代加深/吃子著法/殺手著法/歷史表啟發：
ElephantEye 的著法排序非常簡單清晰，依序是迭代加深著法、好的吃子著法、殺手著法和依歷史表排序的生成著法。
(7) 將軍/唯一應將延伸：
在選擇性延伸上，ElephantEye 採用了將軍和唯一應將延伸。
(8) Alpha-Beta主要變例搜尋：
ElephantEye 使用傳統意義上的遞歸式Alpha-Beta主要變例搜尋。
(9) 開局庫：
ElephantEye 的開局庫共包含了10,000個對稱著法，是從1990年到2005年全國象棋個人賽、團體賽、五羊杯、聯賽等8,000局頂尖比賽中提取的。
(10) 後台思考與時間分配策略：
ElephantEye 支援後台思考功能，同時提供了時段製和加時兩種時間分配策略，會自動合理分配時間。

六、開局庫

ElephantEye 的開局庫可由「ElephantEye 開局庫製作工具」製作。執行製作工具後，首先要選擇PGN棋譜所在的資料夾，然後儲存為開局庫檔案(通常是BOOK.DAT)。通常，用來產生開局庫的棋譜數量越多，產生的開局庫檔案就越大。
為了讓製作的開局庫對ElephantEye 生效，只需要把生成的開局庫檔案替換掉ElephantEye 目錄下的BOOK.DAT 即可，也可以在<象棋巫師>的「引擎設定」對話框中指定開局庫檔案。

七、局面評價函數庫

ElephantEye 從2.1版開始，程式的搜尋部分和局面評估部分就分離了，搜尋部分透過呼叫API函數的形式與局面評估部分耦合。
其他像棋程式設計師可以在ElephantEye 的基礎上更自由地發揮。根據LGPL協議，搜尋和局面評估這兩個部分都作為獨立的程式庫，並運用其中任何一部分都只需要公開該部分的來源程式。換句話說，如果局面評價部分沒有使用任何開放代碼，那麼程序設計師就沒有義務公開這部分的源程序，搜尋部分也是如此。
ElephantEye 的局面評估API函數介面定義如下：
A. 局面評價引擎名稱：const char *GetEngineName(void);
B. 局面預評價函數介面：void PreEvaluate(PositionStruct *lppos, PreEvalStruct *lpPreEval);
C. 局面評估函數介面：int Evaluate(const PositionStruct *lppos, int vlAlpha, int vlBeta);
其中PositionStruct 和PreEvalStruct 必須分別符合position.h 和pregen.h 中定義的結構。

八、原始程式

ElephantEye 的原始程式包含9個模組，內容大致為：
(1) ucci.h/ucci.cpp
UCCI指令解釋模組，包括Windows 和Unix 下的行輸入接收程式；
(2) pregen.h/pregen.cpp
Zobrist 陣列和著法預設表的生成模組。 ElephantEye 的預置表分為兩個部分，一是滑動棋子的著法預置表(包括不吃子、車吃子、炮吃子和隔兩子吃子)，它是實現位行和位列技術的基礎；二是其他棋子的著法預置表，使得著法生成時避免了煩瑣的邊界判斷。
(3) position.h/position.cpp
主要描述著法和局面的資料結構及功能。局面的處理是本模組的重點，處理內容包括局面初始化、FEN串導入、棋子移動、殺手著法的合理性判斷、將軍判斷、長將和循環檢測、子力價值分調整等過程，還包括5個子力位置價值表。
(4) genmoves.cpp
著法生成器，包括生成吃子著法和生成不吃子著法的兩個，但不能只生成解除將軍的著法。在生成吃子著法的同時賦予每個著法以對應的MVV(LVA)(或稱準SEE)值。本模組還有一個專門判斷棋子是否有保護的函數，來計算MVV(LVA)值，對於有保護的棋子，計算MVV-LVA的值(小於零不計)，對於無保護的棋子，只計算MVV的值。因此，判斷棋子是否有根的程式也包括在本單元中。
(5) hash.h/hash.cpp
置換表、歷史表和著法清單管理模組，包括置換表的分配和存取、主要變例取得等操作。
(6) book.h/book.cpp
開局庫讀取模組。
(7) movesort.h/movesort.cpp
著法列表排序模組。
(8) search.h/search.cpp
搜尋模組，除了靜態搜尋、完全搜尋和根結點搜尋這三個主要流程外，還包括迭代加深控制、後台思考、時間分配、搜尋參數統計和搜尋資訊輸出等內容。該模組是整個程式的核心模組。
(9) eleeye.cpp
主程式(即main 函數)。
(10) preeval.h/preeval.cpp
子力位置數組預生成器，ElephantEye 根據「進攻/防守」和「開局/中局/殘局」兩個參數線性調整子力位置數組。
(11) evaluate.cpp
局面評價函數，ElephantEye 採用了四級偷懶評價的機制，最粗的層次只評價特殊棋型，進一層次評價牽制，再進一層次評價車的靈活性，最高層次還評價馬的阻礙。

九、程序表現

ElephantEye 的設計重點在搜尋演算法，但在知識上比較欠缺。在2.8GHz的處理器上每秒可搜尋約1,000,000個結點(包括常規搜尋和靜態搜尋)，一般的中局局面在1分鐘內可搜尋約11層。
在棋力上，ElephantEye 和「棋隱」、SaoLa (象棋挑戰者)等程式具有同等水平，但由於局面評估函數上的缺陷，ElephantEye 距離頂尖的商業象棋軟體(謝謝大師、象棋世家、象棋奇兵、棋天大聖等)尚有一定的差距。
ElephantEye 在聯眾、弈天等象棋對弈網站上作過測試，用等級分來衡量，聯眾網的戰績在2500分左右，弈天網快棋的戰績在2000分左右，慢棋在1500分左右。
2005年9月在台灣象棋軟體愛好者施金山先生的幫助下，ElephantEye 參加了在台北舉行的第10屆ICGA電腦奧林匹克大賽中國象棋組比賽，戰績是7勝5和14負，在14個程式中排名第11；2006年8月ElephantEye參加了在北京舉行的全國首屆電腦博弈錦標賽，戰績是7勝2和11負，在18個程式中排名第7。

十、相關資源

ElephantEye的原始程式發佈在SourceForge的XiangQi Wizard專案中，其頁面為：
http://sourceforge.net/projects/xqwizard/
ElephantEye的版本改進，即時同步地發佈在SourceForge的SVN網站上，取得位址是：
https://xqwizard.svn.sourceforge.net/svnroot/xqwizard/
您可以使用TortoiseSVN 等SVN客戶端程式取得到最新的(跟開發者完全同步的)程式碼，TortoiseSVN 的使用介紹和下載位址是：
http://sourceforge.net/projects/tortoisesvn/

ElephantEye 必須在支援UCCI(如<象棋巫師>)的象棋程式下運行，<象棋巫師>安裝程式包含了最近一個版本的ElephantEye。
<國際象棋巫師>可到下列網站下載：
http://www.skycn.com/soft/24665.html (天空軟體站)
http://www.onlinedown.net/soft/38287.htm (華軍軟體園區)

ElephantEye 的來源程式包除了ElephantEye 本身的原始程式外，還包括以下幾個附加模組：
(1) 基礎程式碼(base)：提供了組譯指令、系統函數呼叫等功能；
(2) 中國象棋規則模組(cchess)：為其他軟體使用ElephantEye 程式碼提供了介面；
(3) 開局庫製作模組(BOOK)：製作開局庫BOOK.DAT的程式碼；
(4) UCCI引擎聯賽模擬器(LEAGUE)：為UCCI引擎測試和比賽提供了自動批量對局的平台；
(5) UCCI引擎搜尋樹分析器(TREE)：UCCI引擎(支援UCCI 2.2+)的搜尋路線分析工具；
(6) XQF棋譜工具(XQFTOOLS)：提供XQF等多種棋譜轉換為PGN的工具；
(7) 淺紅象棋適配器(UCCI2QH)：為淺紅象棋呼叫UCCI引擎提供了介面；
(8) 淺紅象棋引擎支援UCCI的適配器(QH2UCCI)：為「夢入神蛋」淺紅象棋加入UCCI引擎測試提供了介面；
(9) BBS Chess(BBSCHESS)：一個用Visual Basic 製作的西洋棋局面設定工具，可在各大學BBS上貼上彩色的西洋棋局面；
(10) 棋盤圖片產生器(FEN2BMP)：一個可以把西洋棋和中國象棋的FEN檔案轉換成BMP檔案的實用工具；
(11) 編碼轉換(codec)，包括簡繁轉碼、UNIX文字轉碼、Base64轉碼等；
(12) 其他工具(MISC)：包括簡易網路通訊、管道測試等工具；
(13) 說明文檔(DOC)：即《中國象棋程式設計探索》系列連載；
(14) 參賽棋譜(CCGC)：ElephantEye 參加首屆全國電腦遊戲錦標賽(CCGC)的全部棋譜。

如果要獲得關於ElephantEye 的更加詳細的信息，可登入象棋百科全書網：
http://www.xqbase.com/