chapter11游戏中的人工智能x

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1、第十一章游戏中的人工智能技术浙江大学软件学院梁秀波Email：liangxb@cst.zju.edu.cn游戏AI概述游戏AI基本类型常用的游戏AI技术二维游戏寻路A*算法游戏AI实例——迷宫寻宝本章目录人工智能（ArtificialIntelligence）研究、开发用于模拟、延伸和扩展人脑智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新兴学科。使用计算机来模拟人类的思维过程和智能行为，如学习、推理、思考、规划等游戏AI在游戏中使用计算机来使游戏角色模拟人的思维过程和智能行为游戏中人工智能的概念AI系统的4个部分游戏AI概述感知

2、部分分析部分记忆部分决策部分感知部分相当于人类的眼睛、耳朵等感官，用于获取游戏环境中的信息策略游戏中，通过感知部分来获取敌军数量、兵种、阵型等情报游戏AI概述记忆部分与人脑的记忆功能相同，将感知得到的信息以计算机所接受的格式进行存储在射击游戏中，需要存储友军和敌军的位置、武器弹药数量等信息游戏AI概述分析部分游戏AI系统的核心，相当于人类智能中最重要的判断推理能力游戏中的怪物选择攻击目标时，可以选择距离最近的目标，或生命值最低的目标，也可以选择战斗力最强的目标选择的过程需要通过恰当的分析方法来实现游戏AI概述决策部分相当于

3、人类控制手脚运动的中枢神经信号，在游戏世界中即是将AI系统的决策和行为作用到游戏角色上在足球游戏中，游戏AI系统经过感知、记忆和分析，球员应该采取射门动作决策部分调用角色射门的动画，将射门行为表现出来。游戏AI概述游戏AI基本类型漫游AI行为AI策略AI漫游AI确定一个游戏对象如何在游戏世界中移动，对其运动进行控制角色扮演游戏：怪物巡逻竞速游戏：赛车选择合适路线射击游戏：士兵向目的地进发游戏AI基本类型行为AI规定一个游戏对象在游戏世界中的行为方式，以及面对游戏环境的动态变化做出恰当反应角色扮演游戏：怪物未发现玩家时，睡觉

4、；玩家靠近时，惊醒体育游戏：球员无球状态下，跑位；有球状态下，传球动作游戏：怪物未被激怒，单体攻击；被激怒后，范围攻击游戏AI基本类型策略AI作用于多个对象的调度与资源分配常用于即时战略游戏战士位于前排，吸收伤害法师输出魔法伤害射手输出物理伤害牧师治疗受伤友军游戏AI基本类型常用的游戏AI技术人工神经网络有限状态机遗传算法模糊逻辑脚本语言有限状态机表示有限个状态以及在这些状态之间的转移和动作等行为的数学模型由有限个状态组成，连成有向图图中每一条边称为一个转换接受输入，导致状态转换的发生常用的游戏AI技术有限状态机示意图初始

5、状态S0沿a，b，c边转换为3种不同状态常用的游戏AI技术模糊逻辑采用多值逻辑，不同于计算机的二值逻辑元素属于集合的观念模糊化，存在既非完全属于某集合，又非完全不属于某集合的元素“属于”的概念量化，不同元素对同一集合有不同隶属度角色扮演游戏中，怪物对玩家的害怕程度、威胁程度常用的游戏AI技术人工神经网络由节点相互连接而成，相当于人脑的神经元细胞输入/输出节点：和外部环境连接，负责输入输出信息隐藏节点：位于网络内部输入节点的输出是隐藏节点的输入隐藏节点的输出是输出节点的输入常用的游戏AI技术人工神经网络每个神经元是一个处理单

6、元接收的信息(x0,x1,•••,xn)通过(W0,W1,•••,Wm)表示互联强度以点积的形式合成输入，并与设定阈值比较常用的游戏AI技术遗传算法类似于大自然优胜劣汰的机制使用适者生存原理、基因遗传原理模拟生物进化过程通过随机选择、杂交、突变对程序、算法和其他参数进行操作常用的游戏AI技术脚本语言具有行为解释功能的AI技术规定游戏角色的智能行为什么时候、什么条件执行什么动作规定整个游戏的进程地图上出现什么，消失什么，角色状态的改变常用的游戏AI技术1.将游戏路径信息转化为图结构预处理：对地图信息进行预处理，构造简化的新地

7、图，方便路径查找矩阵分析法：将游戏地图均匀转换为二阶矩阵单元，每一矩阵单元代表可能的地图元素类型二维游戏寻路技术2.确定地图中障碍物的处理方法将障碍对象通过简化处理，看成凸多边形只能绕行的障碍：根据特定地图信息选择一个方向绕行可穿越的障碍：直接路径连接障碍区域入口或出口，形成穿越二维游戏寻路技术3.确定采用何种技术寻路盲目搜索方法：除了能够区分目标位置和非目标位置之外，没有其他参考信息广度优先搜索深度优先搜索启发式搜索方法：在搜索过程中，计算目前位置与初始位置的距离，由启发函数评估，提高效率局部择优搜索最好优先搜索A*算法

8、二维游戏寻路技术广度优先搜索二维游戏寻路技术根结点->儿子结点->孙子结点缺点：内存消耗大RootRootChild1Child2RootChild1Child2GChild1GChild2GChild3GChild4(1)(2)(3)深度优先搜索二维游戏寻路技术先搜索儿子结点，后搜索兄弟RootChi