chapter11游戏中鹅的人工智能.pptx

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（Artificial Intelligence） 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 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；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 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 盲目有哪些信誉好的足球投注网站方法：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 广度优先有哪些信誉好的足球投注网站 深度优先有哪些信誉好的足球投注网站 启发式有哪些信誉好的足球投注网站方法：在有哪些信誉好的足球投注网站过程中，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 局部择优有哪些信誉好的足球投注网站 最好优先有哪些信誉好的足球投注网站 A*算法 二维游戏寻路技术 广度优先有哪些信誉好的足球投注网站 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 Root Root Child1 Child2 (1) (2) (3