chapter11 游戏中的人工智能
40页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: 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
2、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;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
3、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
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