游戏人工智能关键技术研究与应用

发布时间：2017-04-08 18:28

  本文关键词：游戏人工智能关键技术研究与应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着计算机硬件软件水平的不断提高,电子游戏行业特别是网络游戏以及近两年的手机游戏也得到了飞速的发展,市场上各种游戏大作佳作层出不穷,供游戏开发者选用的各种游戏引擎也在以飞快的速度迭代更新。游戏图形技术作为游戏开发的基础,每年的技术都在更新,一款游戏的好坏与否很大程度上取决于图形技术,但是随着图形技术日趋极致,人们不再满足于优美绚丽的视听体验,转而追求更深层次的游戏内涵,于是游戏可玩性正成为游戏设计中重要的一环,而游戏的可玩性就集中体现在游戏的“人工智能”上。作为实现游戏可玩性的技术核心,以及众多商业游戏推广的卖点,游戏人工智能给予了玩家在游戏中与人工智能角色产生行为和情感交互的方式,将游戏体验带入更深层次的境界。 本文对目前主要的游戏人工智能技术行为树技术进行了介绍和分析,包括介绍行为树与状态机、共享节点型行为树以及机器学习与行为树。本文在现有的行为树模型基础上提出了一种基于Q学习算法的非玩家角色行为树模型。通过在一般行为树、使用贪婪算法的Q学习行为树和带Q条件节点的Q学习行为树之间进行性能比较,证明了带Q条件节点的Q学习行为树的优越性 本文设计与实现了一种基于Unity3D的通用游戏人工智能引擎。引擎结合了当前主流的游戏人工智能技术,适用于大多数游戏类型的人工智能开发,为游戏人工智能开发者提供了便利。本引擎总体架构设计分为三个层面：基础框架类、智能代理的三大组件模型以及消息系统,其中智能代理的结构主要包括决策系统、感知系统和行为系统。引擎同时对基本的游戏人工智能算法进行了封装,并提供了定制接口,开发者可以方便的调用相关的算法,也可以自己灵活进行定制化和扩展。
【关键词】：人工智能 电脑游戏 行为树 AI引擎 Unity3D
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP317;TP18
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 目录6-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 研究背景9-12
• 1.1.1 人工智能与游戏人工智能9-10
• 1.1.2 不同类型的游戏人工智能10
• 1.1.3 游戏引擎与游戏人工智能10-12
• 1.2 研究的现状与未来12-14
• 1.2.1 游戏人工智能研究的现状12-13
• 1.2.2 游戏人工智能研究的未来13-14
• 1.3 论文的研究内容14-15
• 1.4 论文的主要工作及章节安排15-16
• 第二章 行为树技术的研究与分析16-28
• 2.1 引言16
• 2.2 行为树基本概念16-21
• 2.2.1 行为树16-17
• 2.2.2 行为节点17-18
• 2.2.3 组合节点18
• 2.2.4 前提节点18-19
• 2.2.5 带优先级的选择节点19
• 2.2.6 不带优先级的选择节点19-20
• 2.2.7 带权值的选择节点20
• 2.2.8 组合节点的状态20-21
• 2.3 从有限状态机到行为树21-24
• 2.3.1 转换到特定状态21
• 2.3.2 转换到不同状态21-22
• 2.3.3 转换到多个状态22-23
• 2.3.4 循环跳转23-24
• 2.4 共享节点行为树24-26
• 2.4.1 节点构成24-26
• 2.4.2 复合节点26
• 2.5 机器学习与行为树26-27
• 2.6 本章小结27-28
• 第三章 基于Q学习算法的行为树模型28-39
• 3.1 引言28
• 3.2 Q学习算法28-29
• 3.3 Q学习行为树29
• 3.4 算法流程29-32
• 3.4.1 建立知识29-30
• 3.4.2 Q条件节点30-31
• 3.4.3 重排树拓扑31-32
• 3.5 实验仿真与分析32-37
• 3.5.1 智能代理32-34
• 3.5.2 区域设定34
• 3.5.3 猎物状态和奖励34-35
• 3.5.4 实验分组35
• 3.5.5 结果与分析35-37
• 3.5.6 实验结论37
• 3.6 本章小结37-39
• 第四章 基于行为树技术的通用AI引擎设计与实现39-62
• 4.1 引言39
• 4.2 通用AI引擎AiGine的概要设计39-41
• 4.2.1 引擎定位39-40
• 4.2.2 性能目标40
• 4.2.3 引擎总体架构40-41
• 4.3 通用AI引擎AiGine的详细设计与实现41-61
• 4.3.1 开发环境和开发工具41-42
• 4.3.2 基础框架类42
• 4.3.3 智能代理42-45
• 4.3.4 决策系统45-52
• 4.3.5 感知系统52-56
• 4.3.6 行为系统56-59
• 4.3.7 消息机制59-61
• 4.4 本章小结61-62
• 第五章 基于通用AI引擎的策略游戏设计与实现62-72
• 5.1 引言62
• 5.2 Unity3D游戏引擎简介62-63
• 5.3 游戏的概要设计63-64
• 5.3.1 游戏项目的基本信息63
• 5.3.2 游戏的基本流程63-64
• 5.4 游戏的详细设计与实现64-71
• 5.4.1 项目的资源组织64-65
• 5.4.2 游戏的主体架构65-66
• 5.4.3 游戏的主体流程66-67
• 5.4.4 游戏的类组件67-70
• 5.4.5 游戏运行效果70-71
• 5.5 本章小结71-72
• 第六章 总结与展望72-74
• 6.1 工作总结72-73
• 6.2 展望73-74
• 参考文献74-76
• 致谢76-77
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文77

【共引文献】

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本文编号：293438