有限狀態(tài)機(jī)在游戲式學(xué)習(xí)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、游戲智能是計(jì)算機(jī)游戲的一個(gè)重要部分，它可以完成對(duì)游戲中非玩家角色(Non-Player Character，NPC)行為的控制，為游戲玩家提供良好的游戲體驗(yàn)。在游戲畫(huà)質(zhì)趨近照片級(jí)別的今天，畫(huà)面同質(zhì)化問(wèn)題比較嚴(yán)重，一款游戲如何取得玩家的青睞變得越來(lái)越難。在這種情況下，游戲智能重新得到了廠商與消費(fèi)者的重視。成功的游戲智能能夠提供給玩家更好的游戲真實(shí)感。在真實(shí)感游戲中，游戲中的對(duì)象的外觀和行為與現(xiàn)實(shí)中對(duì)象的外觀和行為非常類(lèi)似，并且非玩家角色(

2、NPC)的行為也合乎邏輯?？梢哉f(shuō)，游戲人工智能通過(guò)非玩家角色的智能行為來(lái)創(chuàng)造更富有沉浸性更有趣的游戲體驗(yàn)。
　　 有限狀態(tài)機(jī)(Finite State Machine，F(xiàn)SM)是軟件領(lǐng)域中一種重要的工具，很多軟件的模型實(shí)際上就是有限狀態(tài)機(jī)。在游戲中，有限狀態(tài)機(jī)通常主要用于整個(gè)游戲場(chǎng)景的管理或操作單個(gè)的游戲?qū)ο蠛腿宋铩Ｓ葹樵贜PC的分析推理子系統(tǒng)中使用普遍，它通過(guò)對(duì)感知到的數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)記憶體中的知識(shí)分析比較，做出一個(gè)合理的決策。有限

3、狀態(tài)機(jī)較易實(shí)現(xiàn)，維護(hù)成本低，因此在很多商業(yè)游戲中得到應(yīng)用。然而，有限狀態(tài)機(jī)在取得如此多的應(yīng)用同時(shí)，也逐漸顯露出自身的問(wèn)題。其面臨的主要問(wèn)題是，NPC的行為不夠個(gè)性化。由于使用了固定的規(guī)則，對(duì)某事件的反應(yīng)行為單一，NPC的行為很容易被有經(jīng)驗(yàn)的玩家預(yù)測(cè)。這對(duì)于游戲的真實(shí)感是很不利的。如何對(duì)這一點(diǎn)做到效果良好的改進(jìn)，是游戲智能領(lǐng)域的一個(gè)迫切問(wèn)題。
　　 本文首先對(duì)游戲智能技術(shù)做整體介紹，其中常用的技術(shù)為有限狀態(tài)機(jī)，腳本語(yǔ)言方法，決策樹(shù)

4、等。隨后對(duì)第一人稱(chēng)設(shè)計(jì)游戲(FPS)類(lèi)型的著名引擎Quake3 引擎做系統(tǒng)介紹。本文重點(diǎn)關(guān)注了Quake 引擎的執(zhí)行流程，對(duì)Quake3的NPC 智能模塊進(jìn)行了解讀，通過(guò)對(duì)比Quake2 Fear 與Quake3的智能模塊組織形式，從改進(jìn)方面比較了兩者的優(yōu)缺點(diǎn)。第四章中針對(duì)有限狀態(tài)機(jī)的個(gè)性化問(wèn)題，提出了一種智能行為改進(jìn)方法。本文首先對(duì)Quake2中NPC的智能結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，在三類(lèi)配置文件Animat，Architecture，Knowl

5、edge中重點(diǎn)介紹了第三部分Knowledge 部分。通過(guò)分析Knowledge部分組成，我們可以將Knowledge中的規(guī)則塊分為四個(gè)部分，分別負(fù)責(zé)控制NPC的移動(dòng)行為、視角控制行為、戰(zhàn)術(shù)推理行為和武器選擇行為。本文將戰(zhàn)術(shù)推理規(guī)則確定為改動(dòng)部分，使用Quake2的AI 開(kāi)發(fā)工具Fear對(duì)NPC的智能結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，提供新的NPC 行為，用以改善玩家的游戲體驗(yàn)。并且通過(guò)有限狀態(tài)理論對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析說(shuō)明，本文從抽象層次對(duì)比了NPC 智能改動(dòng)前