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)游戲的一個重要部分，它可以完成對游戲中非玩家角色(Non-Player Character，NPC)行為的控制，為游戲玩家提供良好的游戲體驗(yàn)。在游戲畫質(zhì)趨近照片級別的今天，畫面同質(zhì)化問題比較嚴(yán)重，一款游戲如何取得玩家的青睞變得越來越難。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，游戲中的對象的外觀和行為與現(xiàn)實(shí)中對象的外觀和行為非常類似，并且非玩家角色(

2、NPC)的行為也合乎邏輯。可以說，游戲人工智能通過非玩家角色的智能行為來創(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)通常主要用于整個游戲場景的管理或操作單個的游戲?qū)ο蠛腿宋?。尤為在NPC的分析推理子系統(tǒng)中使用普遍，它通過對感知到的數(shù)據(jù)與存儲記憶體中的知識分析比較，做出一個合理的決策。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，也逐漸顯露出自身的問題。其面臨的主要問題是，NPC的行為不夠個性化。由于使用了固定的規(guī)則，對某事件的反應(yīng)行為單一，NPC的行為很容易被有經(jīng)驗(yàn)的玩家預(yù)測。這對于游戲的真實(shí)感是很不利的。如何對這一點(diǎn)做到效果良好的改進(jìn)，是游戲智能領(lǐng)域的一個迫切問題。
　　 本文首先對游戲智能技術(shù)做整體介紹，其中常用的技術(shù)為有限狀態(tài)機(jī)，腳本語言方法，決策樹

4、等。隨后對第一人稱設(shè)計(jì)游戲(FPS)類型的著名引擎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Quake3的NPC 智能模塊進(jìn)行了解讀，通過對比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)。第四章中針對有限狀態(tài)機(jī)的個性化問題，提出了一種智能行為改進(jìn)方法。本文首先對Quake2中NPC的智能結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，在三類配置文件Animat，Architecture，Knowl

5、edge中重點(diǎn)介紹了第三部分Knowledge 部分。通過分析Knowledge部分組成，我們可以將Knowledge中的規(guī)則塊分為四個部分，分別負(fù)責(zé)控制NPC的移動行為、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)則確定為改動部分，使用Quake2的AI 開發(fā)工具Fear對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)。并且通過有限狀態(tài)理論對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析說明，本文從抽象層次對比了NPC 智能改動前