FPS游戲中多智能體決策模型研究.pdf

1、游戲行業(yè)在國(guó)內(nèi)外發(fā)展的速度很快,年產(chǎn)值已經(jīng)超過(guò)影視娛樂(lè)行業(yè)。游戲人工智能開(kāi)始變得和圖形、聲效一樣成了游戲設(shè)計(jì)中十分重要的部分。特別是在FPS游戲中,如果智能的非玩家角色NPC(包括敵方單位,我方單位以及中立單位)在游戲環(huán)境中獲取信息,感知周圍環(huán)境的變化,并做出合理的決策和響應(yīng),和玩家協(xié)作或者對(duì)抗,能極大的提升玩家的體驗(yàn)。
　　傳統(tǒng)的FPS游戲中會(huì)有多個(gè)智能體NPC存在于游戲場(chǎng)景中,但是它們往往是單獨(dú)行動(dòng),沒(méi)有智能體間的合作,不符合

2、實(shí)際的情況。另外,在傳統(tǒng)FPS游戲中玩家Player只是一個(gè)參與者,而非指揮者?；谝酝逆I盤或者搖桿的人機(jī)交互方式,玩家很難像真實(shí)環(huán)境中那樣通過(guò)語(yǔ)音或者動(dòng)作指令指揮虛擬隊(duì)友在游戲場(chǎng)景中進(jìn)行戰(zhàn)斗,也很難控制玩家的替身在游戲場(chǎng)景中移動(dòng)。本文針對(duì)多虛擬角色的FPS游戲中的多智能體決策模型展開(kāi)研究,通過(guò)建立新的多智能體AI模型,支持游戲中虛擬角色之間以及與玩家之間的配合協(xié)作及交互控制。
　　論文主要的研究工作和研究成果包括:
　　

3、(1)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套狀態(tài)驅(qū)動(dòng)的多智能體層級(jí)決策模型。該模型使用了層級(jí)AI架構(gòu)設(shè)計(jì),將多智能體進(jìn)行層級(jí)組織。在每一層上都可以使用有限狀態(tài)機(jī)的方法進(jìn)行自主的行為選擇。信息收集的過(guò)程自下而上,簡(jiǎn)單有效,而決策自上而下,方便集中控制。上一層決策,通過(guò)改變下一層單位的狀態(tài)來(lái)執(zhí)行。
　　(2)設(shè)計(jì)了一套滿足語(yǔ)義的玩家語(yǔ)音和動(dòng)作指令解譯和執(zhí)行方法。指令處理過(guò)程分為指令合成、指令包裝、指令消息傳遞、指令翻譯和指令執(zhí)行五個(gè)環(huán)節(jié)。論文研究工作針對(duì)每

4、個(gè)環(huán)節(jié)中所碰到的問(wèn)題都提出并實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的解決方案。
　　(3)在以上工作的基礎(chǔ)上,提出了一套支持指令控制的多智能體層級(jí)決策模型。該模型支持經(jīng)過(guò)解譯的玩家指令經(jīng)由分隊(duì)Team層流向單兵,最終通過(guò)切換單兵狀態(tài)的方式,實(shí)現(xiàn)對(duì)于虛擬角色的實(shí)時(shí)指令控制,使得指令控制和多智能體層級(jí)決策模型在架構(gòu)上的達(dá)到統(tǒng)一。
　　(4)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了易于復(fù)用和擴(kuò)展的智能體初始化方法。結(jié)合Unity3D游戲引擎的特性,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了使用XML配置文件的方法來(lái)初

5、始化每一層智能組織的腳本控制組件以及每一層的有限狀態(tài)機(jī)。該方法支持通過(guò)改變XML配置文件中的腳本控制組件的配置,擴(kuò)展出新的智能單位。該方法支持通過(guò)改變 XML配置文件中的有限狀態(tài)機(jī)的配置,擴(kuò)展出智能體新的決策策略。該方法使得腳本控制組件和有限狀態(tài)機(jī)中的狀態(tài)在最大程度上得到了復(fù)用。
　　(5)通過(guò)在游戲中的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用測(cè)試,驗(yàn)證了支持指令控制的層級(jí)多智能體決策模型的有效性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,決策模型能正確合理的驅(qū)動(dòng)多個(gè)虛擬角色,表現(xiàn)出一定