【硕士论文】3D游戏场景中路径搜索的研究与实现.pdf

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1、摘要摘要游戏入工智能这一领域是缱着20世纪了。年代视频游戏豹跚现雨兴起静，这一领域最初并没有受到人们的关注，因此在很长的一段时间里蕊，游戏人工镏能在业界都处于默默无闻的地位。但怒，随着最近几年三维渲染的硬件设备秘游戏静图形羧爨已经发震舞了迓乎较致豹蟪步，辩戏入王智戆逸鑫成为决定每个游戏的成功的缀要因素。而游戏路径搜索韪实现NPc(游戏中的电脑角色)在游戏巾逼真行动的关键技寒之一，在一定程度上决定善NPC餐毙纯本警熬裹低。嚣辩，游戏爨缀搜索也是一个较为困难酌强务，这是因为进行路径计簿时CPU的负荷很重，并盥存储路径搜索相关信息又需要较大的存储空间。论文针对3D游戏场景中路径搜索的要求，程对

2、游戏路径搜索的各秭技术进行了分耩瓣基磴之上，并结合项嚣鹃霈求，捷密磬实现了一今3D游戏场豢串路径搜索的解决方案。该方案的核心思想是对游戏场景中静态障碍物采用导航阿格技术进行处理。一个导航网格记述了3D游戏场景中”可以走过”的表面，这怒一个筵摹耋溪熬”建筑乎瓣霆”，霹戮被婚e震寒逡霉霉靛。谂文分绥窝实褒了在导航网格上进行寻径的技术以及如何构造一个可供寻径的导航网格的技术。而对游戏场景中的动态障碍物，则采用导航行为中的舰避障碍物行为来处理，并针对原有的技术在对障碍物凡每形状撼象上的缺陷，辫其遴耄亍了改遴，馒其能受好戆匹配障礴物豹死褥特徭。并置在决定导航力的努淘野采蕉了模糊逻辑，叛使得NPC在

3、规避障碍物的时候显得更为镏能。除了使用规避障碍物导航力来解决动态障碍物处理之外，还使用了路径跟随导航行为来驱动NPC淞着寻径算法计算转夔鼹径豢运囊，这睇裁使霉獬C熬运凌在显缮受为遥囊。谂文最惹在我鬃瑷目开发的碍i擎下面实现了这个解决方案，并对其进行了功能测试和效率测试。关键词：游戏路径搜索，电脑角色，导航网格，导航行为，矗零葵法第一章绪论第一章绪论1．1概述人工智能，是指用计算机来模拟、延伸和扩展人的智能，实现某些机器思维和采取某些合理行为、活动。人类的智能是一种综合性的认识客观事物和运用知识解决问题的能力，包括感知和认知客观事物、客观世界与自我的能力；通过学习取得经验、积累知识的能力；

4、理解知识、运用知识和运用经验分析问题和解决问题的能力；发明、创造、创新的能力等。因此，游戏中的人工智能可以简单定义为所有由计算机在游戏中所作的思考。它使得游戏表现与人的智能行为、活动类型，或者与玩家的思维、感知相符合的特性。在游戏中，无论是战略游戏中电脑的布局、行动、攻击，还是角色扮演游戏中敌人的角色的施法、攻击和行为控制等，人工智能都扮演了重要的角色。特别是在以战术问题求解为核心的游戏中，人工智能更是显得重要，它能给玩家提供更多，更为真实的游戏挑战，激发玩家的兴趣，并有效地融入到游戏中。另外，人工智能在游戏可玩性方面往往也起着决定性的作用，把人工智能应用到游戏中，会使玩家感受和觉察到游

5、戏中的人物行为具有令人信服的合理性j趣味盎然的人工智能无疑将吸引到一大批玩家，并有效地促进游戏开发获得成功。以往游戏开发侧重于能实时绘制渲染多个多边形，人物的眼睛是多么漂亮，人物的肌肉是多么有弹性。当游戏引擎已经能够渲染出非常真实的场景和人物模型，游戏开发人员自然而然的将注意力转移做出更有意义的事情，这就需要人工智能技术，一个游戏趟系统可以分为以下几个部分：记忆存储游戏中的／、戳I用邕‘周I感知l决策行l输入r分析推理为输出图I-I游戏AI系统结构图jjd斗地主http://www.ilovepalm.com/jjd斗地主http://www.ilovepalm.com/电子科技大学硕士

6、学位论文感知输入子系统：它使游戏AJ系统的最基本部分。所有AJ系统都必须能感知它们周围的世界，才能使用这些信息作进一步的推理和分析。周围世界中哪些信息在何种程度和范围内被感知，取决于正在开发的游戏类型。记忆存储子系统：它负责将所有感知的信息、数据和知识等，以合适的方式在计算机内表达和存储。游戏中感知数据和知识的存储是一个较为复杂的过程，很多数据并不是按一种直接的方式存储。分析推理子系统：它使游戏AI系统的核心。它通过感知到的数据和存储记忆体中的知识分析当前的状况，并做出一个合理的决策。做出决策的快慢取决于可选择的决策数目的多少，以及所需要考虑的感知信息的多少。决策行为子系统：它主要负责把

7、计算机做出的各种决策和行为，作用到游戏世界中的人物角色上。路径搜索是实现NPC在游戏中逼真行动的关键技术之一。在一定程度上标志着NPC智能化水平的高低。游戏路径搜索是一种用来产生有目的的移动的技巧，它赋予了NPC感知周围地形环境的能力。而游戏路径搜索的实现即复杂，又需要耗费很多的计算和存储资源，因此，在游戏路径搜索中要兼顾效率与真实感，这使得游戏路径搜索成为游戏人工智能中一个很有挑战性的课题。1．2课题的来源论文是3D游戏场景中路径