人工智能_概述

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1、人工智能游戏开发北京理工大学软件学院主讲教师：胡晶晶（软件学院）E_mail：hujingjing@bit.edu.cn参考教材：：《游戏编程中的人工智能技术》作者：Matbuckland（清华大学出版社）《游戏人工智能》第二版作者：JohnDavidFuge（北京邮电大学大学出版社）《人工智能原理与方法》作者：王永庆（西安交通大学出版社）《人工智能及其应用》作者：蔡自兴徐光祐（清华大学出版社）2第1章绪论游戏人工智能（GameAI）是人工智能（AI）科学技术领域一个新兴的、活跃的学科分支。计算机游戏人工智能技术认知心

2、理学多学科相结合的产物，并正在成为游戏开发中的核心技术4研究内容其研究内容是如何将人工智能的理论、方法和技术应用于开发智能游戏、提高游戏角色的智能水平，主要包括智能游戏角色的行动、感知、反应、情绪、记忆、学习的理论方法和技术。5目前的游戏软件过于注重多媒体表现技术中的图形渲染处理，却忽略了对游戏智能水平的提高，这严重限制了游戏的娱乐性，削弱产品的核心竞争力。背景6原因游戏软件最重要的特征和核心竞争力是其娱乐性，而提高其娱乐性的最根本途径是积极研究如何将游戏人工智能技术效应用于智能游戏的开发，即提高游戏场景中虚拟角色的智

3、能水平。单纯追求实时而逼真的图形表现效果，会消耗大量有限的计算资源，但生成的游戏角色虽然具有逼真的外形，却经常表现出不合理的愚蠢行为，严重降低了娱乐性，使用户丧失兴趣。虽然计算机图形学的进展仍是计算机游戏的重要推动力，但愈趋近于实时而逼真的图形效果时，难度就愈大，取得突破性进展的概率也就愈低，而且，效用递减规律已使绝大多数用户无法区分这些技术间的区别。7人工智能方法（可行性）计算机图形学与人工智能的交融和结合为创建智能的、自主的、逼真的、实时的、可交互的游戏角色提供了新模型和新算法，从而更全面提高游戏的娱乐性。计算机硬

4、件性能的不断提高和人工智能软、硬件技术的不断发展和成熟，为在计算机游戏中大量应用复杂的、计算代价大的游戏人工智能技术成为可能。随着计算机游戏的不断发展与创新以及用户对其要求和品味的提升，需要有新的标准衡量其水平，而游戏的智能性的重要性正在更加凸显，并终将成为其主要评价标准。游戏软件的多媒体表现技术实现严重依赖其运行的硬件平台，难于移植，而人工智能技术被应用于游戏的逻辑层面上，与平台硬件无关，易于移植。81.1计算机游戏的角色角色亦作脚色，指在表演艺术形式中演员根据脚本演绎虚构人物或「人格面具」的行为，也指被扮演的虚构人

5、物。玩家角色（PlayerCharacter,PC）：行为由玩家通过操纵杆等输入设备控制的游戏角色。非玩家角色(NPC)：其他角色9角色的行为控制每一个角色至少有一个与他关联的控制器，控制器可以在不同的角色间共享。控制器如同角色的大脑，输入是游戏世界的状态信息，输出是影响游戏世界并导致非玩家角色相应行为的动作选择。玩家角色的控制器：解释玩家操纵杆各种操作的机制；玩家的大脑。非玩家角色的控制器(NPC)：多种形式，并具有不同的功能。（重点描述）10大部分玩家并不关心是何种机制产生了非玩家角色的外表、运动以及行为，他们仅关

6、心最终“结果”。非玩家角色最终目的：为了玩家取得娱乐效果。NPC大多被设定去执行一些简单的任务。目前，期待NPC具备人的智能。典型问题：“路径规划”——怎样使非玩家从一个地方移动到另一个地方？111.2游戏系统结构游戏状态仿真器渲染器控制器体系结构图更新信息信息信息行动12游戏状态：描述游戏世界中所有物体及其状态信息仿真器：“游戏物理学”，制定游戏状态如何改变的规则渲染器：利用游戏中物体的几何关系及纹理提供对游戏状态的描绘控制器：负责选择角色的行动13非玩家角色具备的能力行动感知感知周围世界，做出行动决策反应式控制器能

7、够用来创建很多有效行为无记忆的反应式控制器——行动选择仅建立在对当前游戏世界状态感知的基础上具有记忆的反应式控制器——理论上可实现任何可计算的行为14非玩家角色控制器的设计方法直接遵循一组预先编制好的行动规则自动搜索学习能力151.3人工智能（AI，ArtificialIntelligence）通俗地说，智能是一种认识客观事物和运用知识解决问题的综合能力。至于其确切定义，还有待于对人脑奥秘的彻底揭示。16智能是一种综合能力。具体地说，它包含的各种能力如下:①智能具有感知能力②智能具有记忆与思维能力③智能具有学习和自适应

8、能力④智能具有行为能力智能所包含的能力17综合各种不同的人工智能观点，可以从“能力”和“学科”两个方面对人工智能进行定义。从能力的角度来看，人工智能是相对于人的自然智能而言的，所谓人工智能是指用人工的方法在机器（计算机）上实现的智能；从学科的角度来看，人工智能是作为一个学科名称来使用的，所谓人工智能是一门研究如何构造智能机器或智能