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游戏开发中智能寻径方法的应用研究

作　者: 晋国卿
导　师: 邱桃荣; 赖献群
学　校: 南昌大学
专　业: 计算机技术
关键词: 游戏人工智能计算机游戏开发智能寻径 A~*算法
分类号: TP18
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

游戏人工智能(Game AI, Game Artificial Intelligence)是计算机游戏设计与开发中十分关键的组成部分,它对计算机游戏的可玩性和娱乐性都有着较大的提高作用,也是近些年来计算机游戏行业之中最为炙手可热的研究领域。由于计算机技术及其本身软硬件的不断发展,人工智能也伴随着计算机游戏发展。近些年计算机游戏画面的表现力已经达到了与电影画面相媲美的高度,因此对游戏软件本身也提出了高标准和高质量的要求,在游戏中更多地去展示愈为精细的人工智能便是游戏业发展的必然方向。在游戏人工智能技术中,A*算法,启发式路径搜索算法,是被人们广泛使用的最优及智能的路径搜索算法之一。本文将着重探讨游戏开发中人工智能技术以及其中的A*算法和路径搜索技术。首先,详细阐述了国内外游戏发展历史及现状,研究并探讨当前计算机游戏设计和开发的理论及方法,以及人工智能技术在计算机游戏中的开发应用中的重要性。其次,介绍现今常见的人工智能技术,归纳其概念及特点,对游戏人工智能中路径寻找技术做简要分析,并对游戏人工智能作总结和展望。再次,深入研究并分析游戏人工智能之A*算法,研究基于A*算法在游戏开发中的应用,设计一款基于A*算法的演示游戏软件。最后,介绍近期实用的几款游戏AI路径搜索技术,通过游戏地图中的具体数据对三种人工智能的路径搜索技术进行搜索性能的详细分析,研究比较采用A*算法与不采用A*算法所实现的游戏角色后的智能路径搜索的优劣,得出采用和不采用A*算法在游戏人工智能中的差异性。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第1章绪论  7-14
  1.1 研究背景和计算机游戏设计开发之理论方法简述  7-9
    1.1.1 研究背景  7-8
    1.1.2 计算机游戏设计开发的理论与方法简述  8-9
  1.2 研究意义  9-10
  1.3 国内外研究现状及分析  10-12
  1.4 本文主要研究内容及组织结构  12-14
    1.4.1 研究内容  12-13
    1.4.2 论文组织结构  13-14
第2章游戏人工智能技术  14-28
  2.1 人工智能  14-17
    2.1.1 AI概念简述  14-15
    2.1.2 学术AI和游戏AI  15-16
    2.1.3 定性AI和非定性AI  16-17
  2.2 游戏AI的特点及设计目的  17-18
    2.2.1 增加挑战性  17
    2.2.2 模拟真实世界  17-18
    2.2.3 增强可玩性  18
  2.3 常见的游戏AI的应用  18-25
    2.3.1 简介常见的Game AI  18-21
    2.3.2 基本路径寻找技术  21-25
  2.4 游戏AI的最新进展与展望  25-27
  2.5 本章小结  27-28
第3章 A~*算法在游戏开发中的应用  28-45
  3.1 A~*算法的概念  28-29
  3.2 A~*算法的原理  29-32
    3.2.1 启发函数和估价函数  29-30
    3.2.2 Open表和Closed表  30-31
    3.2.3 A~*算法伪代码  31-32
  3.3 一个简单的A~*算法示例  32-34
  3.4 基于A~*算法的一款仿真演示游戏的实现  34-44
    3.4.1 游戏地图的构建  34-37
    3.4.2 基于A~*算法的仿真游戏原型的架构  37-41
    3.4.3 仿真游戏软件的演示  41-44
  3.5 本章小结  44-45
第4章游戏AI中A~*算法与其它智能寻径方法的比较  45-61
  4.1 A~*算法中的三种距离  45-47
    4.1.1 A~*曼哈顿(Manhattan)距离  45-46
    4.1.2 A~*欧氏(Euclidean)距离  46
    4.1.3 A~*切比雪夫(Chebyshev)距离  46-47
  4.2 Dijkstra算法与Bi-Directional BFS技术  47-48
    4.2.1 Dijkstra算法  47
    4.2.2 Bi-Directional BFS双向广度优先搜索技术  47-48
  4.3 A~*算法、Dijkstra算法和DBFS在游戏实验中的性能比较演示  48-58
    4.3.1 游戏中位于一条线上无障碍物的各寻径方法的比较  49-52
    4.3.2 游戏中无障碍物不规则位置的各寻径方法的比较  52-55
    4.3.3 游戏中有障碍物的各寻径方法的比较  55-58
  4.4 各算法在游戏AI的智能寻径的数据总结与比较  58-60
  4.5 本章小结  60-61
第5章结论与展望  61-63
  5.1 主要工作总结  61-62
  5.2 研究工作的展望  62-63
致谢  63-64
参考文献  64-66
攻读学位期间的研究成果  66

游戏开发中智能寻径方法的应用研究

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