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游戏引擎中的Al系统的设计与实现

作　者: 胡钢铃
导　师: 马迪芳；宋成
学　校: 北京交通大学
专　业: 软件工程
关键词: 游戏引擎 AI 人工智能有限状态机模糊状态机
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

电子游戏的发展的起点可追溯到1972年。由Nolan Bushnell开发的一款乒乓球题材的游戏拉开了电子游戏发展的序幕。电子游戏本身的趣味性吸引了很多的程序员为之疯狂。也由于游戏的巨大魅力和它拥有的巨大市场,游戏产业在很短的时间内发展壮大,成为全球发展最快的新兴产业之一。如今,随着越来越多的游戏平台(比如iPhone, Android手机平台)的出现,游戏开发行业也越来越受到人们的欢迎。本文研究的是电子游戏中一个有趣的部分——游戏的人工智能(Artificial Intelligence)。可以这样认为,游戏的人工智能就是赋予游戏中活动的对象类似人的思维和行为方式。论文的研究主要集中在分析和实现有限状态机技术。因为有限状态机能直观地表示状态图的优点,有限状态机技术被广泛用于游戏的AI系统中,被用于对游戏对象的行为逻辑进行编程和管理。论文的研究方法是通过制作一个实际的游戏来实现游戏的AI系统。论文的主要工作有：分析游戏引擎框架结构；分析和阐述有限状态机原理；设计实现一款具有智能的射击游戏；设计构造了一个应用于该射击游戏的AI(人工智能)系统。论文的工程项目在VC环境下开发,并使用了OpenGL链接库来实现游戏的图形绘制、键盘输入扫描。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
1.引言  10-17
  1.1 项目背景及研究意义  10
  1.2 游戏引擎介绍  10-15
    1.2.1 引擎底层  11-13
    1.2.2 引擎管理层  13-14
    1.2.3 游戏逻辑层和AI  14-15
  1.3 文章结构  15-16
  1.4 本人工作  16-17
2.游戏AI常用技术分析  17-26
  2.1 有限状态机技术  17-24
    2.1.1 有限状态机系统的优势  19-20
    2.1.2 有限状态机系统的劣势  20
    2.1.3 面向状态的有限状态机  20-24
  2.2 模糊状态机技术  24-26
    2.2.1 模糊逻辑  24
    2.2.2 模糊逻辑的应用  24-26
3.游戏和AI系统需求分析  26-32
  3.1 游戏的需求分析  26-29
    3.1.1 游戏玩法和规则  26-27
    3.1.2 游戏的界面需求  27
    3.1.3 游戏的键位需求  27-28
    3.1.4 运行环境  28-29
    3.1.5 系统的非功能需求  29
  3.2 AI系统状态机的需求分析  29-32
    3.2.1 有限状态机的需求分析  29-31
    3.2.2 模糊状态机的需求分析  31-32
4.游戏与AI系统的设计和实现  32-57
  4.1 游戏与AI系统框架设计  32-34
    4.1.1 游戏的框架设计  32-33
    4.1.2 AI系统框架设计  33-34
  4.2 GameSession模块的具体实现  34-40
    4.2.1 主要函数功能说明  35-36
    4.2.2 主要函数时序  36-39
    4.2.3 核心代码  39-40
  4.3 GameObject模块的具体实现  40-44
    4.3.1 主要函数功能说明  42
    4.3.2 核心代码  42-44
  4.4 GameControl模块的具体实现  44-47
    4.4.1 主要函数功能说明  45
    4.4.2 核心代码  45-47
  4.5 物理层的具体实现  47-49
    4.5.1 主要函数功能说明  47-48
    4.5.2 核心代码  48-49
  4.6 AI有限状态机的具体实现  49-54
    4.6.1 有限状态机的类实现  49-51
    4.6.2 有限状态机的时序  51-54
  4.7 AI模糊状态机的具体实现  54-57
    4.7.1 模糊状态机的类实现  54-55
    4.7.2 模糊状态机的时序  55-57
5.总结及展望  57-58
  5.1 总结  57
  5.2 展望  57-58
参考文献  58-59
作者简历  59-61
学位论文数据集  61

游戏引擎中的Al系统的设计与实现

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