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《【碩士論文】3D游戲場景中虛擬角色的智能尋徑應(yīng)用研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文⑨MASTER’STHESIS中文摘要近年來人工智能漸漸成為改善和提高游戲質(zhì)量的熱門研究課題之一，在游戲設(shè)計中開發(fā)者越來越重視虛擬角色的智能行為。在游戲開發(fā)中，人工智能是一個既重要而又復(fù)雜的模塊，虛擬角色的尋徑問題是人工智能運用于游戲的最基本問題之一。在當(dāng)今游戲領(lǐng)域，A木算法是被使用最廣泛的智能尋路算法，也是最有效的最短路徑搜索算法。本文主要針對游戲開發(fā)過程中的智能尋徑技相關(guān)術(shù)進(jìn)行研究，并將智能尋徑應(yīng)用于3D游戲場景中；分析了在游戲設(shè)計中的尋路思想，游戲虛擬角色的智能行為以及三維場景中的路徑規(guī)劃系統(tǒng)；不同的尋路算法有不同的搜索策略、時間效率、空間消耗與應(yīng)用場合，本
2、文分析對比了多種路徑搜索算法，選擇被廣泛應(yīng)用的A+算法進(jìn)行尋路，并通過導(dǎo)航網(wǎng)格數(shù)據(jù)來形成搜索空間，針對場景的地形因素對地形和障礙物進(jìn)行分類，生成用于尋路的導(dǎo)航網(wǎng)格。在此基礎(chǔ)上應(yīng)用A幸算法進(jìn)行尋路，并分析了路徑的優(yōu)化技術(shù)，針對游戲中路徑搜索的具體要求從搜索效率、路徑的真實平滑性等方面對A幸算法進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn)。最后根據(jù)不同地形的特征參數(shù)設(shè)計了地形代價因子，改進(jìn)了傳統(tǒng)A幸算法的估價函數(shù)。本文通過生成和優(yōu)化多邊形導(dǎo)航網(wǎng)格，并基于導(dǎo)航網(wǎng)格實現(xiàn)了A幸尋路過程，從整體提高了路徑搜索的效率，在實際應(yīng)用中得到了較為理想的結(jié)果。關(guān)鍵詞：智能尋徑；導(dǎo)航網(wǎng)格；A木算法；地形代價碩士學(xué)位論文⑨MAS
3、TER’STHESIS第1章緒論20世紀(jì)70年代，隨著視頻游戲的出現(xiàn)，游戲中的人工智能(以下簡稱“游戲AI")領(lǐng)域也逐漸興起。起初，游戲AI領(lǐng)域并沒有引起人們的關(guān)注，而且對這一領(lǐng)域的認(rèn)識僅限于七、八十年代簡單的單機游戲的影響；近年來，游戲燦的發(fā)展和進(jìn)步越來越快，在游戲設(shè)計中更加注重高質(zhì)量的游戲AI，更加重視游戲的可玩性和豐富性，更加要求貼近于真實的世界。隨著計算機軟件硬件技術(shù)和游戲開發(fā)技術(shù)的發(fā)展，三維渲染硬件設(shè)備和游戲圖形表現(xiàn)的發(fā)展，在游戲場景中應(yīng)用智能尋徑也逐漸成為研究的熱門。智能尋徑是游戲AI的基礎(chǔ)，是游戲AI重要的組成部分，也是游戲中的虛擬角色應(yīng)該具備的最基本的能力。同
4、時，尋徑問題是一項非常具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，這來源于游戲場景的復(fù)雜性，來源于游戲單元格的龐大性，來源于游戲環(huán)境的逼真性，同時來源于計算機資源和內(nèi)存資源的限制性。本文主要針對智能尋徑在3D游戲開發(fā)中的應(yīng)用進(jìn)行研究。1．1本文的研究背景和意義1．1．1研究背景人工智能是指人工建立的硬件或軟件系統(tǒng)反映出的智能，具有非常廣泛的表現(xiàn)形式，例如，接受來自周圍環(huán)境的信息，理解事物之間內(nèi)在的聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)和總結(jié)規(guī)律，主動學(xué)習(xí)使自己適應(yīng)環(huán)境，根據(jù)經(jīng)驗來使自己不再犯同樣的錯誤，思維創(chuàng)新等【IJ。游戲中的AI設(shè)計，目的是為了增加游戲的可玩性、增強玩家的挑戰(zhàn)性，創(chuàng)造更加真實的虛擬世界，讓游戲更加有趣。在游戲
5、中引入高質(zhì)量的游戲AI不僅是從提高游戲運行速度方面去考慮的，如今游戲AI已經(jīng)和圖形或聲音一樣，是促進(jìn)或影響游戲產(chǎn)品是否成功的一個決定性因素，成為了游戲沒計過程中極為重要的一個部分。目前世界上各個地區(qū)的游戲開發(fā)設(shè)計者們都在盡力的探索和發(fā)掘新的游戲理念，研究新的游戲AI技術(shù)，用來建立更好、更加聰明的游戲AI。游戲m系統(tǒng)是從最基本的路徑搜索系統(tǒng)開始，進(jìn)行一步一步的修改和完善形成的。在游戲路徑搜索系統(tǒng)的規(guī)劃階段，通常需要為一個虛擬角色在游jjd斗地主http://www.live-in-gz.com/⑨碩士學(xué)位論文MASTER‘STHESIS戲世界中規(guī)劃出一條路徑，使其從一個初始地點
6、到達(dá)另一個目的地點，傳統(tǒng)的路徑搜索系統(tǒng)是使用A宰算法對場景搜索空間進(jìn)行搜索。根據(jù)需求的差異性，不同類型的游戲可以選擇適合自身特點的搜索空間劃分方法對游戲場景進(jìn)行劃分。早期的2D游戲和3D策略類游戲的游戲場景大多數(shù)是單層場景，單層場景在同一個水平位置上僅有一個高度與之對應(yīng)。而目前較新的3D游戲(動作游戲、角色扮演游戲、第一入稱射擊游戲、冒險游戲等等)都開始使用復(fù)合場景，復(fù)合場景與單層場景不同之處在于，在同一個水平位置上存在著多個高度位置與之對應(yīng)。因此在復(fù)合場景中，簡單的空間劃分方法變得不適應(yīng)，需要選擇更加復(fù)雜的空間劃分方法，同時路徑搜索系統(tǒng)的空問也更加的復(fù)雜，搜索效率及性能也將
7、受到場景復(fù)雜程度的影響。由于A宰算法已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用和研究，是比較經(jīng)典的算法，從算法的角度基本己經(jīng)達(dá)到了極限，因此優(yōu)化路徑搜索系統(tǒng)的重點就集中在搜索空間的表達(dá)與優(yōu)化，即復(fù)雜場景的空間劃分和地形表達(dá)。1．1．2研究意義現(xiàn)階段，三維渲染的硬件設(shè)備和游戲的圖形質(zhì)量已發(fā)展到一定程度，游戲AI的應(yīng)用已經(jīng)成為決定一款游戲的成功以及相關(guān)的游戲開發(fā)工作室的開發(fā)水平的一個重要的評價因素。對于復(fù)雜的游戲場景，路徑搜索是整個游戲體系中較慢的一個步驟，因此成為對游戲系統(tǒng)進(jìn)行性能優(yōu)化所關(guān)注的重點之一。在2D游戲中，由于角色的行動
