1. 摘要

        游戏AI是计算机发展的前沿方向，是数字媒体技术专业学生需了解和关注的一个重点。本文针对几款AI游戏进行了深入分析，对人工智能以及其在游戏中的应用有了更深入的了解。

        此报告分为两大部分:一为通过文献资料了解游戏AI的含义、原理、目前的发展和未来前景;二为游戏AI的实例分析。我会在此报告里对游戏AI做简要概述，并谈谈我的心得体会。

2.文献资料

2.1 含义

        人工智能(简称AI)是一门综合性学科，旨在研究如何利用计算机等现代化工具种系统来模仿人类的智能行为。游戏中的人工智能(简称游戏AI)可以理解为所有由计算机在游戏中 所做的“思考”，它使得游戏表现出与人的智能行为、活动相类似，或者与玩家的思维、感知相符合的特性。在电脑游戏的设计和开发中应用人工智能技术，可以提高游戏的可玩性，改善游戏开发的过程，甚至会改变游戏的制作方式。

 

2.2 现状

        游戏AI的历史却并不久远，即使是95后的玩家恐怕也还记得早年间电子游戏那惨不忍睹的NPC反馈，有时候它们愚蠢的行为甚至会让玩家一秒钟出戏，失去了游戏本身最擅长营造的沉浸感。

        举个例子，95年出品的游戏《三国志英杰传》，被认为是后来神作《曹操传》的试水之作。可是玩家在各个城市里探访民情时，居民说话时甚至不会转过来看着你。国产和台产游戏的智能水平就更让人叹为观止了，1993年出品的老版《笑傲江湖》里，林平之自己走散了逼得玩家重来的场景仍然历历在目。这种游戏让习惯了高AI的00后玩家来玩，分分钟崩溃在电脑面前。仅仅20年的功夫，游戏AI就已经有了如此突飞猛进的发展。对于当今的游戏开发者们来说，创造一套高效的A.I.系统与创造良好的游戏性和美妙的图像同样重要。各个工作室在游戏开发的初始阶段就开始指派专有的编程团队负责游戏的A.I.设计。他们花费更多的资源和时间打造多样的、有能力且表现良好的非玩家角色（NPCs）。更多的开发商利用高质量的A.I.设计使自己的游戏在竞争日趋白热化的市场中脱颖而出。

        在一年一度的游戏开发者大会上，越来越多的开发者开始讨论游戏A.I.设计的发展。游戏界越来越多地认识到A.I.设计对于整个游戏开发过程的重要性。

2.3 前景

2.3.1 游戏AI设计已经从过去的“不出大错就算成功”进化到现在的“大多数游戏大作AI表现优秀，其中少数游戏还有创新”，越来越多的开发团队由“状态机器”过渡到了“行为树”和“计划器”。

2.3.2 利用到AI的学习能力，使AI伴随玩家进行游戏，学习玩家的操作、模仿玩家的习惯，成为玩家在游戏中的影子。这听起来有点像现有游戏中的宠物，只不过AI会拥有与玩家更相似的行为。

2.3.3 更加成熟的技术甚至能够实现AI自动编写游戏的功能。AI可以对游戏场景、配乐和玩家行为等进行分析，在大数据背景下设计的游戏将会更满足大多数玩家的需求，游戏更新速度也会加快。

2.3.4 综合来看，随着政策利好和企业加速入场等因素的促进，AI在游戏领域的运用形式是多样的。与医疗、教育等不同的是，游戏是生活中的娱乐方式，具有多种表现形态，而后两者则显得较为严肃，提供给AI试错、改善的空间不大。因此，游戏领域的包容度给了AI更多的可能，反过来，AI又能为游戏行业带来翻天覆地的变化。而这种变化，能赋予整个游戏行业更多活力和更多机会。AI已大势所趋，游戏或将成为最佳落地点

2.3.5 在有人提出“社交将死，游戏上位”的时代，游戏的分量有多重不言而喻。互联网+的概念已经不再新鲜，取而代之的是科技主导下的AI+时代。AI与游戏的结合可谓是珠联璧合，不少互联网巨头如腾讯、网易等都将游戏AI作为推动AI战略发展的重要方向。在AI尚未遍地开花之时，AI+游戏必将成为AI发展的最佳落地点，为玩家带来更多的惊喜，为开发者创造更多商机。

 

2.4 设计

2.4.1 工作机理

游戏AI系统和人类大脑的机制类似，AI系统通过感知输入子系统用于感知周围的世界，并用这些信息作进一步的推理和分析。如在实时战略游戏中，需要感知的数据包括每个子区域的军事力量平衡、当前战术能力的状态、地形信息以及各种军队的基本类型和建制，如步兵，骑兵等。记忆存储子系统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。如游戏中各个智能体的位置、朝向、军事力量的平衡、各种路径信息等。 

2.4.2 游戏AI技术

1．有限状态机它包含了有限个“状态”和状态之间的转移，彼此连成一个有向图。有限状态机在每一时刻都只能处于某一状态。它主要用于整个游戏场景的管理或操作单个的游戏对象和人物。

2．脚本语言脚本语言是一种解释性语言，通常用于控制游戏中的AI模式。它在游戏中可以驱动事件、为非玩家角色的智能行为建模、实现某些任务的自动化等功能。

3．模糊逻辑该方法采用实数值来表示对象属于集合的程度。与传统逻辑相比，模糊逻辑的表达能力更为丰富和细致，因而能够进行更好的推理。它常用游戏中的战略决策，输入输出信息的过滤，非玩家角色的健康状态计算以及情绪的状态变化等。

4．决策树决策树类似于一系列m—THEN形式的条件判断。这种技术在游戏中可用于分类、预测和学习。

5．神经网络神经网络是基于生物大脑和神经系统中的神经连接结构的一系列机器学习算法的总和。在游戏中，可用于分类、预测、学 习、模式识别、行为控制等

6．遗传算法这种技术试图直接模拟生物进化过程，在一系列的程序、算法和参数之间作出选择，杂交以及随机的变异和交叉。在游戏中，可用于优化、学习、策略形成，行为进化等方面。

2.4.3 设计原则 

1．基于个人体验进行渐进式的设计。在设计游戏AI时，应根据自己玩游戏的想法去初 步设计 出游戏人物的各种决策和行为，并实现一个大致可以运行的系统，然后让游戏角色和玩家对抗。

2．使游戏AI具有灵活性和开放性。

3．平衡性。平衡性包括真实性和娱乐性之间的平衡、挑战性和娱乐性之间的平衡。

4．区分个体智能和群体智能。 

5．简洁性。游戏AI的简洁性是指用尽量少的资源去造成游戏智力水平高超的假象。游戏AI在实现时，算法越复杂，计算越多，处理器的压力就会越大，从而会降低游戏中动画帧的刷新频率，并拖累AI的活力和整个游戏的吸引力。

 

3.实例分析

3.1 怪物猎人

《怪物猎人》的最大特色是真实狩猎，这一点的成功要得益于怪物们强大的AI。

游戏中每个怪物都不是弱鸡，它们懂得利用环境，比如河狸兽会衔起树干来攻击猎人

电龙会倒挂金钩吸附在洞穴顶部阴人；濒死时大多数怪物会逃跑睡觉补充血量；部分

龙种怪物会识破猎人们布下的陷阱，从陷阱上方飞跃而过。最让人印象深刻的是组队时，当你被濒死跑远准备来瓶哇哈哈补充血量的时候，怪物会忽然间像对你有了杀仇夺妻之恨来疯狂揍你，然后就猫车GAME OVER！

当然，怪物也会出现“智商余额不足”的情况，对自己的毛发有相当的自信的桃毛兽，如果战斗中弄乱毛发，它会不顾一切的来到水池边梳理毛发；极度自恋的眠鸟，在战斗过程中会来到场景的瀑布边，欣赏自己在水幕中的倒影。这时就是猎人们疯狂输出一波秀操作的时候了

 

3.2 幻痛

《幻痛》里最被人称道的是游戏细节设计，这些细节就包括敌人丰富的行动反馈。

《幻痛》里敌人虽然都还是“小聋瞎”，但AI方面比其他潜入游戏要强上不少。玩家的各种活动都会引起他们的警觉，从而增加潜入难度。把罐子碰碎、快速跑动、有枪声、爆炸声，看到烟雾，发现俘虏被救走、资源被玩家偷走，统统会警觉甚至是报告给总部，甚至玩家套一个箱子在路上走，被看到的话也会报告！

更有趣的设计是，如果你把电源关掉，或打掉敌人的摄像头，敌方总部会派人调查，制服该敌人的话，敌方总部就会有因为没人汇报情况而进入警戒状态。

另外，敌人动态式的应对策略也是游戏一大亮点，如果你经常敌人爆头，那么敌人会戴头盔；如果你经常在夜间进行潜入，敌人会装备夜视仪；如果你经常使用烟雾弹、催眠手榴弹，敌人会装备防毒面具

 

3.3 DNF

DNF里有一种人形态的精英怪，名为APC，即人工智能控制的非玩家角色，

3.4 GTA5

作为一款开放世界的沙盒游戏，《GTA5》在NPC的AI方面做的相当好。

他们不是其他游戏一样滥竽充数的傻白甜，而是跟真人一样——下雨天会躲雨，冬天会加衣服，穿的帅会多看你，穿的难看会被吐槽，开豪车会被路人拍照赞美，开渣车连失足妇女都不愿上来，如果你尾行一个NPC时间太长，他可能直接上来揍你。

 

 

4.总结

游戏和AI都是当今兴起、迅速发展且备受大众喜爱的项目，因此将两者相结合的游戏AI的发展前景是不可限量的。将多种技术相结合，既是游戏AI设计的一大特点，也是我们数字媒体技术专业学生的一大特点。相信随着技术的逐渐成熟，游戏AI会得到更广的发展，为玩家带来更好的游戏体验。

 

 

 

引用来源

 

[1]电脑游戏中的人工智能 

[期刊论文]  《科技信息(学术版)》 -2007年18期 张玉孔

 

[2]网易爱玩   《游戏AI是人工智能？其实还差得很远》http://play.163.com/16/1224/22/C938A4GE00314V8G.html

 

[3]3DMgame 《深度思考 未来游戏的AI如何发展？ 》http://www.3dmgame.com/zt/201011/20847.html

 

[4]新浪科技 《人工智能正在学习如何开发游戏》http://tech.sina.com.cn/roll/2017-09-27/doc-ifymenmt7253190.shtml

 

[5]腾讯游戏 《你咋不上天 竟然有比人还聪明的游戏AI盘点》http://tech.sina.com.cn/roll/2017-09-27/doc-ifymenmt7253190.shtml