淺談游戲人工智能

馮成 索琰琰 齊立萍（通訊作者） 河北農業大學理工學院

1 引言

在全球科技快速發展中，計算機得到了迅速的普及，硬件與軟件系統也得到了全面的提高。在計算機游戲設計上運用3D技術、智能追蹤技術以及虛擬現實技術等等，不僅提高了游戲畫面的分辨率、清晰度，也使得畫面更加具有真實性和表現力，從而為玩家用戶帶來了游戲快感。

但是，由于缺乏相關理論指導，游戲開發人員在設計時不能合理地應用人工智能技術，從而體現不出人工智能在游戲領域的優勢。因此，人工智能在游戲領域如何才能發揮更大的作用，是一個值得我們探討和研究的問題。

2 人工智能的簡介

人工智能(Artificial Intelligence) ，英文縮寫為AI。它是計算機科學的一個分支，本質是了解智能，然后產生出具有高智商的智能機器。人工智能的應用范圍廣泛，在語言識別、圖像處理技術、自動化技術、機器人以及專家系統等領域。

但是，人工智能也有發展的弊端。有些人認為人工智能是人類智慧的結晶，會帶給人類巨大 的好處和利益。另外一些人則認為人工智能在將來的某天會超越人類的智慧，給人類帶來災難。總而言之。人工智能的優勢更符合目前人類發展的需求，更能推動社會的進步。

3 游戲人工智能的定義

游戲人工智能顧名思義是游戲和人工智能結合的產物，是人工智能的一個新型領域。

該技術是在玩家用戶個人設備條件局限的條件下，對游戲中的非玩家角色（NPC）進行計算和操作,再通過決策樹和算法，使游戲玩家可以體驗真實，使游戲世界中的事物更符合現實人們認知，使NPC可以模擬人類的思維方式，表現出智能的行為，從而更加逼真，游戲體驗感更加真實。

4 游戲人工智能設計目的

為了提高游戲的體驗感和增強游戲的可玩性，智能角色是不可缺少的。如果沒有個NPC都對應一個真實存在的人的話，那么可知一個大型端游需要的員工有多少，這是不現實的，應該智能NPC成為游戲發展的一個必要趨勢。智能NPC只需要表現出一定水平的人工智能就可以，也沒必要體現智能NPC是如何應用的，只需要表現出足夠的可信度。這樣，不僅釋放了游戲的人員工作，使得單機游戲成為可能，而且還改善了游戲的真實感和復雜感，使更多的人愿意體驗游戲。

對于不同類型的游戲，玩家的期望是不經相同的。比如說:街機游戲或者是超級瑪麗，就沒有必要具有太高的AI，AI固定在一定的水平就可以了；策略游戲中，游戲玩家希望敵方可以更加聰明、厲害些，這樣才更加具有挑戰性，不至于贏得沒有絲毫的榮譽感；大型端游和角色扮演游戲中，游戲玩家更加渴望傾向于類似于現實世界的3D虛擬世界，角色的行為動作甚至是性格越來越人性化，這就需要游戲AI，才能給游戲玩家更加真實的游戲的體驗感和舒適感，才能使游戲產業的發展不斷進步。

4.1 增加挑戰性

游戲吸引玩家，無異于在于游戲的體驗感和挑戰性，沒有挑戰性，就不會吸引游戲玩家的注意力，游戲也就沒有了樂趣。而游戲人工智能的目的就是賦予一個游戲更加有趣的挑戰性，不同難度系數的任務可以適應不同玩家用戶的需求，一級一級的任務可以使他們逐漸找到自信心和快樂感，而且可以讓玩家充分轉動自己的大腦，去挑戰一個屬于自己的不可能。

4.2 增加可玩性

可玩性的增加可以是NPC的人工智能化，使玩家無法預料NPC下一步的行動，也可以是NPC使用玩家出乎預料的動作或者行為擊敗玩家，這樣增加了游戲的體驗感和耐玩性，也可以通過給玩家各種驚喜來留住玩家。

4.3 增強故事情節

游戲AI可以賦予NPC不同的表情，通過不同的表情變化來影響劇情的變化，玩家可以充分發揮自己的想象力去猜測任務的情節甚至是任務的難度系數。通過游戲AI對NPC的智能化，可以使故事情節更加豐富，劇情更加完整，吸引玩家花更多的注意力去探索任務。

5 現有游戲AI技術

5.1 Unity 3D游戲引擎

就目前而言，Unity 3D游戲引擎是網絡游戲開發和手游開發的主要游戲引擎，因為它具有圖像真實性強、圖形效果好、方便資源管理、功能全面等優勢。C#語言、Unity Script、Boo等都是以Unity 3D引擎為基本腳本引擎的。

Unity 3D通過組成式構建游戲世界模型。比如說游戲中的物體道具組件、聲音組件、導航組件等提高了游戲的真實感，給游戲玩家帶來了真實的體驗感[1] 。Unity 3D還可以放入自定義組件，也可以隨意擺放游戲道具，并通過播放按鈕來直接、實時的查看游戲的運行狀態和效果。除此之外，Unity 3D提供了擴展接口，可以不斷提高引擎的能力，從而有游戲的開發提供強大的助力[2] 。

5.2 模糊狀態機

模糊狀態機中最常用的模糊邏輯[3] ，模糊邏輯為最終任務的執行增加了預測難度，減少了編程語言的復雜性。在游戲中，NPC的任務就是尋找出快速的有效路徑:戰爭策略游戲中，NPC通過巧妙的避開障礙物，快速的通過各種地形并且達到敵方的位置坐標；射擊類游戲中，游戲AI需要借助各種掩體來掩護，從而達到自我保護的目的。

模糊狀態機吸引了更多玩家的興趣，為游戲玩家提供了更具有挑戰性的游戲環境。

6 應用與展望

人工智能技術在游戲引擎中、角色運動中以及路徑規劃等方面都有重要應用[4] ，比如說:在游戲中應用人工智能技術后，通過精美的畫面就可以自然而然的吸引更多的玩家對游戲產生興趣。

游戲人工智能已經取得了顯著的進步，但是仍需要創造出更加高效的游戲人工智能、游戲畫面和完美的主線 任務。只有合理地應用人工智能技術，才能使玩家與NPC的互動、敵我陣營的轉換、主線任務的多變性等方面更加具有樂趣。假如通過卷積神經網絡[5]和虛擬現實技術[6] 的結合，可以讓游戲玩家通過虛擬設備進入游戲世界，然后以現實生活中的能力去對應虛擬游戲中的相應屬性能力，那么游戲必然會吸引更多的游戲玩家，游戲AI技術也會推動游戲領域進入一個嶄新的發展階段。

7 結論

人工智能技術必然會推動游戲領域的發展，游戲領域的技術需求也必然會加快人工智能技術的不斷進步。游戲人工智能使游戲更加多元化、更加娛樂化，在人們的生活中扮演者重要角色。

[1]李博.游戲人工智能關鍵技術的研究[D].上海：上海交通大學，2011.

[2]余璞，祝忠明，邢萬里.游戲人工智能關鍵技術介紹[J].信息通信，2014（10）：132.

[3]葉本公，模糊狀態機在人工智能中的應用，（2014）011-0120-02

[4]徐衍生，人工智能技術在計算機游戲軟件中的應用，（2017）16-0071-02

[5]李媛媛，卷積神經網絡優化及其在圖像識別中的應用[D]. 沈陽：沈陽工業大學，2016

[6]丁選程，淺談虛擬現實技術的發展與展望[J],新課程 下旬，2017(02):36-36.