基于人工神經網絡游戲程序的研究和設計

李悅

摘 要：隨著社會經濟的不斷發展以及科學技術水平的提高，游戲產業隨之迅速的發展起來，網絡游戲作為一種新型的娛樂方式，具有著較強的生活模擬性和互動性，深受廣大社會群眾的喜愛，以及國內游戲開發商的高度重視，但是由于我國缺乏規范的游戲教育，在游戲研發投入方面的投入較少，使得中國游戲產業發展水平還遠遠落后于其他國家。所以，我國應該不斷加強網絡游戲程序的研究和設計，提升游戲產業的發展質量。基于此，本文通過對人工神經網絡進行探究，并對基于人工神經網絡游戲程序的設計進行分析探究。

關鍵詞：人工神經；網絡游戲程序；研究和設計；分析探究

中圖分類號：TP183 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）01-0044-01

近年來，在網絡游戲發展過程中，圖像的呈現質量已經提升到了一個極高的水平，人工智能游戲已經成為決定一款游戲成功與否的重要關鍵，并受到了游戲開發商的廣泛關注和高度重視。網絡游戲作為一種目標性、競爭性、互動性、情節性的娛樂作品，它的智能水平對游戲的質量和可玩性具有著直接的影響作用。因此，將計算機圖形學和人工智能有機的結合起來，把人工智能中的預測、路徑規劃、搜索、學習等技術有效的應用到網絡游戲的研發工作中去，不僅能夠提升游戲的質量和可玩性，同時還有利于促進游戲開發企業的發展。

1 人工神經網絡分析

人腦可以用一套較為獨特的方法來解決相關問題，并且還能夠從正反兩面的行為差異中進行學習，經過研究發現，人腦是由十萬種類的遺傳因子中的十萬億個細胞組合而成，人工神經網絡就相當于模擬人腦功能的一個數學模型。其中神經元作為人腦系統中處理基本信息的單元，是人體神經器官的重要組成部分，通過軸將各個神經元進行有效連接，而其他神經元的發送的信號能夠使當前神經元產生相應的反映，這一反映如果能夠達到特定的閾值，就會逐漸產生一種新的信號，并且沿著軸將信號傳輸到其他神經元[1]。人工神經網絡主要就是由各種節點相互連接組合形成的，節點類似于人腦的各個神經元細胞，會存在一些節點連接外部環境，主要負責相關的信息輸出和輸入工作，被稱作是輸出點或者輸入點，而另外一些網絡內部的節點，通常被稱作隱藏節點。隱藏節點的信息輸出通常是輸出節點的信息輸入，輸入節點的信息輸出通常是隱藏節點的信息輸入。

此外，人工神經網絡的主要核心思想就是對人類大腦神經系統功能進行模擬的機器學習的一種方法，并且通過對系統內部各個神經元的各種連接參數進行反復的調節，使得神經網絡系統得到訓練，并且在遇到一定情況時能夠做出最佳的反映[2]。總之，神經網絡作為一項發展較為成熟的技術，其在解決相關問題之后，將會使網絡游戲的智能化提升到一個全新的高度。

2 人工神經網絡中的游戲學習設計分析

與傳統方法相比，神經網絡解決問題的方式有著明顯的不同，其具有著較強的自主學習能力，經過不斷的學習，ANN可以從未知式中的各種復雜數據信息中發現規律[3]。這種神經網絡方法在很大程度上克服了傳統方法在分析中的復雜性以及各種模型函數選擇的困難，通過訓練對問題進行解答，ANN可以較為快速的建立解決問題的非線性和線性模型。如果想要人工神經網絡進行運作，首先就需要讓網絡進行學習，不斷的訓練網絡，幫助它獲取更多的知識信息，最后將這些信息有效的存儲起來。一旦完成相關的訓練和學習，就可以將知識有效的存儲在權值中。在游戲的開發過程中，將神經網絡模型看作是人物建模的基礎，通過對玩家將要進行的動作或者選擇的畫面場景進行預測，運用神經網絡進行信息存儲，并且在游戲的運行過程中要保證學習元素的有效運行，進而讓神經網絡潛移默化的學會相應的自適應技術，最終實現游戲的可玩性和趣味性，提升游戲的開發設計質量和效果，進而吸引更多的游戲玩家。

3 BP神經網絡游戲開發設計分析

在神經網絡的眾多模型中，BP算法是其中較為常用的一種神經網絡，一般分為輸入層、輸出層、中間層等三個部分，各個層之間按順序進行連接，因為中間存在隱含層，可以從中發現一定的學習規律，可以通過對這種網絡的有效訓練，進而形成一種較為復雜、多樣的決策界面[4]。同時，BP神經網絡具有一個強大的功能，其主要就是能夠封裝一個將信息輸入映射到信息輸出的非線性函數。假如不存在隱含層，那么神經網絡只能發現信息輸入與信息輸出之間存在的線性關系。但是，僅僅是為感知網絡增添一個隱含層還是遠遠不夠的，需要通過非線性激活函數為網絡連接提供相應的非線性元素。大多數的非線性函數基本上都能夠進行使用，但是多項式函數除外。

在游戲中，設置網絡作為神經網絡實現的基本步驟，可以將特定數據當做輸入訓練網絡，并且在游戲的具體輸入中進行實際應用。在游戲問題的神經網絡設計中，應該注意結構、學習、神經元特點等三個方面的因素。其中結構主要就是指要進行構造的神經網絡組織、連接方式以及基本類型。而且在神經網絡中節點數設計要遵循相關的原則就是越少越好。神經網絡中的節點數越多，那么神經網絡搜索正確解的空間范圍就越廣闊[5]。神經網絡中輸入節點數在一定程度上決定著模式匹配或網絡分類的變量數，例如，籃球類型的游戲中，運動員投籃命中、灌籃動作、球員分布、難度等級等變量數。

4 結語

總而言之，網絡游戲作為一種新型的娛樂方式，具有著較強的生活模擬性和互動性，深受廣大社會群眾的喜愛。因此，我國應該重視游戲產業的發展，不斷加大對網絡游戲的開發和設計，將神經網絡有效的應用到網絡游戲開發的實踐中去，尤其是BP神經網絡，它不僅可以預測玩家的行為，及時提供信息反饋，同時還能提高網絡游戲的可玩性和趣味性，提升游戲設計的整體質量和效果，有利于促進我國游戲開發產業的發展和進步。

參考文獻：

[1]余穎.基于神經網絡和遺傳算法的人工智能游戲研究與應用[D].湖南大學，2011.

[2]王淑琴.神經網絡和遺傳算法在游戲設計中的應用研究[D].東北師范大學，2014.

[3]萬潭凱.神經網絡在即時戰略游戲中的應用[D].福州大學，2014.

[4]張亮亮.在線角色扮演游戲人機博弈系統的研究與實現[D].南京航空航天大學，2010.

[5]金香花.基于同時進化神經網絡的團隊游戲智能的設計[D].延邊大學，2011.