游戲人工智能編程案例精粹

內(nèi)容概要

本書(shū)主要講述如何使游戲中的角色具有智能的技術(shù)。書(shū)中首先介紹游戲角色的基本屬性（包括速度、質(zhì)量等物理屬性）及常用數(shù)學(xué)方法。接著，深入探討游戲智能體狀態(tài)機(jī)的實(shí)現(xiàn)。通過(guò)簡(jiǎn)單足球游戲?qū)嵗?，本?shū)給出用狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)游戲AI的例子。在圖論部分，本書(shū)詳細(xì)介紹圖在游戲中的用途及各種不同的圖搜索算法，并用一章的篇幅討論了游戲中路徑規(guī)劃是如何完成的。此外，本書(shū)還對(duì)目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的智能體的實(shí)現(xiàn)、觸發(fā)器與模糊邏輯在游戲中的運(yùn)用進(jìn)行了討論。為使智能體行為更加豐富、靈活、易于實(shí)現(xiàn)，本書(shū)還介紹了游戲腳本語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)，并以Lua腳本語(yǔ)言為例進(jìn)行了說(shuō)明。本書(shū)適合對(duì)游戲AI開(kāi)發(fā)感興趣的愛(ài)好者和游戲AI開(kāi)發(fā)人員閱讀和參考。

書(shū)籍目錄

第1章　數(shù)學(xué)和物理學(xué)初探　1.1　數(shù)學(xué)　　1.2　物理學(xué)　　1.3　總結(jié)　第2章　狀態(tài)驅(qū)動(dòng)智能體設(shè)計(jì)　2.1　什么是有限狀態(tài)機(jī)　　2.2　有限狀態(tài)機(jī)的實(shí)現(xiàn)　　2.3　West World項(xiàng)目　　2.4　使State基類(lèi)可重用　　2.5　全局狀態(tài)和狀態(tài)翻轉(zhuǎn)（State Blip）　　2.6　創(chuàng)建一個(gè)StateMachine類(lèi)　　2.7　引入Elsa　　2.8　為你的FSM增加消息功能　第3章　如何創(chuàng)建自治的可移動(dòng)游戲智能體　3.1　什么是自治智能體　　3.2　交通工具模型　　3.3　更新交通工具物理屬性　　3.4　操控行為　　3.5　組行為（Group Behaviors）　　3.6　組合操控行為（Combining Steering Behaviors）　　3.7　確保無(wú)重疊　　3.8　應(yīng)對(duì)大量交通工具：空間劃分　　3.9　平滑　第4章　體育模擬（簡(jiǎn)單足球）　4.1　簡(jiǎn)單足球的環(huán)境和規(guī)則　　4.2　設(shè)計(jì)AI　　4.3　使用估算和假設(shè)　　4.4　總結(jié)　第5章　圖的秘密生命　5.1　圖　　5.2　實(shí)現(xiàn)一個(gè)圖類(lèi)　　5.3　圖搜索算法　　5.4　總結(jié)　第6章　用腳本，還是不用？這是一個(gè)問(wèn)題　6.1　什么是腳本語(yǔ)言　　6.2　腳本語(yǔ)言能為你做些什么　　6.3　在Lua中編寫(xiě)腳本　　6.4　創(chuàng)建一個(gè)腳本化的有限狀態(tài)自動(dòng)機(jī)　　6.5　有用的鏈接　　6.6　并不是一切都這么美妙　　6.7　總結(jié)　第7章　概覽《掠奪者》游戲　7.1　關(guān)于這個(gè)游戲　　7.2　游戲體系結(jié)構(gòu)概述　　7.3　觸發(fā)器　　7.4　AI設(shè)計(jì)的考慮　　7.5　實(shí)現(xiàn)AI　　7.6　總結(jié)　第8章　實(shí)用路徑規(guī)劃　8.1　構(gòu)建導(dǎo)航圖　　8.2　《掠奪者》游戲?qū)Ш綀D　　8.3　創(chuàng)建路徑規(guī)劃類(lèi)　　8.4　節(jié)點(diǎn)式路徑或邊式路徑　　8.5　走出困境狀態(tài)　　8.6　總結(jié)　第9章　目標(biāo)驅(qū)動(dòng)智能體行為　9.1　勇士埃里克的歸來(lái)　　9.2　實(shí)現(xiàn)　　9.3　《掠奪者》角色所使用的目標(biāo)例子　　9.4　目標(biāo)仲裁　　9.5　擴(kuò)展　　9.6　總結(jié)　第10章　模糊邏輯　10.1　普通集合　　10.2　模糊集合　　10.3　模糊語(yǔ)言變量　　10.4　模糊規(guī)則　　10.5　從理論到應(yīng)用：給一個(gè)模糊邏輯模塊編碼　　10.6　《掠奪者》中是如何使用模糊邏輯類(lèi)的　　10.7　庫(kù)博方法　　10.8　總結(jié)　拔　附錄A　C++模板　函數(shù)模板　　類(lèi)模板　　連接器的困惑　附錄B　UML類(lèi)圖　類(lèi)名、屬性和操作　　屬性和操作的可見(jiàn)性　　關(guān)系 　　批注 　　總結(jié) 　附錄C　設(shè)置你的開(kāi)發(fā)環(huán)境　下載演示的可執(zhí)行程序　　下載并安裝源代碼　參考文獻(xiàn)　

章節(jié)摘錄

　　第1章　數(shù)學(xué)和物理學(xué)初探　　1.1　數(shù)學(xué)　　們將從數(shù)學(xué)開(kāi)始，因?yàn)闆](méi)有數(shù)學(xué)知識(shí)就學(xué)習(xí)物理學(xué)就如同沒(méi)有翅膀卻要學(xué)習(xí)飛翔一樣?！　?.1.1　笛卡爾坐標(biāo)系　　你可能對(duì)笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)已經(jīng)非常熟悉了。如果你曾經(jīng)寫(xiě)過(guò)可以在屏幕上畫(huà)圖像的程序，那么你肯定必然使用過(guò)笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)來(lái)描述構(gòu)成圖像的點(diǎn)、線、位圖的位置?！　≡诙S空間中，笛卡爾坐標(biāo)系被定義成兩個(gè)坐標(biāo)軸成直角相交并且用單位長(zhǎng)度標(biāo)出。水平軸稱(chēng)為X軸，而垂直軸稱(chēng)為Y軸，兩個(gè)軸的交點(diǎn)稱(chēng)為原點(diǎn)，如圖1.1所示?！　∪鐖D1.1所示，每個(gè)坐標(biāo)軸端點(diǎn)的箭頭表示它們?cè)诿總€(gè)方向上無(wú)限延伸。假想有一張無(wú)限大的紙，上面有X軸和Y軸，紙就表示xy平面，所有二維的笛卡爾坐標(biāo)系中的點(diǎn)都可以繪制在這個(gè)平面上。在2D空間中的一個(gè)點(diǎn)可以用一對(duì)坐標(biāo)（xy）表示。x和Y的值代表沿著各自的軸上的距離。如今，繪制在笛卡爾坐標(biāo)系中的一系列的點(diǎn)或線常常作為一個(gè)圖形，這樣肯定會(huì)節(jié)省很多鍵入的工作量。　　1.1.2　函數(shù)和方程　　函數(shù)的概念是數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)。函數(shù)表達(dá)了兩個(gè)（或更多個(gè)）稱(chēng)為變量的項(xiàng)之間的關(guān)系，并且典型的寫(xiě)法是方程的形式（一個(gè)代數(shù)表達(dá)式等于另一個(gè)代數(shù)表達(dá)式）。正如名字所示，之所以稱(chēng)為變量是因?yàn)樗鼈兊闹凳强梢宰兓?。變量常常用字母表中的字母表達(dá)。你將看到數(shù)學(xué)公式中應(yīng)用最普通的兩個(gè)變量是X和Y（雖然任何字母或符號(hào)也是可以的）?！　∪绻鸛的每個(gè)值都可以與Y的一個(gè)值相關(guān)聯(lián)，那么Y就是一個(gè)關(guān)于x的函數(shù)。Y稱(chēng)作因變量因?yàn)樗闹狄蕾?lài)于X的值。

媒體關(guān)注與評(píng)論

　　“本書(shū)不僅是一本適合游戲編程初學(xué)者的入門(mén)教材，對(duì)于高級(jí)程序員或?qū)＜乙彩且粋€(gè)不錯(cuò)的選擇（復(fù)習(xí)一下學(xué)過(guò)的知識(shí)，沒(méi)有什么壞處，不是么？）。本書(shū)簡(jiǎn)潔明了，內(nèi)容幾乎覆蓋AI方面所有重要學(xué)科，從基礎(chǔ)數(shù)學(xué)和物理到圖論年和Lua腳本編寫(xiě)，再到為程序員們創(chuàng)建一些極為精妙的代理行為所需的工具，等等。本書(shū)在軟件工程方面的內(nèi)容同樣也值得借鑒。演示游戲在代碼實(shí)例中使用了我們極為熟悉的設(shè)計(jì)模式。我要將此書(shū)推薦給所有游戲程序員。這是一本很值得一讀的書(shū)，它傳播著奇思妙想！”　　——Chris Keegan　　英國(guó)Climax Studios公司技術(shù)總監(jiān)，《惡靈騎士》開(kāi)發(fā)者之一　　“本書(shū)的問(wèn)世，為許多難題提供了權(quán)威的專(zhuān)業(yè)解決方案，比如移動(dòng)和朝向問(wèn)題。Mat引導(dǎo)讀者為真實(shí)的游戲構(gòu)建堅(jiān)實(shí)的基石。本書(shū)對(duì)于初涉AI領(lǐng)域的人來(lái)說(shuō)是必備之選，對(duì)于經(jīng)驗(yàn)豐富的專(zhuān)家，書(shū)中也提供了很多技巧。我要是在8年前就能讀到這本書(shū)就好了?！薄　　狫eff Orkin　　英國(guó)Monolith Productions公司AI架構(gòu)師，《無(wú)人永生2》、《恐懼》開(kāi)發(fā)者之一　　“……將許多真正有用的信息以一種讓我不感到頭昏的方式美妙地組合在了一起?！薄　　狦areth Lewis　　英國(guó)Lionhead Studios公司項(xiàng)目主管，《黑與自2》開(kāi)發(fā)者之一　　“本書(shū)的每個(gè)章節(jié)都是由淺入深地介紹一項(xiàng)游戲人工智能技術(shù)，并圍繞該技術(shù)給出太量的代碼和文字實(shí)例。本書(shū)通俗易懂，通過(guò)將理論知識(shí)應(yīng)用于自己的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，或者通過(guò)擴(kuò)展并理解某環(huán)境下的代碼實(shí)例，你可以加深對(duì)游戲人工智能編程的理解。本書(shū)把每個(gè)獨(dú)立的技術(shù)點(diǎn)組合在一起，形成各種各樣的完整游戲環(huán)境。在這些環(huán)境下，你可以很好地理解一個(gè)龐大的游戲架構(gòu)下的各個(gè)互動(dòng)系統(tǒng)之間的關(guān)系?！薄　　狹ike Ducker　　英國(guó)Lionhead Studios公司AI架構(gòu)師，《神鬼寓言》開(kāi)發(fā)者之一　　“通過(guò)一些容易模仿且描述得很好的實(shí)例，Mat向我們展示了如何使用大部分只有專(zhuān)業(yè)AI程序員才會(huì)使用的技術(shù)。對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，這正是一本很棒的導(dǎo)論；而如果你是經(jīng)驗(yàn)豐富的程序員，它同樣也是一本極佳的參考手冊(cè)?！　　狤ric Martel　　法國(guó)育碧游戲公司AI程序師，《孤島驚魂》（XBox）開(kāi)發(fā)者之一

編輯推薦

　　《游戲人工智能編程案例精粹》適合對(duì)游戲AI開(kāi)發(fā)感興趣的愛(ài)好者和游戲AI開(kāi)發(fā)人員閱讀和參考。

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