模拟经营游戏中智能决策系统的研究与实现

摘要

“第九艺术”、“体育项目”等这些看似与游戏没有任何联系的名称,而如今已经成了游戏的头衔。游戏作为新时代艺术正获得人们广泛认同,并且游戏行业以惊人的发展速度成为一股中国互联网经济领域中不可忽视的力量。然而,随着玩家对游戏AI(人工智能)的要求不断提高,致使游戏智能决策系统越来越复杂,因此,研究具有智能决策行为的游戏角色成为了游戏AI领域的一大热点。传统的FSM(有限状态机)AI技术已经无法适应现代游戏的复杂性,所以需要以灵活的方法构建AI决策框架。本文分析和设计了一个具体的模拟经营回合制游戏,并通过状态驱动智能角色行为和贪婪策略实现角色路径规划的方法,最终组合完成一个多智能体层级决策系统。本文的工作内容以及研究成果:
　　1、针对游戏中单智能体的自主决策行为,结合有限状态机的决策理论,本文对角色状态进行分析和优化,对不同联系的状态划分为不同的层次,然后用状态机统一管理并实现这些状态。研究结果表明,这种决策模型结构简化了状态的数量,并且控制逻辑清晰、可扩张性强。
　　2、本文运用层级架构思想将游戏中的多个智能体进行功能定位,并建立游戏层级框架。在保证了每一层级上AI角色的自主决策同时,实现了层级之间角色的通信行为。研究结果表明,命令消息系统能有效解决角色通信问题,并提高智能体的决策效率。
　　3、针对游戏中智能角色的自主路径规划问题,结合启发式搜索算法在路径规划中的应用,本文将航线规划问题转换为数学优化问题。通过分析其数学模型,运用改进的贪婪搜索算法实现智能体的路径规划。实验结果表明,此种路径规划方法更贴近玩家的思维方式,并且具有高效性。
　　最后,本文通过追踪游戏中一个角色的运行状况,来分析智能角色决策系统,并验证了系统的有效性。

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第1章 绪论

1.1课题研究背景

1.2课题研究目的与意义

1.3游戏人工智能概述

1.4论文组织结构

第2章 模拟经营游戏设计理论

2.1游戏设计基础

2.2智能角色的常用AI技术分析

2.3本章小结

第3章 游戏“Airline Simulator”设计

3.1“Airline Simulator”需求分析

3.2 游戏AI系统分析

3.3 游戏界面模块设计

3.4本章小结

第4章 状态驱动的决策系统设计与实现

4.1 单智能体自主决策模型设计

4.2 多智能体决策系统设计

4.3游戏AI系统程序框架设计

4.4本章小结

第5章 基于贪婪策略的飞机航线规划

5.1引言

5.2贪婪算法原理

5.3飞机航线规划具体实现

5.4 游戏AI系统运行结果及分析

5.5 本章小节

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附录