浅谈游戏人工智能

冯成 索琰琰 齐立萍（通讯作者） 河北农业大学理工学院

1 引言

在全球科技快速发展中，计算机得到了迅速的普及，硬件与软件系统也得到了全面的提高。在计算机游戏设计上运用3D技术、智能追踪技术以及虚拟现实技术等等，不仅提高了游戏画面的分辨率、清晰度，也使得画面更加具有真实性和表现力，从而为玩家用户带来了游戏快感。

但是，由于缺乏相关理论指导，游戏开发人员在设计时不能合理地应用人工智能技术，从而体现不出人工智能在游戏领域的优势。因此，人工智能在游戏领域如何才能发挥更大的作用，是一个值得我们探讨和研究的问题。

2 人工智能的简介

人工智能(Artificial Intelligence) ，英文缩写为AI。它是计算机科学的一个分支，本质是了解智能，然后产生出具有高智商的智能机器。人工智能的应用范围广泛，在语言识别、图像处理技术、自动化技术、机器人以及专家系统等领域。

但是，人工智能也有发展的弊端。有些人认为人工智能是人类智慧的结晶，会带给人类巨大 的好处和利益。另外一些人则认为人工智能在将来的某天会超越人类的智慧，给人类带来灾难。总而言之。人工智能的优势更符合目前人类发展的需求，更能推动社会的进步。

3 游戏人工智能的定义

游戏人工智能顾名思义是游戏和人工智能结合的产物，是人工智能的一个新型领域。

该技术是在玩家用户个人设备条件局限的条件下，对游戏中的非玩家角色（NPC）进行计算和操作,再通过决策树和算法，使游戏玩家可以体验真实，使游戏世界中的事物更符合现实人们认知，使NPC可以模拟人类的思维方式，表现出智能的行为，从而更加逼真，游戏体验感更加真实。

4 游戏人工智能设计目的

为了提高游戏的体验感和增强游戏的可玩性，智能角色是不可缺少的。如果没有个NPC都对应一个真实存在的人的话，那么可知一个大型端游需要的员工有多少，这是不现实的，应该智能NPC成为游戏发展的一个必要趋势。智能NPC只需要表现出一定水平的人工智能就可以，也没必要体现智能NPC是如何应用的，只需要表现出足够的可信度。这样，不仅释放了游戏的人员工作，使得单机游戏成为可能，而且还改善了游戏的真实感和复杂感，使更多的人愿意体验游戏。

对于不同类型的游戏，玩家的期望是不经相同的。比如说:街机游戏或者是超级玛丽，就没有必要具有太高的AI，AI固定在一定的水平就可以了；策略游戏中，游戏玩家希望敌方可以更加聪明、厉害些，这样才更加具有挑战性，不至于赢得没有丝毫的荣誉感；大型端游和角色扮演游戏中，游戏玩家更加渴望倾向于类似于现实世界的3D虚拟世界，角色的行为动作甚至是性格越来越人性化，这就需要游戏AI，才能给游戏玩家更加真实的游戏的体验感和舒适感，才能使游戏产业的发展不断进步。

4.1 增加挑战性

游戏吸引玩家，无异于在于游戏的体验感和挑战性，没有挑战性，就不会吸引游戏玩家的注意力，游戏也就没有了乐趣。而游戏人工智能的目的就是赋予一个游戏更加有趣的挑战性，不同难度系数的任务可以适应不同玩家用户的需求，一级一级的任务可以使他们逐渐找到自信心和快乐感，而且可以让玩家充分转动自己的大脑，去挑战一个属于自己的不可能。

4.2 增加可玩性

可玩性的增加可以是NPC的人工智能化，使玩家无法预料NPC下一步的行动，也可以是NPC使用玩家出乎预料的动作或者行为击败玩家，这样增加了游戏的体验感和耐玩性，也可以通过给玩家各种惊喜来留住玩家。

4.3 增强故事情节

游戏AI可以赋予NPC不同的表情，通过不同的表情变化来影响剧情的变化，玩家可以充分发挥自己的想象力去猜测任务的情节甚至是任务的难度系数。通过游戏AI对NPC的智能化，可以使故事情节更加丰富，剧情更加完整，吸引玩家花更多的注意力去探索任务。

5 现有游戏AI技术

5.1 Unity 3D游戏引擎

就目前而言，Unity 3D游戏引擎是网络游戏开发和手游开发的主要游戏引擎，因为它具有图像真实性强、图形效果好、方便资源管理、功能全面等优势。C#语言、Unity Script、Boo等都是以Unity 3D引擎为基本脚本引擎的。

Unity 3D通过组成式构建游戏世界模型。比如说游戏中的物体道具组件、声音组件、导航组件等提高了游戏的真实感，给游戏玩家带来了真实的体验感[1] 。Unity 3D还可以放入自定义组件，也可以随意摆放游戏道具，并通过播放按钮来直接、实时的查看游戏的运行状态和效果。除此之外，Unity 3D提供了扩展接口，可以不断提高引擎的能力，从而有游戏的开发提供强大的助力[2] 。

5.2 模糊状态机

模糊状态机中最常用的模糊逻辑[3] ，模糊逻辑为最终任务的执行增加了预测难度，减少了编程语言的复杂性。在游戏中，NPC的任务就是寻找出快速的有效路径:战争策略游戏中，NPC通过巧妙的避开障碍物，快速的通过各种地形并且达到敌方的位置坐标；射击类游戏中，游戏AI需要借助各种掩体来掩护，从而达到自我保护的目的。

模糊状态机吸引了更多玩家的兴趣，为游戏玩家提供了更具有挑战性的游戏环境。

6 应用与展望

人工智能技术在游戏引擎中、角色运动中以及路径规划等方面都有重要应用[4] ，比如说:在游戏中应用人工智能技术后，通过精美的画面就可以自然而然的吸引更多的玩家对游戏产生兴趣。

游戏人工智能已经取得了显著的进步，但是仍需要创造出更加高效的游戏人工智能、游戏画面和完美的主线 任务。只有合理地应用人工智能技术，才能使玩家与NPC的互动、敌我阵营的转换、主线任务的多变性等方面更加具有乐趣。假如通过卷积神经网络[5]和虚拟现实技术[6] 的结合，可以让游戏玩家通过虚拟设备进入游戏世界，然后以现实生活中的能力去对应虚拟游戏中的相应属性能力，那么游戏必然会吸引更多的游戏玩家，游戏AI技术也会推动游戏领域进入一个崭新的发展阶段。

7 结论

人工智能技术必然会推动游戏领域的发展，游戏领域的技术需求也必然会加快人工智能技术的不断进步。游戏人工智能使游戏更加多元化、更加娱乐化，在人们的生活中扮演者重要角色。

[1]李博.游戏人工智能关键技术的研究[D].上海：上海交通大学，2011.

[2]余璞，祝忠明，邢万里.游戏人工智能关键技术介绍[J].信息通信，2014（10）：132.

[3]叶本公，模糊状态机在人工智能中的应用，（2014）011-0120-02

[4]徐衍生，人工智能技术在计算机游戏软件中的应用，（2017）16-0071-02

[5]李媛媛，卷积神经网络优化及其在图像识别中的应用[D]. 沈阳：沈阳工业大学，2016

[6]丁选程，浅谈虚拟现实技术的发展与展望[J],新课程 下旬，2017(02):36-36.