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关于AI

2013-08-05 21:49 162 查看
本系列文章由zhmxy555编写,转载请注明出处。  http://blog.csdn.net/zhmxy555/article/details/7434317

作者:毛星云    邮箱: happylifemxy@qq.com    欢迎邮件交流编程心得

我们常常听闻AI(Artificial Intelligence人工智能)这个名词,比如Dota里面的AI地图。写这篇文章的时候,最新版的Dota AI是6.72f,估计过几天6.73的AI也要出来了。很多Dota玩家喜欢玩AI地图练练感觉和补刀,可以这样说,Dota 地图成功的加入了AI元素,是近几年Dota风靡全球不可缺少的因素之一。

一、知识点讲解

那么,到底什么是AI呢?首先我们来了解一下人工智能(AI)的具体定义。“人工智能”(Artificial Intelligence)简称AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能研究如何用计算机去模拟、延伸和扩展人的智能;如何把计算机用得更聪明;如何设计和建造具有高智能水平的计算机应用系统;如何设计和制造更聪明的计算机以及智能水平更高的智能计算机等。人工智能是计算机科学的一个分支,人工智能是计算机科学技术的前沿科技领域。人工智能与计算机软件有密切的关系。一方面,各种人工智能应用系统都要用计算机软件去实现,另一方面,许多聪明的计算机软件也应用了人工智能的理论方法和技术。

而我们要讲解的游戏人工智能,只是渊博的人工智能领域里面的冰山一角。我们不会用到那些类似于神经网络,基因算法,模糊逻辑等复杂的人工智能理论,我们只需利用自己本身的思考模式去赋予游戏中角色判断的能力,来进行某些特定的行为。

今天我们主角是运动型的AI,下面就开始正题吧。

凡是在游戏中会移动的物体,几乎都涉及到了运动型的游戏AI,例如游戏中怪物的追逐或者躲避玩家和游戏中NPC角色的移动都是移动型AI的例子。

<1>追逐移动

下面我们以移动型AI里的追逐移动型AI来作为例子讲解。

追逐移动一般是通过控制一角色朝某一目标接近来实现,简单点说,就是两个物体的空间坐标相互接近。比如我们要设计一个怪物追逐玩家的游戏,只要在每次进行贴图时,将怪物坐在坐标与玩家角色所在的坐标进行比较,自增或者自减怪物X,Y轴上的贴图坐标,就可产生追逐移动的效果。下面就是一个典型的怪物追逐外加的移动AI算法,其中“枭兽X”、“枭兽Y”,“幻影刺客X”,“幻影刺客Y”分别用来表示怪物及玩家在X与Y轴上的贴图坐标。

【算法1】

[cpp]
view plaincopyprint?

If(枭兽X>幻影刺客X)  
枭兽X--;  
else  
枭兽X++;  
If(枭兽Y<幻影刺客Y)  
枭兽Y++;  
else  
枭兽Y--;  

下面我们再来看一个例子,这段算法是以上面的【算法1】为核心代码,赋予了怪物更多的“思考”空间。追逐移动的怪物会按照自身生命值的多寡来决定是否进行追逐,每次计算下次的位置坐标时,也只有二分之三的几率能正确地朝向玩家,以其中以“枭兽HP”来表示怪物当前的生命值。

【算法2】

[cpp]
view plaincopyprint?

If(枭兽HP>200)              //生命值大于200时才追
  
(  
P=rand()%3;                   //取随机数除以3的余数
  
If(p!=1)                        //余数不为1时进行追逐
  
{  
If(枭兽X>幻影刺客X)  
枭兽X--;  
else  
枭兽X++;  
If(枭兽Y<幻影刺客Y)  
枭兽Y++;  
else  
枭兽Y--;  
}  
else  
    枭兽HP+=5           //怪物不动,自动补5点血
  


 

这样的怪物就比较有灵性了,要继续创造出更聪明的AI,只要继续完善代码,写出更多的功能就行了。

<2>躲避移动

其实躲避移动和追逐移动的算法差不多,就是把++的地方和--对调就行了,让怪物与人物的空间坐标相互远离。

具体代码如下:

【算法3】

[cpp]
view plaincopyprint?

If(枭兽X>幻影刺客X)  
枭兽X++;  
else  
枭兽X--;  
If(枭兽Y<幻影刺客Y)  
枭兽Y--;  
else  
枭兽Y++;  

 

二、在实例中将知识融会贯通

依旧,我们看一个实例,来将本节的知识融会贯通。

这是一个小鸟追逐小女孩的场景,我们需要用键盘的【↑】【↓】【←】【→】键来躲避小鸟的追击,具体键盘输入消息的知识点还

不太了解的朋友,请移步笔记十二,这里给出链接:

【Visual C++】游戏开发笔记十二 游戏输入消息处理(一) 键盘消息处理

下面依旧是贴图详细注释的源代码:

[cpp]
view plaincopyprint?

#include "stdafx.h"   
#include <stdio.h>   
  
//全局变量声明   
HINSTANCE hInst;  
HBITMAP girl[4],bg,bird;                  
HDC     hdc,mdc,bufdc;  
HWND    hWnd;  
  
DWORD   tPre,tNow,nowX,nowY;  
POINT   p[3];               //用于记录3只小鸟的贴图坐标
  
int     num,dir,x,y;       //x,y变量为人物贴图坐标,dir为人物移动方向,这里我们中以0,1,2,3代表人物上,下,左,右方向上的移动:num为连续贴图中的小图编号
  
  
//全局函数声明   
ATOM                MyRegisterClass(HINSTANCE hInstance);  
BOOL                InitInstance(HINSTANCE, int);  
LRESULT CALLBACK    WndProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);  
void                MyPaint(HDC hdc);  
  
//****WinMain函数,程序入口点函数***********************
  
int APIENTRY WinMain(HINSTANCE hInstance,  
                     HINSTANCE hPrevInstance,  
                     LPSTR     lpCmdLine,  
                     int       nCmdShow)  
{  
    MSG msg;  
  
    MyRegisterClass(hInstance);  
  
    //初始化   
    if (!InitInstance (hInstance, nCmdShow))   
    {  
        return FALSE;  
    }  
  
     GetMessage(&msg,NULL,NULL,NULL);            //初始化msg  
  
    //消息循环   
    while( msg.message!=WM_QUIT )  
    {  
        if( PeekMessage( &msg, NULL, 0,0 ,PM_REMOVE) )  
        {  
            TranslateMessage( &msg );  
            DispatchMessage( &msg );  
        }  
        else  
        {  
            tNow = GetTickCount();  
            if(tNow-tPre >= 40)  
                MyPaint(hdc);  
        }  
    }  
  
    return msg.wParam;  
}  
  
//****设计一个窗口类,类似填空题,使用窗口结构体*******************
  
ATOM MyRegisterClass(HINSTANCE hInstance)  
{  
    WNDCLASSEX wcex;  
  
    wcex.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);   
    wcex.style          = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;  
    wcex.lpfnWndProc    = (WNDPROC)WndProc;  
    wcex.cbClsExtra     = 0;  
    wcex.cbWndExtra     = 0;  
    wcex.hInstance      = hInstance;  
    wcex.hIcon          = NULL;  
    wcex.hCursor        = NULL;  
    wcex.hCursor        = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);  
    wcex.hbrBackground  = (HBRUSH)(COLOR_WINDOW+1);  
    wcex.lpszMenuName   = NULL;  
    wcex.lpszClassName  = "canvas";  
    wcex.hIconSm        = NULL;  
  
    return RegisterClassEx(&wcex);  
}  
  
//****初始化函数*************************************
  
// 加载位图并设定各种初始值   
BOOL InitInstance(HINSTANCE hInstance, int nCmdShow)  
{  
    HBITMAP bmp;  
    hInst = hInstance;  
  
    hWnd = CreateWindow("canvas", "浅墨的绘图窗口" , WS_OVERLAPPEDWINDOW,  
        CW_USEDEFAULT, 0, CW_USEDEFAULT, 0, NULL, NULL, hInstance, NULL);  
  
    if (!hWnd)  
    {  
        return FALSE;  
    }  
  
    MoveWindow(hWnd,10,10,640,480,true);  
    ShowWindow(hWnd, nCmdShow);  
    UpdateWindow(hWnd);  
  
    hdc = GetDC(hWnd);  
    mdc = CreateCompatibleDC(hdc);  
    bufdc = CreateCompatibleDC(hdc);  
  
  
    //建立空的位图并置入mdc中   
    bmp = CreateCompatibleBitmap(hdc,640,480);  
    SelectObject(mdc,bmp);  
  
  
    //设定人物贴图初始位置和移动方向   
    x = 300;  
    y = 250;  
    dir = 0;  
    num = 0;  
    nowX = 300;  
    nowY = 300;  
  
  
    //载入各连续移动位图及背景图   
    girl[0] = (HBITMAP)LoadImage(NULL,"girl0.bmp",IMAGE_BITMAP,440,148,LR_LOADFROMFILE);  
    girl[1] = (HBITMAP)LoadImage(NULL,"girl1.bmp",IMAGE_BITMAP,424,154,LR_LOADFROMFILE);  
    girl[2] = (HBITMAP)LoadImage(NULL,"girl2.bmp",IMAGE_BITMAP,480,148,LR_LOADFROMFILE);  
    girl[3] = (HBITMAP)LoadImage(NULL,"girl3.bmp",IMAGE_BITMAP,480,148,LR_LOADFROMFILE);  
    bg = (HBITMAP)LoadImage(NULL,"bg.bmp",IMAGE_BITMAP,640,480,LR_LOADFROMFILE);\  
  
  
    bird = (HBITMAP)LoadImage(NULL,"bird.bmp",IMAGE_BITMAP,122,122,LR_LOADFROMFILE);  
  
    p[0].x = 30;  
    p[0].y = 100;  
  
    p[1].x = 250;  
    p[1].y = 250;  
  
    p[2].x = 500;  
    p[2].y = 400;  
  
  
    MyPaint(hdc);  
  
    return TRUE;  
}  
  
//****自定义绘图函数*********************************
  
// 1.人物贴图坐标修正及窗口贴图   
//进行AI行为判断并贴图   
void MyPaint(HDC hdc)  
{  
    int w,h,i;  
  
    //先在mdc中贴上背景图   
    SelectObject(bufdc,bg);  
    BitBlt(mdc,0,0,640,480,bufdc,0,0,SRCCOPY);  
  
    //按照目前的移动方向取出对应人物的连续走动图,并确定截取人物图的宽度与高度
  
    SelectObject(bufdc,girl[dir]);  
    switch(dir)  
    {  
        case 0:  
            w = 55;  
            h = 74;  
            break;  
        case 1:  
            w = 53;  
            h = 77;  
            break;  
        case 2:  
            w = 60;  
            h = 74;  
            break;  
        case 3:  
            w = 60;  
            h = 74;  
            break;  
    }  
    //按照目前的X,Y的值在mdc上进行透明贴图,然后显示在窗口画面上
  
    BitBlt(mdc,x,y,w,h,bufdc,num*w,h,SRCAND);  
    BitBlt(mdc,x,y,w,h,bufdc,num*w,0,SRCPAINT);  
      
  
  
  
    //贴出鸟的图片   
    SelectObject(bufdc,bird);  
  
  
    for(i=0;i<3;i++)  
    {  
  
        if(rand()%3 != 1)       //有2/3几率进行追踪
  
        {  
            if(p[i].y > y-16)  
                p[i].y -= 5;  
            else  
                p[i].y += 5;  
  
            if(p[i].x > x-25)  
                p[i].x -= 5;  
            else  
                p[i].x += 5;  
        }  
  
        if(p[i].x > x-25)    //判断小鸟的移动方向,从而选择合适的位图朝向
  
        {  
            BitBlt(mdc,p[i].x,p[i].y,61,61,bufdc,61,61,SRCAND);  
            BitBlt(mdc,p[i].x,p[i].y,61,61,bufdc,0,61,SRCPAINT);  
        }  
        else  
        {  
            BitBlt(mdc,p[i].x,p[i].y,61,61,bufdc,61,0,SRCAND);  
            BitBlt(mdc,p[i].x,p[i].y,61,61,bufdc,0,0,SRCPAINT);  
        }  
    }  
  
    BitBlt(hdc,0,0,640,480,mdc,0,0,SRCCOPY);  
  
  
  
  
    tPre = GetTickCount();         //记录此次绘图时间
  
  
    num++;  
    if(num == 8)  
        num = 0;  
  
}  
  
//****消息处理函数***********************************
  
// 1.按下【Esc】键结束程序   
// 2.按下方向键重设贴图坐标   
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)  
{  
    switch (message)  
    {  
        case WM_KEYDOWN:         //按下键盘消息
  
            //判断按键的虚拟键码
  
            switch (wParam)   
            {  
                case VK_ESCAPE:           //按下【Esc】键
  
                    PostQuitMessage( 0 );  //结束程序
  
                    break;  
                case VK_UP:               //按下【↑】键
  
                    //先按照目前的移动方向来进行贴图坐标修正,并加入人物往上移动的量(每次按下一次按键移动10个单位),来决定人物贴图坐标的X与Y值,接着判断坐标是否超出窗口区域,若有则再次修正
  
                    switch(dir)  
                    {  
                        case 0:   
                            y -= 10;  
                            break;  
                        case 1:  
                            x -= 1;  
                            y -= 8;  
                            break;  
                        case 2:   
                            x += 2;  
                            y -= 10;  
                            break;  
                        case 3:  
                            x += 2;  
                            y -= 10;  
                            break;  
                    }  
                    if(y < 0)  
                        y = 0;  
                    dir = 0;  
                    break;  
                case VK_DOWN:             //按下【↓】键
  
                    switch(dir)  
                    {  
                        case 0:  
                            x += 1;  
                            y += 8;  
                            break;  
                        case 1:  
                            y += 10;  
                            break;  
                        case 2:  
                            x += 3;  
                            y += 6;  
                            break;  
                        case 3:  
                            x += 3;  
                            y += 6;  
                            break;  
                    }  
  
                    if(y > 375)  
                        y = 375;  
                    dir = 1;  
                    break;  
                case VK_LEFT:             //按下【←】键
  
                    switch(dir)  
                    {  
                        case 0:  
                            x -= 12;  
                            break;  
                        case 1:  
                            x -= 13;  
                            y += 4;  
                            break;  
                        case 2:  
                            x -= 10;  
                            break;  
                        case 3:  
                            x -= 10;  
                            break;  
                    }  
                    if(x < 0)  
                        x = 0;  
                    dir = 2;  
                    break;  
                case VK_RIGHT:             //按下【→】键
  
                    switch(dir)  
                    {  
                        case 0:  
                            x += 8;  
                            break;  
                        case 1:  
                            x += 7;  
                            y += 4;  
                            break;  
                        case 2:  
                            x += 10;  
                            break;  
                        case 3:  
                            x += 10;  
                            break;  
                    }  
                    if(x > 575)  
                        x = 575;  
                    dir = 3;  
                    break;  
            }  
            break;  
        case WM_DESTROY:                    //窗口结束消息
  
            int i;  
  
            DeleteDC(mdc);  
            DeleteDC(bufdc);  
            for(i=0;i<4;i++)  
                DeleteObject(girl[i]);  
            DeleteObject(bg);  
            ReleaseDC(hWnd,hdc);  
  
            PostQuitMessage(0);  
            break;  
        default:                            //其他消息
  
            return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);  
   }  
   return 0;  
}  

运行截图如下:



以及



运行这个小游戏,我们要用键盘的【↑】【↓】【←】【→】键来躲避小鸟的追击,小鸟则会不断向人物靠近。

之前小鸟闪烁的bug已经修复,感谢 lghui1 的指出,我是大意了,将背景图在hdc上绘制了两次。

已经下载源代码的朋友,请将177行的 BitBlt(hdc,0,0,640,480,mdc,0,0,SRCCOPY);  删去即可。

本节笔记到这里就结束了,由于近期在做一个纯flash的网站,更新速度和评论的回复都不像往常那么及时,希望大家能够体谅。

本节笔记的源代码请点击这里下载:   【Visual C++】Code_Note_15

感谢一直支持【Visual C++】游戏开发笔记系列专栏的朋友们,也请大家继续关注我的专栏,我一有时间就会把自己的学习心得,觉得比较好的知识点写出来和大家一起分享。

精通游戏开发的路还很长很长,非常希望能和大家一起交流,共同学习,共同进步。

大家看过后觉得值得一看的话,可以顶一下这篇文章,你们的支持是我继续写下去的动力~

如果文章中有什么疏漏的地方,也请大家指正。也希望大家可以多留言来和我探讨编程相关的问题。

最后,谢谢你们一直的支持~~~

——————————浅墨于2012年4月7日

 
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