基于3D角色游戲中AI引擎的設(shè)計(jì)研究_第1頁
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文檔簡介

1、    基于3d角色游戲中ai引擎的設(shè)計(jì)研究    耿富成摘 要 本文以人工智能(ai)引擎與游戲場景設(shè)計(jì)及優(yōu)化為主要研究目標(biāo),對優(yōu)化游戲場景搭建技巧進(jìn)行闡述,并分析ai引擎在3d角色游戲中的設(shè)計(jì)思路。通過復(fù)雜、高效的ai引擎,將游戲中那種更為飽滿、真實(shí)的角色行為創(chuàng)造出來,以此不斷提升角色游戲中玩家和智能角色的互動(dòng)?!娟P(guān)鍵詞】ai引擎 3d 角色游戲 場景設(shè)計(jì)iphone平臺游戲、android平臺游戲及網(wǎng)頁游戲等在近些年迅猛發(fā)展,并逐漸成為對發(fā)展游戲具有帶動(dòng)作用的新生力量。但是,當(dāng)今很多游戲都處于宣傳攻勢重于游戲內(nèi)容品質(zhì)的境況,而且玩家在游戲體驗(yàn)過程中

2、,會(huì)逐漸提升對游戲操控性與沉浸感需求。基于這種現(xiàn)象,使得3d游戲逐漸成為國內(nèi)游戲主要發(fā)展方向。1 游戲場景的設(shè)計(jì)在開發(fā)游戲時(shí),貼圖和模型的合理搭建能夠?qū)㈧披惖挠螒驁鼍疤峁┙o玩家,以此提升游戲本身意境,并將游戲主題突出出來。所以,怎樣快速搭建貼圖和模型,確保游戲運(yùn)行暢通是在設(shè)計(jì)游戲過程中亟待研究與解決的重要問題。1.1 搭建游戲場景規(guī)范一般通過unity3d技術(shù)對場景中像地形、草木等基本對象進(jìn)行直接搭建,但對于游戲中裝飾性物品與主要角色等,必須從3d建模軟件中導(dǎo)入。對游戲場景進(jìn)行搭建時(shí),首先要對游戲環(huán)境予以創(chuàng)建,然后放置物品或者角色。unity3d在默認(rèn)狀態(tài)下的單位為1,一般會(huì)通過修改應(yīng)用程序以

3、與該比例相匹配,由此在資源放置時(shí)就會(huì)比較簡單。本游戲通過maya建模,面片數(shù)要保證為32500個(gè)polygon 面片,若大于該數(shù)量,那么物體就無法顯現(xiàn),所以應(yīng)該對模型與多邊形數(shù)量進(jìn)行合理分布。在制作完成一個(gè)三維模型后,其內(nèi)容主要包括單位、場景尺寸、節(jié)點(diǎn)編輯、命名、紋理、模型歸類、紋理格式及尺寸、坐標(biāo)及材質(zhì)等一定要與相關(guān)制作規(guī)范相符。1.2 優(yōu)化游戲貼圖作為游戲開發(fā)平臺,unity3d模型材質(zhì)通常會(huì)有很多特殊性需求,并非maya中所有材質(zhì)球unity3d都支持,unity3d只支持像lambet、blin等標(biāo)準(zhǔn)材質(zhì),且還要保證貼圖尺寸為2n,貼圖尺寸最大值要在1024×1024以內(nèi),烘

4、焙過程中,對tga格式紋理貼圖進(jìn)行設(shè)置。渲染優(yōu)化時(shí),應(yīng)該對遮擋剔除技術(shù)進(jìn)行選用,也就是說,如果其它物體遮擋該物體,且在攝像機(jī)鏡頭外,那么不會(huì)對其實(shí)施渲染。運(yùn)行遮擋剔除是用虛擬攝像機(jī)在場景中將物體潛在可視狀態(tài)創(chuàng)建出來,以此進(jìn)一步提升游戲運(yùn)行質(zhì)量。2 基于3d角色游戲中ai引擎的設(shè)計(jì)研究2.1 構(gòu)建游戲ai引擎框架2.1.1 游戲中非玩家角色的動(dòng)作控制非玩家角色在游戲中的主要行為包括巡邏、待機(jī)、逃跑及攻擊等,每個(gè)行為下的動(dòng)畫表現(xiàn)都有所不同,以程序的方式對游戲角色動(dòng)作進(jìn)行控制。依照游戲引擎本身特性,于游戲角色模型中綁定角色動(dòng)作。此外,角色模型導(dǎo)出設(shè)置中,對游戲動(dòng)畫選項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置后,再在3d引擎中導(dǎo)入,

5、在一定條件下,采用程序控制的方式對動(dòng)畫剪輯進(jìn)行播放,以此控制角色動(dòng)作。2.1.2 狀態(tài)機(jī)反應(yīng)機(jī)制首先對ai引擎智能進(jìn)行分析:在一定范圍內(nèi),游戲ai角色巡邏,對周邊環(huán)境進(jìn)行掃視,以觀察周邊有玩家入侵與否,有時(shí)可立于原地,若無外界條件觸發(fā)則為空閑待機(jī)狀態(tài),但若在其可視范圍內(nèi)有玩家,則會(huì)主動(dòng)攻擊,圍攻玩家,以此對玩家造成傷害,如果其生命力比較低,則會(huì)自動(dòng)逃跑。根據(jù)ai角色表現(xiàn),能夠獲得ai角色的狀態(tài)及其相互轉(zhuǎn)換。idle 狀態(tài):該狀態(tài)為空閑狀態(tài),在平靜狀況下的基本狀態(tài)。如果無條件觸發(fā),ai角色在一段時(shí)間后就會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)入idle狀態(tài)。attack 狀態(tài):該狀態(tài)為攻擊狀態(tài),具體是攻擊出現(xiàn)在其視野中的玩家,

6、對其造成傷害。如果ai角色生命力比較低,就會(huì)自動(dòng)向escape狀態(tài)(即:逃跑狀態(tài))轉(zhuǎn)換,如果玩家在其可視范圍外,則會(huì)自動(dòng)向patrol狀態(tài)(即:巡邏狀態(tài))轉(zhuǎn)換。2.2 基于3d角色游戲的ai引擎尋路算法通過特定尋路算法幫助游戲角色尋路,也就是說,根據(jù)某種規(guī)則對從起始點(diǎn)到終點(diǎn)的路徑進(jìn)行計(jì)算。本文主要分析waypoint尋路算法,并具體應(yīng)用于角色游戲中。該尋路算法具體是將若干個(gè)路徑點(diǎn)(waypoint)進(jìn)行標(biāo)記,采用矢量線連接各路徑點(diǎn),確保游戲ai角色可以在某種規(guī)律下沿路徑線自動(dòng)尋路??墒止ぴO(shè)置這些路徑點(diǎn),也可程序自動(dòng)生成。路徑點(diǎn)尋路時(shí),游戲場景中,需要獲取任意兩點(diǎn)路徑,可以從目標(biāo)點(diǎn)與起始點(diǎn)各取一

7、個(gè)路徑點(diǎn),對這兩個(gè)路徑點(diǎn)最短距離進(jìn)行計(jì)算,以此將目標(biāo)點(diǎn)與起始點(diǎn)最優(yōu)路徑計(jì)算出來,這就是角色行走路徑。游戲角色在到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)后,必須在其視野中可看到下一最優(yōu)路徑點(diǎn),由此就能夠在最優(yōu)路徑中進(jìn)行自由活動(dòng)。3 總結(jié)本研究分析與探討了基于3d角色游戲的游戲場景布置與ai引擎的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。采用三維建模軟件實(shí)施建模后,對游戲場景于unity3d中進(jìn)行優(yōu)化,結(jié)合ai引擎關(guān)鍵技術(shù)、制作過程及游戲半身,確保能夠在游戲中將游戲玩家與職能角色對抗效果充分體現(xiàn)出來,整個(gè)游戲主線是任務(wù)關(guān)卡形式,因此要合理設(shè)計(jì)游戲非玩家角色,必須通過程序?qū)€(gè)性化敵人進(jìn)行設(shè)計(jì),以確保游戲具有真實(shí)性、挑戰(zhàn)性以及可玩性,這對3d角色游戲的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)極具重要參考價(jià)值。參考文獻(xiàn)1jacobs,s.game programming gems7m.北京:人民郵電出版社,2010:191-151.2mark deloura.game programming gems1m.北京:人民郵電出版社,2010:208-219.3倪樂波,戚鵬,遇麗娜等. unity3d 產(chǎn)品虛擬展示技術(shù)的研究與應(yīng)用j.數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2010(9):54-55.4funge

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