一种实现游戏人工智能真实感视觉的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种实现游戏人工智能真实感视觉的方法，属于计算机游戏领域。
【背景技术】
[0002] 游戏人工智能的表现在游戏中是重要的一部分，它与玩家进行直接的交互，直接 关系到玩家的游戏体验，一个好的人工智能够的提升游戏品质。
[0003] 随着游戏的迅速发展，玩家们期望人工智能角色可以更逼真、更精细地感知游戏 世界。然而作为人工智能的核心部分，传统游戏中的人工智能角色视觉模型是十分简单的， 通常使用视距、视锥和视线检查的组合。虽然这些基本的人工智能角色视觉模型功能十分 高效并且易于编写，但它们对游戏玩家来说太过透明并且太过简单。比如当人工智能角色 使用离散的距离来检查视觉时，在超出一个特定的距离之后将会有绝对的盲区。玩家熟悉 这个漏洞后将会用它来操纵敌人的人工智能。比如玩家通过重复缓慢向前再跑开来从敌人 群体中引诱单独的敌人。
[0004] 图1为通常人工智能的视距、视锥、视线测试图，目前大部分游戏中使用的三种核 心视觉计算分别是视距、视锥和视线。为了使这三种检查具有效率通常会按顺序来计算。这 是因为范围测试十分高效，而视线测试的游戏资源消耗会比较大。图2内容如下所示： 第一，简单的视距检查计算。测试距离的平方而不是真正的距离会更有效率，因为它避 免了平方根操作。可以计算向量的点乘来和视距的平方做比较。之所以可以应用距离平方 优化，是因为只关心相对的距离，而不是确切的距离。
[0005] 第二个，视锥测试。先将人工智能角色的向前向量归一化，同样将从人工智能角色 到玩家的向量归一化，然后对它们进行点乘操作。如果结果大于0°角，玩家就在人工智能 角色的180°角的视锥中。如果结果大于0.5,玩家就在人工智能角色的120°角的视锥中。 作为优化，如果只需要测试180°角的视锥，则没有必要归一化向量，这样可以排除掉两个 平方根计算。
[0006] 第三，视线测试，这个执行最为耗费时间。测试会从人工智能角色的眼睛的水平髙 度向玩家的位置射出一条射线。如果在它碰到玩家之前碰到了任何几何体，人工智能角色 就无法看到玩家。这种测试可以通过使用关卡几何体的包围盒来进行优化，而不是对单独 的多边形进行测试。为了测试世界中的物体，可以使用物体最低级别的LOD和包围盒。这 三种测试是视觉模型的基础。但这种简单的视觉测试并不能很好地为人类视觉建模，特别 是视锥有很多缺点，具体如下所示：人工智能角色不可能看到它正后方的物体；视觉敏锐 度在视野的中心最高并随着距离衰减，而视锥模型过分地估计了远处的视觉区域，而对近 处的视觉区域估计不足；为了避免视觉远处过大的区域，游戏开发人员会让视距不真实地 变短。
【发明内容】
[0007] 针对现有技术人工智能视觉开发上的缺陷，对一般游戏人工智能视觉模型的现状 与造成原因进行分析，总结了一种实现游戏人工智能真实感视觉的方法，使得游戏人工智 能角色的人工智能显著提高，玩家的游戏体验更好，使用椭圆区域构建人工智能同时也增 加了游戏的趣味性和娱乐性。
[0008] 本发明解决技术问题所采用的技术方案包括以下步骤： A、 调取游戏程序中人工智能角色与被检测的物体及角色之间的距离信息，建立第一椭 圆区域，对第一椭圆区域配置所述距离信息，并且布置人工智能角色位于第一椭圆区域的 椭圆长轴的端点处； B、 检测所述人工智能角色之外的物体及角色的位置，根据配置的距离信息计算物体及 角色处的区域位置，保存区域位置信息； C、 建立第二椭圆区域，对所述第二椭圆区域配置所述区域位置，使所述人工智能角色 位于第一椭圆区域中的椭圆焦点上，并且使人工智能角色的正前方遍布所述第二椭圆区 域，然后在第二椭圆区域的基础上，进一步建立半圆区域，使人工智能角色位于所述半圆区 域的圆心上，并且使该人工智能角色的正前方遍布所述半圆区域； D、 采用离散测试方法对所述第二椭圆区域和所述半圆区域组合成的组合区域划分为 多个子区域，并且对每个子区域分配用于辨识所述人工智能角色之外的物体及角色的辨识 概率值； E、 当等待辨识的物体及角色和/或所述人工智能角色的行为状态和游戏属性发生变 化时，动态修改与所述人工智能角色关联的子区域中的辨识概率。进一步，该游戏人工智能 真实感视觉实现方法还包括：对二维游戏或三维游戏使用该二维椭圆曲线构造人工智能角 色视觉模型，如果游戏中对高度要求重要，则可以使用三维的椭圆曲线构造人工智能角色 视觉模型；对于正在识别物体、角色，当其距离变远时，动态调整椭圆的轴长和人工智能角 色的视角角度，模拟视觉因距离变化导致的视觉缺口。
[0009] 进一步，所述游戏人工智能真实感视觉的方法步骤A包括：调取游戏程序中人工 智能角色与被检测的物体及角色之间的距离信息，所述距离信息包括人工智能角色与被检 测物体及角色的位置、距离长度、角度，还包括人工智能角色的视锥、视距、视角数据。
[0010] 进一步，所述游戏人工智能真实感视觉的方法步骤B包括：根据所述的距离信息， 检测所述人工智能角色之外的物体及角色，计算人工智能角色之外的物体及角色到第一椭 圆区域两个焦点的距离和，如果所述的距离和大于第一椭圆区域的长轴则表示物体及角色 在人工智能角色视距之外，此时则不进行下一步行为实施，如果所述距离和小于或等于第 一椭圆区域长轴则表示物体及角色在人工智能角色视距之内，此时可以进行下一步行为实 施。
[0011] 进一步，所述游戏人工智能真实感视觉的方法步骤C包括：使所述的第二椭圆区 域和半圆区域形成组合区域，所述组合区域为人工智能角色的辨识区域。
[0012] 进一步，所述游戏人工智能真实感视觉的方法步骤D包括：根据不同的视觉敏锐 度检测效果，对每个子区域分配相应的不同的辨识概率值，因此对每个区域标记不同的辨 识概率，所述辨识概率为人工智能角色辨识物体及角色的概率，并且以高于上限阈值表示 完全被人工智能角色辨识，而以低于下限阈值则不会引起人工智能角色采取任何行为。
[0013] 优选地，所述游戏人工智能真实感视觉方法的步骤D还包括：所述的上限阈值为 100%，下限阈值为50%，在阈值为50%至100%中包含多个阈值段，在所述阈值段内人工智能 角色辨识成功后均会采取对应的行动。
[0014] 进一步，所述游戏人工智能真实感视觉的方法步骤E包括：当检测到的物体及角 色的行为、所处区域、状态发生变化时，根据物体及角色的行为、所处区域、状态的不同，动 态修改人工智能角色辨识物体与角色的概率，当人工智能角色行为状态发生变化时，也会 变动修改人工智能角色对物体及角色的辨识概率。
[0015] 进一步，所述游戏人工智能真实感视觉的方法步骤E还包括：对于处于特定的行 为或状态的物体及角色，人工智能角色对物体及角色辨识概率会固定的变化，并且人工智 能角色所处的游戏环境变化，也会动态修改人工智能角色的辨识概率；对于处于第二椭圆 区域且在人工智能角色前方的物体及角色，会被人工智能角色完全辨识，处于第二椭圆区 域且在人工智能角色眼睛后方的物体及角色，并不会被完全辨识，以达到真实感视觉；对于 所述的人工智能角色的视觉，角度和距离的衰减而引起的人工智能角色的辨识率下降，符 合人类的视觉规则。
[0016] 进一步，所述游戏人工智能真实感视觉的方法还包括：对于所述步骤B，当人工智 能角色在检测物体及角色过程中，物体及角色因移动导致其离开了人工智能的视距，此时 动态修改第一椭圆区域的人工智能角色视角大小和第一椭圆区域轴长长度以及时恢复对 物体及角色的检测。
[0017] 进一步，所述游戏人工智能真实感视觉的方法还包括：在游戏中默认使用二维图 元构造人工智能角色视觉的图形区域，如果游戏对高度的要求重要，则使用三维图元域构 造人工智能角色视觉图形区域。
[0018] 本发明的有益效果为：椭圆区域构造的视觉模型对游戏人工智能角色连贯并详细 的对游戏世界的认识。很多十分吸引人的特性被引入这个模型，这将会带来十分丰富有趣 的游戏玩法。当玩家更好地理解了底层的视觉模型时，他们就可以设计创新的方法来操纵 人工智能角色，这会大大提高游戏体验的质量。这种视觉模型给游戏NPC带来更多的细节 以及真实感。同时它是一个十分灵活的模型，可以创建自己的视觉模型来配合并增强特定 的游戏设计，以达到增强游戏人工智能角色的真实感与人工智能的智能程度，增强游戏的 表现力与玩家的代入感，提高游戏的乐趣与游戏性的目的。
【附图说明】
[0019]图1所示为通常人工智能的视距、视锥、视线图； 图2所示为根据本发明实施方式的总体流程图； 图3所示为根据本发明实施方式的椭圆区域构造的人工智能视觉模型图； 图4所示为根据本发明实施方式的人工智能角色的辨识概率图。
【具体实施方式】
[0020] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对 本发明进行详细描述。本发明的一种实现游戏人工智能真实感视觉的方法适用于单机游 戏、手机游戏、网页游戏等游戏的开发，尤其使用在非玩家角色（即人工智能角色）的人工 智能的游戏。
[0021] 图1所示为根据本发明实施的流程图，所述的流程为：使用可自定义编辑的椭圆 曲线构造人工智能角色的视觉模型；初始化椭圆曲线构造的人工智能角色的视觉模型，解 析并加载人工智能角色与所发现的物体、角色距离相关属性，智能计算物体、角色是否进入 人工智能角色的可视范围内；使用离散测试方法，检测环境物体、角色，模拟人类真实视觉，