【Visual C++】游戏开发笔记十五 游戏人工智能（一） 运动型游戏AI

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作者：毛星云    邮箱： [email protected]    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】

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】

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】

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：

#include "stdafx.h"#include //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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