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

 

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 <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); BitBlt(hdc,0,0,640,480,mdc,0,0,SRCCOPY); //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。

 

 

贴图这方面，我只是把效果做了出来，由于最近实在是有些忙，这个demo提供只是希望给大家一个实现AI的思路，具体的bug没有进一步修复和完善，这个例子里面会出现小鸟闪烁的小问题，希望大家不要见事说事，呵呵。

 

 

至于贴图的方式，之前尝试了CImage的draw方法，图像闪烁得很严重，由于这是消息循环产生的动画效果，图像闪烁的原因估计和CImage类的贴图效率有关。之后还采用过用CImage的detach方法将某png的句柄附给HBITMAP，然后调用bitblt进行贴图，却得到了一个失真的矩形。

如果有解决动画显示里CImage贴图会闪烁的方法，请与我讨论，这是一个相互学习提高的过程，非常希望能和大家交流。

由于CImage类的采用没起到一个好的效果，所以依旧采用的传统的bitblt贴图方式。这种贴图方式的优点是贴图效率非常的高。

 

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，而且文章末尾demo的质量有些下滑，不过这不会影响整体的学习效果，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