【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 <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。

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――――――――――浅墨于2012年4月7日