游戏开发中的人工智能.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击鼠标编辑标题文的格式,单击鼠标编辑大纲正文格式,第二个大纲级,第三个大纲级,第四个大纲级,第五个大纲级,第六个大纲级,第七个大纲级,第八个大纲级,第九个大纲级,*,FACULTY OF SOFTWARE,*,单击鼠标编辑标题文的格式,单击鼠标编辑大纲正文格式,第二个大纲级,第三个大纲级,第四个大纲级,第五个大纲级,第六个大纲级,第七个大纲级,第八个大纲级第九个大纲级,*,FACULTY OF SOFTWARE,1,游戏开发中人工智能,-,脚本,AI,及脚本引擎,游戏开发中的人工智能,第1页,脚本概述,脚本引擎,实例,AI,脚本语言危险,开发脚本语言注意事项,脚本,AI,及脚本引擎,游戏开发中的人工智能,第2页,脚本概述,脚本概述,概述,开发脚本语言动机,脚本语言剖析,编译器,游戏开发中的人工智能,第3页,脚本是为了简化某种特定程序复杂任务而设计一个编程语言。所以，脚本是依据程序特点定制，它使用范围在很大程度上取决于所需要处理问题。,脚本机制能够说是游戏开发过程中不可或缺一部分，它能够让游戏设计师而不是游戏程序员撰写出游戏巧妙之处，并给予精细化。玩家也能够利用脚本语言，建立或修改其所处游戏世界或等级。,脚本系统怎样及怎样操作，主要取决于该系统使用者。,开发脚本系统时还应该考虑其它原因，比如：加密、开发描述编译器等，使得最终结果难以让人阅读。,脚本概述,游戏开发中的人工智能,第4页,并行开发：脚本语言能够允许设计人员在独立于程序开发人员情况下结构很多新特征并做修改。,易于使用：脚本语言提供了一个比专业编程语言更简单，开发环境更受保护工具。,数据驱动设计,开发速度快,安全性：脚本语言在一个受保护环境中运行，能够确保脚本内致命错误不会使游戏瓦解，最坏情况就是脚本被停顿执行。,可扩展性：允许游戏使用者扩展,AI,开发脚本语言动机,游戏开发中的人工智能,第5页,一个脚本语言通常由两部分组成：语言和引擎,脚本语言与任何一个编程语言一样，要求了一组特定语法，脚本语言能够经过转化或编译变换为引擎能够处理格式。,脚本引擎也称为解释器，用来执行经过编译脚本。,经过编译脚本称为字节码流（,bytecode stream,）,它包含了脚本需要解释器所执行全部内容。,脚本语言剖析,游戏开发中的人工智能,第6页,编译器,概述,词法分析器,语法分析器,代码生成器,语法分析树,游戏开发中的人工智能,第7页,编译器概述,编译器负责把开发人员编写源文件转化为计算机能够执行代码。脚本语言编译器与传统编译器直接产生可执行代码不一样，它生成字节码流，字节码流包含了脚本需要解释器所执行全部内容。,游戏开发中的人工智能,第8页,编译器转换步骤：词法分析器首先用来处理词组，读入源代码，然后把它们分解为一些基本单元，即脚本语言中任何一个单独结构（,construct,），称为,Token,。比如：,-,，*，,=,，,if,，,void,，,MyFunction,。,Token,被传送给语法分析器。,语法分析器负责定义语言合理结构，确保当前脚本是一段合理程序，负责把脚根源代码转换为编译器能够了解结构，即语法分析树。,语法分析树被交给代码生成器生成字节码流。代码生成器递归地遍历整个语法分析树以处理其中每一个节点，并生成对应能够执行命令。,游戏开发中的人工智能第9页,语法分析树,语法分析树是程序员所写脚根源代码另一个表现形式，它能被编译器所了解。因为绝大多数编程语言都是高度结构化，所以它们能被表示为一个树状结构。,树上每一个节点都对应了语言中一个结构类型（比如，条件语句，函数调用，表示式等），这些节点子节点是对应语言结构所需要操作数。,游戏开发中的人工智能,第10页,语法分析树,游戏开发中的人工智能,第11页,脚本引擎,堆栈机,堆栈机执行,控制代码流,游戏开发中的人工智能,第12页,脚本引擎,堆栈机,任何一个脚本语言都需要一个用来执行程序员所编写脚本引擎，即翻译器，负责脚本执行各个方面工作。,因为翻译器执行指令集并不是特定汇编代码，所以称之为虚拟机（,VM,），负责执行编译器所生成字节码流。,堆栈机是脚本语言虚拟机技术中普遍采取一个基本形式。堆栈机操作码首先从堆栈中弹出将被操作数据，然后把得到答案压入同一个堆栈中。不停重复该过程，直到整个字节码流都被执行后结束。由此可知，操作仅需要堆栈和指令指针（用来指向字节码流中将被执行下一条指令）。,游戏开发中的人工智能,第13页,实现堆栈机最直接方法就是结构一个类，包含堆栈数据，指令指针以及用来处理各种操作码逻辑过程（操作码处理器）。,操作码处理器是结构堆栈机关键，它负责处理每一个操作码所需要工作。因为每一个操作码处理器是类中唯一一个组员函数，能够经过一个函数指针表来正确地调用。,操作码值由堆栈机定义，它需要定义从,0,开始连续整数，来作为函数指针表索引。,每个操作码处理器都返回一个布尔变量来表明操作码所定义操作是否成功，若操作失败则停顿对字节码流执行，调用错误恢复程序后清空。,脚本引擎,堆栈机,游戏开发中的人工智能,第14页,堆栈机,比如：,Class VM,bool HandlePush(Opeode op),/.,typedef bool(VM:*OpcodeHandler)(opcode);,OpcodeHandler m_opHandlersNnm_opcode;,每个函数处理器被,OpcodeHandler,定义，都以一个操作码为参数。经过把当前指令操作码传递给处理器，对应不一样操作就分别调用某个固定处理器来执行。,游戏开发中的人工智能,第15页,堆栈机中还包含一个堆栈数据组员，用来存放各种操作所需操作数。因为,STL,容器向量提供了常数时间插入和删除操作，而且对于每一个数据项随机访问操作都是常数时间，所以非常适适用来结构这种堆栈。,堆栈机中还包含一个指令指针，指令指针一直指向所需执行下一条指令，表现为指向字节码流操作码指针。,脚本引擎,堆栈机,游戏开发中的人工智能,第16页,初始化，即清空堆栈、将指令指针指向字节码流起始位置。,进入循环，依次执行每条指令。首先，指令指针所指向操作码被取得，作为索引传递给操作码处理器用来调用正确操作处理函数。循环直到整个字节流码被执行完成后结束。,操作码处理器完成堆栈操作全部细节，比如：出栈、入栈、相加操作等。,堆栈机执行,游戏开发中的人工智能,第17页,控制代码流,条件语句,对于简单条件语句，即只含有条件为真时所执行程序块。首先得到条件表示式取值，然后把它压入堆栈顶部，接着执行“为,0,时跳转”操作，即首先把堆栈顶部操作数弹出，若值为假，则按照字节流码中给出偏移量进行跳转（跳到条件语句后第一条语句）；若值为真，则执行条件语句中程序块。,对于含有条件为真和为假程序块而言，偏移量指向条件表示式为假时所需执行程序块第一句。编译器会在条件表示式为真时，所需执行程序块结束地方，生成一条相对跳转语句，用来跳过紧跟在后面条件为假时所需执行程序块。,游戏开发中的人工智能,第18页,控制代码流,循环语句,循环语句执行时混合使用条件转移和相对转移指令。比如：,C,格调,for,循环会生成以下伪汇编代码：,Perform preloop expression.,A:Perform loop conditional expression.,Jump to label B if top-stack element is zero.,Perform loop body statements.,Perform loop incremental expression.,Jump to label A.,B:First statement after the for-loop.,游戏开发中的人工智能,第19页,控制代码流,函数,因为当函数执行完成时需要返回到调用它代码所在位置，所以虚拟机需要经过维护一个指令指针地址堆栈来对函数调用状态进行跟踪，方便当函数返回时对指令指针值进行更新。即当函数被调用时，当前指令指针值被压入这个堆栈顶部，然后函数中第一条指令地址值被赋给指令指针。当函数执行完成时，函数堆栈顶部数据被用来重置指令指针值，方便程序执行回到函数调用地方。,虚拟机用堆栈帧（,stack frames,）来存放函数返回值、参数和局部变量。经过帧指针（,frame pointer,）指向第一个局部变量来访问堆栈帧中任何参数和局部变量。处于激活状态堆栈帧都维护在一个链表中，而且被保留在调用堆栈（,call stack,）中，调用堆栈中包含每个堆栈帧指针和指令指针。,游戏开发中的人工智能,第20页,实例,指定对手属性：决定原因是游戏类型,脚本基本分析,影响对手行为,增加预先定义好全局变量，并由游戏引擎赋值，以评定游戏世界里特殊情况。,AI,角色移动,口语互动,口语嘲讽,辅助暗示,触发事件及增加气氛,游戏开发中的人工智能,第21页,AI,脚本语言缺点,语言成熟性：改进、开发工具、参考手册,缺乏含有完全特征开发、调试和统计工具,脚本都是在运行时进行解释，所以含有更大性能负担,固定性,AI,脚本会使得游戏重玩性大大降低,设计正确界面（编辑器）,设计者与,AI,交互,决定,AI,实体初始位置、提供附加,AI,实体参数、指定运动路径、指定,AI,实体之间或,AI,实体和游戏中对象关系、设计偶然被触发事件,游戏开发中的人工智能,第22页,开发脚本语言注意事项,注意被固化在,AI,中能力，假如,AI,能独立地做越多工作，则脚本语言所需补充东西就越少,脚本语言是否适当需求,是否需要一个特征完备编程语言还是一个简单触发系统,考虑使用已经有编程语言,考虑设计者能够使用调试工具,考虑运行时性能问题,注意所开发出脚本灵活性,游戏开发中的人工智能,第23页,