人工智能技术运用于计算机游戏软件中的对策探索

任柏成 邹雨含

摘要：我国正处于信息时代，计算机技术正在飞速发展进步。信息技术对于社会生产生活的各个领域已经形成了不可分割的一体，而且对各产业的发展都起着基础性支撑作用。计算机游戏软件发展中，AI应用扮演着至关重要的作用，该文探讨的重点就是AI技術在游戏中的应用。

关键词：人工智能;计算机游戏软件;应用

中图分类号：TP311      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）12-0067-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

随着计算机技术和硬件技术的飞速发展，我国的计算机游戏软件也处于蓬勃的发展过程中，可以说社会生活中已经遍及信息技术的身影。当前，信息技术得到了不断的开发与应用，在电影后期制作与动画制作、游戏制作等相关领域应用较为广泛。尤其是游戏画面引进的3D图形技术和虚拟现实技术，能够令游戏的画面表现力更加完美，将动画的画面感、画质、动感、游戏的制作层次和视觉冲击感增强。我们在编码的过程中，要经过无数次的仿真探索，无数次的测试。然而研发人员在游戏软件研发时，往往会由于缺乏科学的理论体系，从而无法有效发挥AI技术的作用，人工智能与人文关怀的融洽不是特别成熟。设计人员缺乏创新能力，设计出的产品基本都是旧框架、旧元素，无法适应新的使用者需求，还有产品的迭代没有跟上手机功能以及网络信号更新和提升的速度。人工智能在游戏中的表现并不理想。所以，相关工作者应该对人工智能技术在当代计算机游戏软件开发中的应用加深了解。设计工作者需要对前人的成果深刻学习深刻研究以后得出科学结论，并且在传承的基础上经过思考和实践后创新。

1 人工智能应用在游戏引擎中

信息社会人们的沟通方式多种多样，处理的事情纷繁复杂，在高效率工作成为刚需的同时，人们的生活压力越来越大，太多的城市居民扛着各种各样的经济压力、债务压力、学习压力、工作压力、生活压力，人们的情感和精神比过去需要承受更多更深刻的压力。生活的压力需要释放，社会人群疲惫感增强，越来越多的年轻人需要释放压力，想要通过适当的发泄来保持正常的情绪和健康的心理。想要发泄心中的不满，很多人选择计算机游戏，计算机游戏有着天然的引力，而且植入电脑和手机以后，随着体验感的进步和便利感的增强，越来越多的计算机游戏搬上荧幕。计算机游戏目前分为单机游戏和互联网游戏，互联网游戏又通过客户端植入电脑，或者植入手机，现在越来越多的爆款游戏，不仅可以愉悦身心，放松心情，还很开发智力，对人脑的潜能有进一步的启发作用。在设计3D游戏时，要兼顾以下几点：一方面游戏性能最为关键，此外3D设计功能还需要得到不断提升，另一方面在设计游戏画面时，不但要从质量上做好艺术设计，还需要修改更多游戏各方面性能的数据，这给程序员带来了巨大的挑战。最终解决这些问题的方法是改进游戏引擎，游戏屏幕设计一般采用引擎中的层次化设计方法，游戏引擎的主体结构由高级界面、中级界面和低级界面三部分组成。对于高级界面而言，玩家可凭借AI技术来对中级界面进行把控，同时还可以对算法进行修改，以达到对游戏人物与战术动作的控制目的;对于中层界面而言，为将高质服务呈现给用户，实现高难度游戏动作，其能够在结合底层界面的基础上，通过底层界面来对动作与动画进行把控;对于低级界面而言，其能够帮助开展3D渲染与物理计算等作业，还能够对游戏角色的动作与动画进行有效控制。然而，下界面仅适用于从位置与方向上调整工作角色，无法完成跳跃作业，相应操作必须从中央接口完成。

在计算机对游戏需求日益增长的背景下，游戏程序的设计面临着很大的困难。比如，3D游戏一定要注意3D技术的应用，提高游戏画面的表现力。除了站在内容角度上对艺术设计进行衡量外，还有必要将相应数据引入到逻辑环节中，这对于数据的处理或整合无疑是巨大的挑战，这就要求采用层次化的设计方法，在一定程度上阐明人工智能技术的应用，具体应用引擎的结构可以分为三个方面：高级接口的设计主要考虑了算法的作用人工智能。工作人员可借助该程序来对界面进行整合，以此来对游戏角色的种种动作进行有效把控。在启用中间层接口时，AI算法的作用不可忽视。游戏可以执行更困难的操作。界面的主要作用在于对角色动作与动画进行把控，同时兼具三维渲染与物理计算等作用。然而，下界面仅适用于从位置与方向上调整工作角色，无法完成跳跃作业，相应操作必须从中央接口完成。随着互联网的不断发展，人们越来越期待高质量的游戏，这对于游戏研发者而言无疑是巨大的挑战。游戏的功能需要足够强大，游戏的模式和线上联机的需求也增多，游戏的设置、游戏的支撑系统，都给游戏开发提出了巨大挑战。在设计游戏的过程中，3D图形技术显得至关重要，因为其关系到游戏画面的张力。在设计画面时，一方面要力求美术质量，同时需要编辑数据，而且效果除了设计美学、静态美学因素，还要进一步融入色彩和动态美学元素。这些问题的解决最终就是借助引擎得以实现。在设计画面时，主要将层次设计法应用到引擎中，其中每个环节都渗透了AI技术。游戏引擎的内部结构共分为三大部分，分别是高层、中层和底层接口，高层接口通过人工智能调控中层接口，进行游戏角色战术动作操作，中层接口通过控制底层接口控制动画和运动画面，保证游戏角色能够进行高难度动作，底层接口则负责基本动作，提供3D渲染功能。3D功能充分应用在画面设置中，给人以强大的视觉冲击，很刺激的视觉体验，身临其境。

2 人工智能应用在路径规划中

计算机游戏中的角色运行还需要规划设计路径，参考游戏的大小和角色的特点，路径设计有两种形式，分别是局部设计和全局设计两种。设计游戏要有整套的方案和格局，要有精密的环节设计，要有很多步骤的测试和联合，还要有情感心理学专家给出比较专业的用户体验。就当前市面上存在的游戏而言，游戏人物依旧采用传统的游戏模式，例如将机械建筑、动物、人等设置为主要的游戏人物，同时角色运动也仅限于方向变化与位置变化。在使用AI技术之后，游戏得到了升级，游戏角色不仅能够任意移动，而且还能实现高难度操作，可以说AI技术极大改善了游戏设计。凭借AI技术中的噪声函数，可以对角色转向展开有效控制，还可以用随机函数来处理转向力的控制变量。在计算的基础上，系统能够对角色转向力进行控制，以协调用户指令和角色转向。同时，凭借AI技术，还能够对角色的实际位置与动作路线进行记录，以此来防止动作与路线出现重复问题。此外，AI技术还能借助投影目标来保证角色移向目标点。

由于游戏本身的属性，角色需要在绕离障碍物的情况下移动，因此角色的移动范围是一定的。碰撞这种情况与算法类型无关，其必然存在于游戏设置中。为了避免角色与障碍物的碰撞，可以将传感器应用在游戏场景里。在障碍物情况较为复杂的情况下时，一方面可凭借传感器来减少碰撞，另一方面还可以凭借算法来对障碍物的运动状态进行判断，从而为后续操作奠定基础。移动的道具或角色是动态障碍物的常见类型。在算法基础上，可明确动态障碍物的运动轨迹。一般情况下，游戏角色可以轻松绕离大型建筑物等非动态障碍物。游戏过程中，角色的活动类型还有模式型和聚类型之分，为了保证角色运动的设计更加合理，经常引入跟踪算法、测试盒算法和身体算法等算法。

对于游戏中人物的运动，我们主要考虑位置和方位属性，在角色类型上，我们可以借助小子的方向力将其细化为动物或人的自由运动字符，以及飞机或摩托车等逃逸字符。随机运动是AI技术的最直接体现者。在传统的游戏设置中，为了更好地对角色移动进行控制，一般使用随机数法，角色的移动并不稳定和一致。战略游戏里常用全局设计法，即统一算出全部目的地路径;动作游戏中常使用局部设计法，这种方法在明确运动轨迹时，一般需要视角色四周环境而定。游戏中角色的路径设计固定了以后，就需要分析路边物质、路径，同时搜索相关的路径。

目前的三维游戏多数中通过三维图表示游戏场景，通过重力模拟的方式进行二维图向三维图转变，例如跳跃动作。引入人工智能技术以后，游戏中的空间划分、路标构建和导航设计更加方便，同时还能优化角色的运动路线，避免画面过于复杂导致系统崩溃。实际的人工智能技术计算角色运行路径是按照如下步骤进行的：第一，计算角色需要运行的最短路径，为实现资源节约，游戏要在算法核算的基础上构建最短路径;第二，对运行代价进行核算，即要核算出游戏角色运行过程中需承担的运动代价，以此来找出最优代价，以明确角色运动的合理性;第三，利用分层次法来对路径进行计算，依照现实需求可用级别不同的空间来看待游戏搜索空间，从而在计算后对搜索空间进行进一步的细化，有利于提升计算的準确性，合理规划游戏软件路径。

3 人工智能应用在角色运动中

就目前市面上已运营的游戏类型而言，机械建筑与游戏角色一般在朝向与位置上发生变化。在传统的游戏运营中，一般也使用以上两种运动类型，然而其技术已经落后。随着AI技术的不断展开，游戏角色的运动更加自由，还能够实现高难度操作。凭借噪声函数，可以对角色转向展开有效控制，还可以用随机函数来处理转向力的控制变量。在计算的基础上，系统能够对角色转向力进行控制，以协调用户指令和角色转向。

要想操作游戏角色，还要设计与规划动作路线。依照不同的游戏角色与大小，可分别站在局部设计与全局设计角度上来设计角色路径。战略游戏里常用全局设计法，即统一算出全部目的地路径;动作游戏中常使用局部设计法，这种方法在明确运动轨迹时，一般需要视角色四周环境而定。对于特定的额游戏角色，一旦明确了具体的角色路径，就必须搭建搜索空间使用，对棋盘上的素材或路径展开分析，并对相关路径进行搜索或记录。就三维游戏而言，其主要借助三维图形来设置游戏场景，并将重力模拟设置在场景模拟中，然而以上场景实则为跳跃动作和平面等二维图形，因此研究空间是建立在平面二维投影上的，同时借助AI技术来帮助构建道路信号、导航线和空间分割等操作，并凭借AI技术来对角色路径进行优化，避免某一领域角色过多造成资源过载，复杂的图像和系统在游戏中崩溃等问题。AI技术具有以下功能：对角色操作的便捷路径进行核算，对于目前的游戏设计而言，路径探索已不再是难题，难题在于怎么利用算法在所有路径中探索出最短路径，以此来实现资源节约的目的;对操作路径的成本来进行核算，如何找出最低路径移动成本是游戏设计的重中之重，在此之后才能通过交叉指标分析成本，判断是否合理;在计算层次路径时，鉴于搜索空间的层次是各不相同的，因此在实现路径计算之后，还要进一步细化搜索空间，这样才能更加精确地进行路径计算，如果优化路径规划，游戏软件路径规划可以更合理。人工计数还能够对角色的运动路线进行记录，保证运动过程中不会重复路线。在进行游戏操作时，限于角色的机动性，角色在遇到障碍物时，不可避免地会出现碰撞这种问题。如果将传感器应用在游戏中，其能够帮助判断障碍物，通过算法区分障碍物类型，进而完成后续要求。

4 结语

综上所述，在计算机游戏软件设计中，对人工智能的需求是维持计算机游戏软件进一步开发和发展的必要因素。但是这技术的引入和人工智能技术的应用却是一个复杂过程，在这个复杂过程中，我们做出一系列科学探索。引入人工智能技术有利于提升画面的清晰度以及角色的动作复杂度，优化角色路径规划，但是该技术的优势仍有待开发之处，相关工作者必须不断探索。不断达成与时俱进的新成就。

参考文献：

[1] 徐衍生.人工智能技术在计算机游戏软件中的应用[J].通讯世界，2017（16）：71-72.

[2] 杨易东.人工智能技术在计算机游戏软件中的应用[J].通讯世界，2015（16）：201.

【通联编辑：李雅琪】