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第1章 数学和物理学初探1

1.1数学1

1.1.1笛卡尔坐标系1

1.1.2函数和方程2

1.1.3三角学8

1.1.4矢量13

1.1.5局部空间和世界空间19

1.2物理学20

1.2.1时间20

1.2.2距离21

1.2.3质量21

1.2.4位置21

1.2.5速度21

1.2.6加速度23

1.2.7力27

1.3总结29

第2章 状态驱动智能体设计31

2.1什么是有限状态机32

2.2有限状态机的实现33

2.2.1状态变换表34

2.2.2内置的规则35

2.3West World项目37

2.3.1 BaseGameEntity类38

2.3.2 Miner类38

2.3.3 Miner状态39

2.3.4重访问的状态设计模式40

2.4使State基类可重用45

2.5全局状态和状态翻转（State Blip）46

2.6创建一个StateMachine类47

2.7引入Elsa49

2.8为你的FSM增加消息功能50

2.8.1 Telegram的结构51

2.8.2矿工Bob和Elsa交流52

2.8.3消息发送和管理52

2.8.4消息处理56

2.8.5 Elsa做晚饭57

2.8.6总结61

第3章 如何创建自治的可移动游戏智能体63

3.1什么是自治智能体63

3.2交通工具模型64

3.3更新交通工具物理属性67

3.4操控行为68

3.4.1 Seek（靠近）68

3.4.2 Flee（离开）69

3.4.3 Arrive（抵达）69

3.4.4 Pursuit（追逐）70

3.4.5 Evade（逃避）72

3.4.6 Wander（徘徊）72

3.4.7 Obstacle Avoidance（避开障碍）74

3.4.8 Wall Avoidance（避开墙）78

3.4.9 Interpose（插入）80

3.4.10 Hide（隐藏）81

3.4.11 Path Following（路径跟随）83

3.4.12 Offset Pursuit（保持一定偏移的追逐）84

3.5组行为（Group Behaviors)85

3.5.1 Separation（分离）86

3.5.2 Alignment（队列）87

3.5.3 Cohesion（聚集）88

3.5.4 Flocking（群集）89

3.6组合操控行为（Combining Steering Behaviors)90

3.6.1加权截断总和（Weighted Truncated Sum)91

3.6.2带优先级的加权截断累计(Weighted Truncated Running Sum with Prioritization)91

3.6.3带优先级的抖动(Prioritized Dithering)93

3.7确保无重叠94

3.8应对大量交通工具：空间划分96

3.9平滑99

第4章 体育模拟（简单足球）102

4.1简单足球的环境和规则102

4.1.1足球场104

4.1.2球门105

4.1.3足球106

4.2设计AI110

4.2.1 SoccerTeam类112

4.2.2场上队员118

4.2.3守门员131

4.2.4 AI使用到的关键方法136

4.3使用估算和假设144

4.4总结144

第5章 图的秘密生命146

5.1图146

5.1.1一个更规范化的描述147

5.1.2树148

5.1.3图密度148

5.1.4有向图（Digraph)148

5.1.5游戏AI中的图149

5.2实现一个图类153

5.2.1图节点类（GraphNode Class)154

5.2.2图边类（GraphEdge Class）155

5.2.3稀疏图类（SparseGraph Class)156

5.3图搜索算法157

5.3.1盲目搜索（Uninformed Graph Searches)158

5.3.2基于开销的图搜索(cost-based graph searchs)172

5.4总结183

第6章 用脚本，还是不用？这是一个问题185

6.1什么是脚本语言185

6.2脚本语言能为你做些什么186

6.2.1对话流188

6.2.2舞台指示（Stage Direction)188

6.2.3 AI逻辑189

6.3在Lua中编写脚本190

6.3.1为使用Lua设置编译器190

6.3.2起步191

6.3.3 Lua中的石头剪子布197

6.3.4与C/C++接口199

6.3.5 Luabind来救援了！206

6.4创建一个脚本化的有限状态自动机213

6.4.1它如何工作？213

6.4.2状态（State)216

6.5有用的链接218

6.6并不是一切都这么美妙218

6.7总结219

第7章 概览《掠夺者》游戏220

7.1关于这个游戏220

7.2游戏体系结构概述221

7.2.1Raven Game类222

7.2.2掠夺者地图222

7.2.3掠夺者武器224

7.2.4弹药（Projectile)225

7.3触发器226

7.3.1触发器范围类(TriggerRegion)227

7.3.2触发器类（Trigger)228

7.3.3再生触发器（Respawning Trigger)229

7.3.4供给触发器(Giver-Trigger)230

7.3.5武器供给器(Weapon Givers)230

7.3.6健康值供给器(Health Giver)231

7.3.7限制生命期触发器(Limited Lifetime Trigger)231

7.3.8声音通告触发器（Sound Notification Trigger)232

7.3.9管理触发器：触发器系统(TriggerSystem）类232

7.4 AI设计的考虑234

7.5实现AI235

7.5.1制定决策（Decision Making)235

7.5.2移动（Movement)236

7.5.3路径规划(Path Planning)236

7.5.4感知（Perception)236

7.5.5目标选择(Target Selection)240

7.5.6武器控制（Weapon Handling)241

7.5.7把所有东西整合起来244

7.5.8更新AI组件245

7.6总结247

第8章 实用路径规划248

8.1构建导航图248

8.1.1基于单元248

8.1.2可视点249

8.1.3扩展图形249

8.1.4导航网250

8.2《掠夺者》游戏导航图251

8.2.1粗颗粒状的图251

8.2.2细粒状的图253

8.2.3为《掠夺者》导航图添加物件253

8.2.4为加速就近查询而使用空间分割254

8.3创建路径规划类255

8.3.1规划到达一个位置的一条路径256

8.3.2规划路径到达一个物件类型257

8.4节点式路径或边式路径260

8.4.1注释边类示例261

8.4.2修改路径规划器类以容纳注释边261

8.4.3路径平滑263

8.4.4降低CPU资源消耗的方法267

8.5走出困境状态277

8.6总结279

第9章 目标驱动智能体行为280

9.1勇士埃里克的归来281

9.2实现283

9.2.1 Goal_Composite::Process Subgoals285

9.2.2 Goal_Composite::Remove AllSubgoals286

9.3《掠夺者》角色所使用的目标例子287

9.3.1 Goal_Wander287

9.3.2 Goal_TraverseEdge288

9.3.3 Goal_FollowPath290

9.3.4 Goal_MoveToPosition292

9.3.5 Goal_AttackTarget293

9.4目标仲裁295

9.4.1计算寻找一个健康物件的期望值297

9.4.2计算寻找一种特殊武器的期望值298

9.4.3计算攻击目标的期望值299

9.4.4计算寻找地图的期望值300

9.4.5把它们都放在一起300

9.5扩展301

9.5.1个性301

9.5.2状态存储303

9.5.3命令排队306

9.5.4用队列编写脚本行为308

9.6总结309

第10章 模糊逻辑310

10.1普通集合312

集合运算符312

10.2模糊集合313

10.2.1用隶属函数来定义模糊的边界313

10.2.2模糊集合运算符315

10.2.3限制词316

10.3模糊语言变量316

10.4模糊规则317

10.4.1为武器的选择设计模糊语言变量318

10.4.2为武器的选择设计规则集320

10.4.3模糊推理320

10.5从理论到应用：给一个模糊逻辑模块编码327

10.5.1模糊模块类(FuzzyModule)327

10.5.2模糊集合基类(FuzzySet)328

10.5.3三角形的模糊集合类329

10.5.4右肩模糊集合类330

10.5.5创建一个模糊语言变量类331

10.5.6为建立模糊规则而设计类333

10.6《掠夺者》中是如何使用模糊逻辑类的338

10.7库博方法339

10.7.1模糊推理和库博方法341

10.7.2实现342

10.8总结342

附录A C++模板343

附录B UML类图349

附录C 设置你的开发环境357

跋359

参考文献361