基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)游戲程序的研究和設(shè)計(jì)

李悅

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)水平的提高，游戲產(chǎn)業(yè)隨之迅速的發(fā)展起來，網(wǎng)絡(luò)游戲作為一種新型的娛樂方式，具有著較強(qiáng)的生活模擬性和互動(dòng)性，深受廣大社會(huì)群眾的喜愛，以及國內(nèi)游戲開發(fā)商的高度重視，但是由于我國缺乏規(guī)范的游戲教育，在游戲研發(fā)投入方面的投入較少，使得中國游戲產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他國家。所以，我國應(yīng)該不斷加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)游戲程序的研究和設(shè)計(jì)，提升游戲產(chǎn)業(yè)的發(fā)展質(zhì)量?；诖耍疚耐ㄟ^對(duì)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行探究，并對(duì)基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)游戲程序的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析探究。

關(guān)鍵詞：人工神經(jīng)；網(wǎng)絡(luò)游戲程序；研究和設(shè)計(jì)；分析探究

中圖分類號(hào)：TP183 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）01-0044-01

近年來，在網(wǎng)絡(luò)游戲發(fā)展過程中，圖像的呈現(xiàn)質(zhì)量已經(jīng)提升到了一個(gè)極高的水平，人工智能游戲已經(jīng)成為決定一款游戲成功與否的重要關(guān)鍵，并受到了游戲開發(fā)商的廣泛關(guān)注和高度重視。網(wǎng)絡(luò)游戲作為一種目標(biāo)性、競(jìng)爭(zhēng)性、互動(dòng)性、情節(jié)性的娛樂作品，它的智能水平對(duì)游戲的質(zhì)量和可玩性具有著直接的影響作用。因此，將計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和人工智能有機(jī)的結(jié)合起來，把人工智能中的預(yù)測(cè)、路徑規(guī)劃、搜索、學(xué)習(xí)等技術(shù)有效的應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)游戲的研發(fā)工作中去，不僅能夠提升游戲的質(zhì)量和可玩性，同時(shí)還有利于促進(jìn)游戲開發(fā)企業(yè)的發(fā)展。

1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析

人腦可以用一套較為獨(dú)特的方法來解決相關(guān)問題，并且還能夠從正反兩面的行為差異中進(jìn)行學(xué)習(xí)，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，人腦是由十萬種類的遺傳因子中的十萬億個(gè)細(xì)胞組合而成，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就相當(dāng)于模擬人腦功能的一個(gè)數(shù)學(xué)模型。其中神經(jīng)元作為人腦系統(tǒng)中處理基本信息的單元，是人體神經(jīng)器官的重要組成部分，通過軸將各個(gè)神經(jīng)元進(jìn)行有效連接，而其他神經(jīng)元的發(fā)送的信號(hào)能夠使當(dāng)前神經(jīng)元產(chǎn)生相應(yīng)的反映，這一反映如果能夠達(dá)到特定的閾值，就會(huì)逐漸產(chǎn)生一種新的信號(hào)，并且沿著軸將信號(hào)傳輸?shù)狡渌窠?jīng)元[1]。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要就是由各種節(jié)點(diǎn)相互連接組合形成的，節(jié)點(diǎn)類似于人腦的各個(gè)神經(jīng)元細(xì)胞，會(huì)存在一些節(jié)點(diǎn)連接外部環(huán)境，主要負(fù)責(zé)相關(guān)的信息輸出和輸入工作，被稱作是輸出點(diǎn)或者輸入點(diǎn)，而另外一些網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的節(jié)點(diǎn)，通常被稱作隱藏節(jié)點(diǎn)。隱藏節(jié)點(diǎn)的信息輸出通常是輸出節(jié)點(diǎn)的信息輸入，輸入節(jié)點(diǎn)的信息輸出通常是隱藏節(jié)點(diǎn)的信息輸入。

此外，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的主要核心思想就是對(duì)人類大腦神經(jīng)系統(tǒng)功能進(jìn)行模擬的機(jī)器學(xué)習(xí)的一種方法，并且通過對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)神經(jīng)元的各種連接參數(shù)進(jìn)行反復(fù)的調(diào)節(jié)，使得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)得到訓(xùn)練，并且在遇到一定情況時(shí)能夠做出最佳的反映[2]?？傊?，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為一項(xiàng)發(fā)展較為成熟的技術(shù)，其在解決相關(guān)問題之后，將會(huì)使網(wǎng)絡(luò)游戲的智能化提升到一個(gè)全新的高度。

2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的游戲?qū)W習(xí)設(shè)計(jì)分析

與傳統(tǒng)方法相比，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解決問題的方式有著明顯的不同，其具有著較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)能力，經(jīng)過不斷的學(xué)習(xí)，ANN可以從未知式中的各種復(fù)雜數(shù)據(jù)信息中發(fā)現(xiàn)規(guī)律[3]。這種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法在很大程度上克服了傳統(tǒng)方法在分析中的復(fù)雜性以及各種模型函數(shù)選擇的困難，通過訓(xùn)練對(duì)問題進(jìn)行解答，ANN可以較為快速的建立解決問題的非線性和線性模型。如果想要人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行運(yùn)作，首先就需要讓網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)，不斷的訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)，幫助它獲取更多的知識(shí)信息，最后將這些信息有效的存儲(chǔ)起來。一旦完成相關(guān)的訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，就可以將知識(shí)有效的存儲(chǔ)在權(quán)值中。在游戲的開發(fā)過程中，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型看作是人物建模的基礎(chǔ)，通過對(duì)玩家將要進(jìn)行的動(dòng)作或者選擇的畫面場(chǎng)景進(jìn)行預(yù)測(cè)，運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息存儲(chǔ)，并且在游戲的運(yùn)行過程中要保證學(xué)習(xí)元素的有效運(yùn)行，進(jìn)而讓神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)潛移默化的學(xué)會(huì)相應(yīng)的自適應(yīng)技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)游戲的可玩性和趣味性，提升游戲的開發(fā)設(shè)計(jì)質(zhì)量和效果，進(jìn)而吸引更多的游戲玩家。

3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)游戲開發(fā)設(shè)計(jì)分析

在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的眾多模型中，BP算法是其中較為常用的一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，一般分為輸入層、輸出層、中間層等三個(gè)部分，各個(gè)層之間按順序進(jìn)行連接，因?yàn)橹虚g存在隱含層，可以從中發(fā)現(xiàn)一定的學(xué)習(xí)規(guī)律，可以通過對(duì)這種網(wǎng)絡(luò)的有效訓(xùn)練，進(jìn)而形成一種較為復(fù)雜、多樣的決策界面[4]。同時(shí)，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有一個(gè)強(qiáng)大的功能，其主要就是能夠封裝一個(gè)將信息輸入映射到信息輸出的非線性函數(shù)。假如不存在隱含層，那么神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)只能發(fā)現(xiàn)信息輸入與信息輸出之間存在的線性關(guān)系。但是，僅僅是為感知網(wǎng)絡(luò)增添一個(gè)隱含層還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要通過非線性激活函數(shù)為網(wǎng)絡(luò)連接提供相應(yīng)的非線性元素。大多數(shù)的非線性函數(shù)基本上都能夠進(jìn)行使用，但是多項(xiàng)式函數(shù)除外。

在游戲中，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的基本步驟，可以將特定數(shù)據(jù)當(dāng)做輸入訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)，并且在游戲的具體輸入中進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。在游戲問題的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該注意結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)、神經(jīng)元特點(diǎn)等三個(gè)方面的因素。其中結(jié)構(gòu)主要就是指要進(jìn)行構(gòu)造的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組織、連接方式以及基本類型。而且在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)數(shù)設(shè)計(jì)要遵循相關(guān)的原則就是越少越好。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)數(shù)越多，那么神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)搜索正確解的空間范圍就越廣闊[5]。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)在一定程度上決定著模式匹配或網(wǎng)絡(luò)分類的變量數(shù)，例如，籃球類型的游戲中，運(yùn)動(dòng)員投籃命中、灌籃動(dòng)作、球員分布、難度等級(jí)等變量數(shù)。

4 結(jié)語

總而言之，網(wǎng)絡(luò)游戲作為一種新型的娛樂方式，具有著較強(qiáng)的生活模擬性和互動(dòng)性，深受廣大社會(huì)群眾的喜愛。因此，我國應(yīng)該重視游戲產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，不斷加大對(duì)網(wǎng)絡(luò)游戲的開發(fā)和設(shè)計(jì)，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有效的應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)游戲開發(fā)的實(shí)踐中去，尤其是BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它不僅可以預(yù)測(cè)玩家的行為，及時(shí)提供信息反饋，同時(shí)還能提高網(wǎng)絡(luò)游戲的可玩性和趣味性，提升游戲設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量和效果，有利于促進(jìn)我國游戲開發(fā)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。

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