3D虚拟环境中智能体行为与情感研究

摘要

随着网络技术和计算机图形学的不断发展，3D游戏已经越来越受到广大青少年的喜爱，各式样的游戏层出不穷。然而，目前我国的网络游戏市场却基本上为国外产品所占领，而且国内大部分游戏中的角色情感单一，往往都是通过故事情节来吸引玩家，大大降低了游戏的品质。因此，丰富游戏中不同角色的情感表达，使其更具有娱乐性，会是一件很有意义的研究课题。
　　 本文分析了丰富的情感对于人工智能游戏的存在与发展的必要性和重要性，进而对DirectX开发包和有限状态技术这两项情感系统所涉及的关键技术进行了细致的阐述。给出了三维场景的设计与实现，以及虚拟环境的情感系统中3D模型和有限状态技术的应用与实现。对于有限状态技术，具体提出了4个方面的应用：利用有限状态机设计单个情感模块；利用非确定性理论将不同的情感表达的功能模块进行组合来实现情感表达的多样性；利用概率状态机来模拟事件发生的不确定性，从而增强游戏的娱乐价值；利用层次状态机来模拟创建有限状态的情感。对于其中的任何一种应用，都给出了具体的设计思想和优势所在。非确定性有限状态理论在游戏中的应用是本文的重心所在，该理论的应用为虚拟环境中智能体情感的表达提供了一种随机组合机制，使得智能体的情感呈现出了不确定性特点。基于有限状态机自身的特点，设计出来的情感系统，不仅具有智能体自主感知的特点，还具备情感表达方式多样的优点，具有很好的开发前景。本文最后对系统进行了总结，提出了展望以及需要进一步研究的问题。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪 论

第一节 论文选题背景

第二节 国内外发展情况

1.2.1 国内研究情况

1.2.2 国外研究情况

第三节 本文的研究意义和研究内容

第四节 本文内容组织

第二章 情感表达关键技术

第一节 关键技术概述

2.1.1 虚拟现实技术

2.1.2 虚拟人技术

2.1.3 有限状态技术

第二节 人工情感

2.2.1 理论概述

2.2.2 情感与认知

2.2.3 情感与智能

2.2.4 情感在游戏开发中的重要地位和作用

2.2.5 情感在游戏中的表现方式

2.2.6 智能体的情感研究

第三节 有限状态技术

2.3.1 有限状态机

2.3.2 创建有限状态情感的新模型的提出

2.3.3 模糊状态机

2.3.4 非确定性状态机

2.3.5 概率状态机

2.3.6 层次状态机

第三章 建模技术与情感表达技术

第一节 行为和情感的动画表现形式

3.1.1 角色动画

3.1.2 脸部动画

第二节 基于Agent的行为建模

第三节 DirectX开发技术简介

3.3.1 坐标系

3.3.2 纹理表现

3.3.3 场景渲染

3.3.4 构建三维场景

3.3.5 DirectX简介

3.3.6 Direct3D开发包技术

第四章 情感系统的实现

第一节 3D模型的设计

4.1.1 3D角色建模

4.1.2 骨骼动画在游戏中的实现

第二节 有限状态技术应用程序设计与实验仿真

4.2.1 应用有限状态技术的实验仿真

4.2.2 用非确定性理论实现智能体情感表达的多样性

4.2.3 概率状态机在游戏中的应用

4.2.4 层次状态机在游戏中的应用

第三节 本章小结

第五章 总 结

第一节 结 论

5.1.1 本文开发中所作的工作

5.1.2 本文的主要创新点

5.1.3 论文中遇到的问题及解决

第二节 进一步要研究的问题

参考文献

致 谢

个人简历、在学期间发表的学术论文