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研究生: 周熙庭
Hsi-Ting Chou
論文名稱: 個性化NPC行為—以撞球遊戲為例
Styleable NPC behavior – A Case Study of Pool Game
指導教授: 戴文凱
Wen-Kai Tai
口試委員: 鮑興國
Hsing-Kuo Pao
謝東儒
Tung-Ju Hsieh
鄭文皇
Wen-Huang Cheng
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 資訊工程系
Department of Computer Science and Information Engineering
論文出版年: 2017
畢業學年度: 105
語文別: 中文
論文頁數: 66
中文關鍵詞: 撞球人工智慧
外文關鍵詞: Pool, AI
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  • 當遊戲複雜度提高,策略遊戲面臨了許多的挑戰,這些挑戰同時也成為AI研究領域上的議題。因為龐大的遊戲狀態空間(game space)、動作空間(action spaces),現存的搜尋演算法都無法在這麼巨大的搜尋空間中,並且時間有限的情況下做出一個好的選擇,嚴重的影響到AI的發展性、強度。除此之外,玩家對於AI的需求,也日漸提升。許多遊戲的AI在經過玩家反覆對戰後,總會被玩家掌握到弱點和破綻,導致遊戲體驗下降。AI的多樣性、多變性,成為了一個大宗的需求。這也表示了現行的AI設計,不能再以Hard Code Scripting方式進行開發。本研究提出一個將NPC行為個性化的方法。透過萃取遊戲狀態(State)的特徵,作為狀態優劣分析(Game state)的資訊。藉由使用狀態評分系統,將評分資訊提供給NPC行為決策、最佳化行為參數生成使用,並利用快速NPC行為預測系統得到預測遊戲狀態(state)資訊。採用Hierarchical Portfolio Search (HPS)的概念,將NPC行為、能力、思維模式歸納為不同的Partial Player,依據NPC能力產出合適的、更小的動作集合,採用動作評分系統對NPC動作集合評分,最後依據NPC思維模式,從眾多候選行為中選出一個最佳解,將複雜度高的遊戲,化繁為簡,實現可個性化行為NPC架構。
    我們將可個性化NPC架構應用在撞球AI設計上,藉由分析撞球盤面戰略元件得到的盤面、桿法評分參數,讓撞球AI具備解球、作球能力。由實驗結果得知,在不同的參數權重的設定上,讓AI展現出截然不同的風格與能力。


    When the game complexity is getting higher, the strategy game faces many challenges, and these challenges have already become issues in the field of AI research. Due to the large game state, action spaces, existing search algorithms have difficulty to make a strong decision in such a large search space. It seriously affects the development of AI. In addition, there is an increasing demand for AI. Many game AIs are grasped their weakness and flaws, after the players repeatedly played on the game, resulting in the game experience decline. AI's diversity, variability, has become a bulk demand. This also means that the current AI design, can no longer use hard-code-scripting way to develop. This study presents a method of styleable NPC behavior. We extract the characteristics of the game state, as the status evaluation of the information. By using the game state evaluation system, rating possible solutions. We use rapid estimate NPC behavior system to predict the game state information. Based on the concept of Hierarchical Portfolio Search (HPS), the NPC behavior’s ability and playing style are classified into different Partial Player, and the NPC action is used to produce the appropriate and smaller action set. The action evaluation system is used to score the action set of NPC. Finally, according to NPC strategy model, from a number of candidate behavior selected in a best solution. Make the complex game more simple.
    We use this NPC architecture applied in the pool game AI design. By analyzing the pool state strategic components to get the state, strike unit evaluation parameters, makes pool AI have the ability to reposition itself. From the experimental results that, in the different parameters of the weight set, so that AI show a very different style and ability.

    目錄 論文摘要 I ABSTRACT II 致謝 III 目錄 IV 表目錄 VIII 圖目錄 IX 壹、 緒論 1 一、 研究動機 1 二、 撞球介紹 1 三、 撞球AI概況 2 四、 研究目的 2 五、 研究貢獻 3 六、 論文架構 4 貳、 名詞定義 5 一、 撞球名詞介紹 5 二、 盤面 7 三、 快速預估盤面 7 四、 桿法參數 8 五、 SPHERECAST 11 六、 遊戲樹 GAME TREE 12 參、 相關文獻 13 一、 HIERARCHICAL PORTFOLIO SEARCH 13 二、 THINKING STYLE 13 三、 撞球策略 14 四、 蒙地卡羅樹搜尋 14 肆、 方法設計 16 一、 產生可行解 20 二、 盤面評分 22 (一)、 球團聚散度 22 (二)、 可接觸目標球數Reachable Ball Number 25 (三)、 最大桿法難易度Max Shot Difficulty 25 (四)、 盤面評分公式 26 三、 尋找最佳力道 28 四、 桿法評分 SU EVALUATION 30 (一)、 桿法難易度Shot Difficulty 30 (二)、 優先權Priority 34 (三)、 力道 Power 36 (四)、 違規進球偵測 Illegal Pot Ball Detection 37 (五)、 預測盤面分數 38 (六)、 桿法評分公式 40 五、 撞球策略 POOLS STRATEGY 42 (一)、 開球策略 43 (二)、 攻擊策略 44 (三)、 防守策略 45 (四)、 自由球策略 Ball-In-Hand 46 六、 AI 選球策略 CHOOSE BALL POLICY 47 (一)、 Random 47 (二)、 Rule Base 47 (三)、 MCTS 49 伍、 實驗與結論討論 51 一、 實驗環境 51 二、 實驗介紹與成果 52 (一)、 實驗一 52 (二)、 實驗二 53 (三)、 實驗三 58 陸、 結論與未來的研究方向 62 (一)、 結論 63 (二)、 未來研究方向 63  

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