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关于游戏中加入中间控制层的必要性设想和启示论文

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作者朱峰老师

目的

1写这篇论文原因是因为从梦中得到的一个启发。

2由于本人时间有限,所以本人只提出这个梦带来的一些构思和初始想法,不进行更多技术研究,希望育碧等相关游戏开发的技术人员进一步深度研究,必将改变目前游戏中人和输入的交互方式。得到更完美的解决方案。

先说一下我的这个梦:

在梦里面,跳过两个栅栏

我在第一次跳跃的时候脚踩到了第一个木桩,这时候我看到了第二个木桩。恐惧让我想到,我可能跳不过去了,我速度太快了我停不住,于是我惊醒了。

于是就会得到如下结论:

是什么控制我们跳跃。是个预先的判断,这个预先的判断就是中间控制层(以下简称中间层)。

游戏如人生,如上图,游戏中我们输入跳跃是固定的,高度是我们输入长度控制的,电脑只提供反馈信息,然而电脑从来不思考这个可不可以做,做了会带来什么结果,那么电脑是不是就太傻了?能否给角色一个大脑(中间层预先判断)?让角色更加人工智能,更加自动化?

总结:

1如上图红色虚线正如目前游戏中的操作方式一样,简单粗暴,但是这并不符合我们大脑控制的方式。

2所以建立一套中间层来控制游戏中角色的控制,会带来更正确的最终动作,也会改变目前游戏操作和角色动作中存在的问题。

3相对于研究输入(目标),和研究动作(结果),研究中间层(过程)也应该同样的重要,而且是关键所在。

4中间层是什么,就是我们大脑预先判断,这个需要提前写入游戏程序中,加入预先判断的中间层机制。

5加入中间层对于游戏角色的意义就是,会带来更加有智慧的角色。更加符合人类标准的角色,有自我判断的角色。同时也更加真实。

关于一些简单的设想:

1游戏中加入中间控制层,(不是速度判断,也不是方向判断,而是从人类大脑获得启迪的一种预先判断)。

2中间层会收集游戏现实中的各个参数(如前方有没有墙,墙多高,前方有没有悬崖,距离我多远),从而转化为,我们可以干什么,干多少度,我们不能干什么,我只能接受什么命令。

3在得到最终指令开始前,中间层已经安排了角色的动作。在得到指令之后,中间层控制角色要不要运动。

4中间层不是电脑机器学习系统,是程序员以人类大脑思考为前提提前写出的种种判断机制

目前的技术

一 关于育碧提出的Motion Matching系统

该系统通过输入方向调取角色众多运动捕捉中的最接近动作

问题:

1巨大的计算量,需要每一帧匹配众多角色动作。

2无法确定角色当前到底是什么动作。

3只有输入和输出,缺少中间层的部分。

4加入中间层后会形成一些更精确的判断,同时也无需运动捕捉无数动作,动作由变量控制,更加节约内存。并屏蔽大多数来自输入的误操作。

5我接受什么输入,不接受什么输入。就算玩家提供了让我向左边移动,但是中间层可以决定要不要这个指令。

6不是简单的屏蔽某些短暂输入,而是让角色自我思考应该做什么动作,然后给出相应反应


二关于虚幻引擎动作系统的问题

1目前虚幻中输入模式是通过速度改变角色的动作。输入快就是跑步,速度慢就是停止。

2这种速度带来的运动感简单粗暴。

3加入中间层会提前计算好角色应该以多少速度行走,提前决定让角色慢慢停下。而不是去撞墙后才减速。

设计实例:

一,三级跳

比如开发一个三级跳的游戏。

玩家输入的肯定只是方向。力度和跳跃

由中间层负责屏蔽左右输入,只接受前后移动和按钮力度以及按钮时间,然后控制左右脚着地。然后提供角色相应的动作。

二,远近不同的木桩跳跃

1中间层:首先通过碰撞检测和物体距离判断得到角色前一个木桩的距离。以及收集角色的速度。

2中间层提前计算可能性,输入中如果得到向前跳跃指令后,自动匹配相应的跳跃动作,如近距离跳跃,中距离跳跃,和远距离跳跃。

3如果未收到指令。中间层会判断是否让角色停止,或者由于输入太快的惯性跳跃一格(中速)或者两格(高速),或者跌落(半速)。

三人类前面有墙面

中间层判断:

1得到墙面和自己的距离。

2得到我自己目前的速度。

3无论输入什么。自我(中间层)决定减速还是转弯。

综上所述:

中间层概念首先是打断角色输入信息(智能化屏蔽),然后提供给人物正确的动作信息

也就是我们自己控制和现实摆出的动作的判断。

我们想跑,首先要看看前面是不是墙面,下面有没有悬崖,而输入的指令是不确定的,中间层负责判断我们能干什么,不能干什么,于是屏蔽错误的输入。类似自动驾驶。同时要鼓励正确的输入信息。比如给出相应动作。

比如,如果角色在墙面之前,你输入的动作是前进,中间层会判断你不能继续前进,给出摇头的动作。

还比如,我们和墙面有五步。中间层会提前计算好我这五步是迈出左脚和右脚,以多大的力度和距离。无论我们输入什么其他方向,都失效,只接受前进键盘,如果没有输入,中间层会产生泄气动作,或者干脆自行行走。

结论:

中间层提供预先判断。

中间层给出可以做的所有动作可能性。

中间层分配动作。

中间层是输入和角色之间的大脑。

中间层了解输入信息,中间层了解角色动作,中间层负责判断角色动不动和动多少。

中间层就是大脑的潜意识思考,提前做出反应。目前游戏只是简单的尝试,但是缺少系统性的开发和应用。

未来:

如果中间层被开发好后。

动画师,简单提供不同角度不同力度的动作。

输入,来自于人类的意图。

中间层,让角色产生自己的大脑,进行思考和判断。

好了这次的论文到此,希望相关开发人员继续在这个基础上开发游戏,带来更加人性化的动作而不是傻乎乎的撞墙。

下面是我之前做过的一些游戏中的尝试,有一些萌芽,但是不是系统的做这个。希望后续相关人员继续开发,让角色更加智能

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