全新正版人工智能与游戏9787111635277机械工业出版社

译者序
原书序
原书前言
原书致谢
配套
部 背景1
章 导论3
1.1关于本书4
1.1.1我们为何编写本书4
1.1.2谁应当阅读本书5
1.1.3术语的简短说明6
1.2 AI与游戏简史6
1.2.1学术界8
1.2.2工业界9
1..分歧11
1.3为什么使用游戏来研究AI 13
1.3.1游戏是一个困难与有趣的问题13
1.3.2丰富的人机交互15
1.3.3游戏是流行的15
1.3.4对所有AI领域的挑战17
1.3.5游戏是AI的长远目标的实现17
1.4为什么需要游戏中的AI 19
1.4.1AI体验并且改善你的游戏19
1.4.2更多的内容、更好的内容20
1.4.3玩家体验与行为动作分析20
1.5本书结构21
1.5.1本书中覆盖（以及未覆盖）的内容21
1.6总结
第2章 AI方法24
2.1附注25
2.1.1表示25
2.1.2效用26
2.1.3学习=化效用（表示）26
2.2特定行为编辑27
2.2.1有限状态机27
2.2.2行为树28
2..基于效用的AI 30
2.2.4进阶阅读32
.树搜索32
..1非启发式搜索32
..2优先搜索33
..极大极小35
..4树搜索36
..5进阶阅读40
2.4进化计算40
2.4.1局部搜索41
2.4.2进化算法42
2.4.3进阶阅读46
2.5监督学习46
2.5.1人工神经网络48
2.5.2支持向量机53
2.5.3决策树学习55
2.5.4进阶阅读57
2.6强化学习57
2.6.1核心概念以及一种高层次的分类方法59
2.6.2-Learning 60
2.6.3进阶阅读61
2.7无监督学习62
2.7.1聚类62
2.7.2频繁模式挖掘64
2.7.3进阶阅读66
2.8知名的混合算法66
2.8.1神经进化66
2.8.2带有人工神经网络函数逼近器的时序差分学习67
2.8.3进阶阅读70
2.9总结71
第二部分 在游戏中使用AI的方式73
第3章玩游戏75
3.1为什么使用AI来玩游戏75
3.1.1扮演玩家角色来追求胜利76
3.1.2扮演非玩家角色来追求胜利78
3.1.3以体验为目标来扮演玩家角色玩游戏78
3.1.4以体验为目标来扮演非玩家角色玩游戏79
3.1.5关于AI在游戏过程中的目标与角色的总结80
3.2游戏设计与AI设计上的各种考量80
3.2.1各种游戏的特1
3.2.2 AI算法设计的各种特6
3.3 AI可以怎样地玩游戏89
3.3.1基于规划的方法89
3.3.2强化学习94
3.3.3监督学习96
3.3.4嵌合式游戏玩家97
3.4 AI可以玩什么游戏97
3.4.1棋盘游戏97
3.4.2卡牌游戏99
3.4.3传统街机游戏101
3.4.4策略游戏107
3.4.5竞速游戏111
3.4.6击与人称游戏113
3.4.7严肃游戏115
3.4.8互动小说117
3.4.9游戏118
3.5进阶阅读121
3.6练习121
3.6.1为什么是吃豆小姐121
3.7总结122
第4章 生成内容1
4.1为何生成内容1
4.2分类方法125
4.2.1根据内容的分类方法125
4.2.2根据方法的分类方法126
4..根据角色的分类方法127
4.3如何生成内容127
4.3.1基于搜索的方法127
4.3.2基于求解器的方法130
4.3.3基于文法的方法131
4.3.4元胞自动机134
4.3.5噪声与分型137
4.3.6机器学习138
4.4 PCG在游戏中的角色141
4.4.1混合的142
4.4.2自主的145
4.4.3体验的145
4.4.4体验无关的148
4.5有什么是可以被生成的148
4.5.1关卡与地图148
4.5.2视觉效果150
4.5.3听觉效果151
4.5.4叙事152
4.5.5规则与机制153
4.5.6游戏155
4.6为内容生成器进行评估158
4.6.1这为何很难159
4.6.2函数与美学159
4.6.3如何评估一个生成器159
4.7进阶阅读161
4.8练习162
4.8.1迷宫生成162
4.8.2平台关卡生成器162
4.9总结162
第5章 玩家建模163
5.1什么是玩家建模以及什么不是玩家建模164
5.2为什么需要对玩家进行建模165
5.3对各类方法的分类法166
5.3.1基于模型（自顶向下）的方法167
5.3.2免模型（自底向上）的方法170
5.3.3混合方法170
5.4模型的输入是怎样的171
5.4.1游戏玩法171
5.4.2客观数据171
5.4.3游戏环境173
5.4.4玩家资料174
5.4.5链接数据175
5.5模型的输出是怎样的175
5.5.1对行为进行建模175
5.5.2为体验进行建模176
5.5.3无输出183
5.6如何对玩家进行建模183
5.6.1监督学习184
5.6.2强化学习187
5.6.3无监督学习188
5.7可以为何物建模189
5.7.1玩家行为189
5.7.2玩家体验195
5.8进阶阅读199
5.9练习200
5.9.1玩家行为200
5.9.2玩家体验200
5.10总结201
第三部分 未来之路203
第6章 游戏AI全景205
6.1游戏AI的全景视角206
6.1.1从方法（计算机）的角度出发206
6.1.2从末端用户（人类）的角度出发207
6.1.3从玩家-游戏交互的角度出发209
6.2各个AI领域如何启发领域210
6.2.1玩游戏210
6.2.2生成内容213
6..为玩家建模216
6.3前行之路218
6.4总结219
第7章 游戏AI研究前沿220
7.1通用对弈游戏AI220
7.1.1通用游戏221
7.1.2通用游戏生成与编排222
7.1.3通用游戏情感循环2
7.2在游戏中的角色224
7.3道德上的考量226
7.4总结228
附录0
附录A英文缩略语表0
附录B游戏名称中英文对照表2
附录C中英文术语对照表
参考文献248

Georgios N.Yannakakis 是马耳他大学(UoM)游戏学院的一名副教授。他于2006年在爱丁堡大学取得信息学博士。他曾担任哥本哈根IT大学计算机游戏研究中心的副教授。他的研究主要集中在游戏领域中的AI、计算创意、情感计算以及人机交互。他在上述领域中发表了超过200篇期刊与会议，他的研究也受到了多项与欧盟的支持，并且发表在《Science Magazine》与《New Scientist》中。他是IEEE Trans. on Computational Intelligence and AI in Games的副主编，并曾经是IEEE Trans. on Affective Computing (2009-2016)的副主编。他是一些重要会议的，例如IEEE CIG (Computational Intelligence and Games)与Foundations of Digital Games (FDG)。 Julian Togelius 是纽约大学计算机科学与工程系的副教授，并且也是纽约大学游戏创新实验室的共同指导者。他曾担任哥本哈根IT大学计算机游戏研究中心的副教授。他的工作针对计算智能与游戏的所有方面，以及进化计算与进化强化学习的部分方面。他当前的主要研究方向涉及基于搜索的程序化内容生成、借玩家建模的游戏调节、自动游戏设计，以及相关的以竞赛形式开展的游戏AI基准。他目前担任IEEE Transactions on Games的首席编辑。

自人工智能诞生之始，就和游戏紧密的相结合在一起。因为人们通常认为，人类玩游戏的过程是蕴含着人类的智能的。因此，当人们创造出一个能够完成人类的某种游戏的程序，我们认为这个程序拥有了某种类人的“智能”。所以很多游戏如棋牌，星际会成为人工智能测试的很好的环境。而游戏本身的发展又带来了很多对于人工智能的需求，例如游戏中的NPC（non player character)。人们开发了很多算法去让游戏内的一个角色可以表现得更像是由人类操控的。 虽然游戏是人工智能研究上一个广受欢迎的场景，但在传统上，人工智能研究者更关注于棋类游戏，因为棋类游戏有着高度形式化和受限的规则，同时又是很复杂的决策问题。而现在更多样的视频游戏（video games)也吸引了人工智能研究者的目光。在这些游戏中怎么用AI来控制NPC,生成游戏内容和适应玩家行为也是游戏开发者想要解决的问题。或者进一步来说，人工智能*终要去触碰的问题是人类的创造和抽象能力。而游戏,作为第九艺术，也是一个少有的科学(problem solving)和创造(Creativity) 相交叉的场景，也是适合人工智能研究的。一方面，人工智能技术需要解决怎么样让AI像人一样玩游戏，甚至玩的比人类更好；另一方面，游戏也提供了一个画布来让人工智能像玩家一样展示其创造力和表现力。而反过来说，人工智能技术的发展也从以下几个方面为视频游戏提供了新的可能：
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? ? 1. In the way we play them 玩游戏
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? ? 2. In the way we understand their inner functionalities 游戏内部机制
?
? ? 3. In the way we design them 游戏设计
?
? ? 4. In the way we understand play, interaction and creativity 理解游戏，交互和创造
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? ? 这也和人工智能研究的发展有关。早期的人工智能研究更关注形式化的智能，希望让机器可以达到人类水平的解题和决策能力。因此主要的工作是由人类去把问题拆解成形式化的符号(Symbol),然后让AI去解这些形式化的问题。而近些年，研究者的兴趣转移到如何让AI去学会那些对于人类来说很简单但又很难去描述的能力，例如记住人脸，识别朋友的声音，判断出情感等等。通过人工智能的发展，我们可以为游戏设计出新的以前做不到的核心玩法；我们可以利用人工智能更好的设计游戏的外衣（美术，音乐，角色乃至剧情）；我们也可以通过人工智能技术更好的理解玩家，从而为玩家提供更好的个化的游戏表现，从而玩家的沉浸感。因此，提供一本兼顾了机器学习和游戏两方面的技术的参考书籍，为学术界和游戏业界提供更完备的游戏人工智能的视角，将会帮到有兴趣游戏人工智能的学生，学术界的研究者和游戏的从业者们。而现在很多的人工智能或者游戏AI的书籍都主要侧重其中一个方面：或偏向于人工智能，或偏向于某种技术在游戏场景中的应用（如行为树）。
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? ? 而在2017年底的时候，我们发现了一本刚刚出版的书籍：Artificial Intelligence and Games, 本书的两位作者Prof. Yannakakis 和Prof. Togelius 都是大学里面的教授，也有多年的游戏AI的研究和教学经验，本书的章节组织和完成度都是不错的，也很适合作为入门的参考书。这本书则兼顾了人工智能学术界和游戏业界两个方面的需求，既讲述了人工智能相关的技术，又从游戏设计层面上介绍了人工智能在游戏上面的可能的应用。因此，我们认为这本书不管是对于游戏人工智能的从业者还是游戏人工智能的研究者和学生都是一本很好的参考书，通过本书，我们可以大致的知道在游戏人工智能上面我们正处在什么样的位置，前人做过哪些努力，我们手上有哪些工具，我们可以往哪些方向上去探索。当时我们就希望可以把这本书翻译成中文，提供给广大中国的读者们，只是受限于一些特殊情况，没有继续进行下去。*近，看到这本书终于被翻译成中文，个人是乐见其成的，也愿意把这本书给相关的研究者和学生，乃至游戏的从业人员。
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 新加坡国立大学? ?苏博览博士
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名人
? 　“自计算机时代开始以来，AI与游戏之间就存在着千丝万缕的联系。本书为两者之间的关联提供了一个并且有趣的评价。”
　　——Murray Campbell，IBM“深蓝（DeepBlue）”共同作者
　　
　　“本书由两位世界跨越了游戏与AI两个领域的专家编写，学生们能够从全面的介绍中获益，并接触到远超狭隘的传统的NPCAI范畴之外的内容……所有这些知识都包含在这样的一本书中，这对于游戏中AI的实践来说的确是一个里程碑，并且能够帮激励新一代的实践者在这个领域中的创新。”
　　——Kenneth Stanley，中罗里达大学与UberAI实验室
　　
　　“本书为AI技术及其在游戏中的应用提供了一个全面的综述……（它）也会是AI课程的一个出色选择。”
　　——Michael Mateas，加州大学圣克鲁兹分校，《Facade》共同作者
　　
　　“游戏AI是一个巨大的研究领域，从运动和行动规划，一直到交互式叙事、程序化内容生成、计算创意，甚至更多的内容。*终拥有一本将当前所有这些话题的思考放在一个地方并对它们之间的关联进行描述的教材是极为重要的一件事……而（作者）对这些需要被交织成一个共同整体的不同话题都十分熟悉。”
　　——Jeff Orkin，Goal-Oriented Action Planning创始人，F.E.A.R.AI负责人
　　
　　“本书为这个充满活力并且生机勃勃的学习领域做出了巨大贡献……对于社区的贡献也将在未来许多年内得到体现：本书为入门者提供了一个比以前更为容易也更为全面的切入点，同时也为当前那些希望了解其所在领域之外的主题的AI和游戏研究人员提供了一份不可或缺的参考。”
　　——Simon Lucas，伦敦大学；IEEE Trans.on Computational Intelligence and AIin Games创始编辑
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? “游戏是AI的重要应用领域之一。一直以来，提到游戏AI一词，非科研工作者就会想到纯人工的游戏设计与编程。是我的家人和朋友们，一度认为我们是修电脑和写游戏的。而当我和非游戏AI领域的计算机科学家们讨论游戏AI的时候，对方往往会想到用于‘玩’围棋、国际象棋以及象棋等游戏的AI。是AlphaGo的成功之后，游戏AI更被大众理解为玩棋盘类游戏的AI。然而，这一认知是狭隘的。AI不仅被用于玩游戏，也已经被广泛用于自动游戏设计、自动游戏测试和玩家建模等。在IEEE TCIAIG、IEEE ToG等期刊以及IEEE CIG、IEEE CoG、AIE和FDG等会议中，可以看到各种AI方与技用于游戏的案例。近年来，越来越多的中国学者和学生开始关注游戏AI。我曾收到许多生和的邮件和信息，表示自己想要了解游戏AI但不知如何入门。我总是为他们Georgios和Julian的这本Game AI textbook，同时又担心学生们‘啃’一本英文书太吃力。值得庆幸的是，历时一年有余，这本书的中文译本终于要出版了。翻译此书无疑是困难的。在此中文译本之前，很多原书中的专有英文词汇（游戏名、算法名等）可能并不存在的、精准的中文翻译；我认识的Georgios和Julian在写作文风上又十分有且随，可能会给译者带来一些困难。即便如此，译者们还是在尽可能保持原著意思的情况下翻译了本书，让我十分惊讶。如译者在序中所言，也许此书在翻译上可能存在错。然而，我相信此译本已经保留了原著的精髓，适合作为游戏AI的入门书籍，我也将在今后的教学和研究中，给生阅读 。”
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 刘佳琳
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 南方科技大学

《人工智能与游戏》是首本致力于解释人工智能(AI)技术如何被用于游戏内与游戏上的教材。在导论章节结束后，《人工智能与游戏》介绍了AI与游戏中的背景技术与关键技术，以及AI如何被用于玩游戏、被用于为游戏生成内容以及为玩家进行建模。
《人工智能与游戏》适用于人工智能、游戏设计、人机交互和计算智能的和课程，也适合工业界中的游戏开发人员和从业人员用于自学。本书作者开发了一个(http://www.gameaibook.org)，这个为本书所涉及的材料进行了补充，包括*新的练习、讲义幻灯片和阅读材料。

1.《人工智能与游戏》是两位国际专家的长期研究经验的结晶，本书内容也源于作者在纽约大学、马耳他大学、哥本哈根IT大学三所大学中所讲授的有关AI与游戏的课程，本书适合作为游戏AI课程的教材。
2.《人工智能与游戏》是第壹本致力于解释人工智能（AI）技术如何被用于游戏内与游戏上的教材，是研究游戏与AI领域的出色的入门图书。
3.目前市面上大多数书籍是教读者怎样在商业游戏中实现AI，是教读者“怎么做”的书籍，而《人工智能与游戏》却是一本告诉读者怎样去研究拓展游戏中的AI的书籍，即教读者“如何发展”的书籍。
4.《人工智能与游戏》综合强，覆盖了游戏中的AI方法的所有主要应用领域；讨论了许多不同类型的游戏中的各种AI问题；使用多种视角来看待AI与游戏。
5.《人工智能与游戏》作者开发了一个（http://www.gameaibook.org），这个为本书所涉及的材料进行了补充，包括的练习、讲义幻灯片和阅读材料。