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　　本文主要介绍了游戏机器人开发平台的总体设计和其部分实现,所谓游戏机器人是指一种计算机程序,该程序可以直接与其所对应的游戏进行交互,代替玩家来对游戏中所对应的实体进行交互,

　　游戏机器人开发平台采用,,,,语言作为开发平台本身的开发语言,使用了,,,,,,,基金会提供的开发框架和各种应用插件对游戏机器人开发平台进行设计和开发,

　　首先,本文介绍了本课题的背景奔国内外的研究现状,通过对游戏机器人开发平台的总体介绍,本文提出了游戏机器人开发平台的所应具有的功能部分,并对各个功能部分进行了简单的介绍,提出了各个功能部分总体的设计思想和主要

　　接下来,针对用户的错误处理,本文提出了一种契约式语言,该语言可以为本身不支持契约式设计的程序设计语言提供契约式设计方法的支持,对该程序设计语言进行功能上的扩展,并且,针对本游戏机器人开发平台的特点,我设计出了相应的契约式语言的编译器,为用户的错误检测和修正提供支持,在实际开发平台的使用中,通过这种契约式语言的使用,可以使用户方便地对程序中的错误进行检查和纠正,提高了用户的开发效率,

　　最后,本文描述了针对扫雷游戏的游戏机器人的设计过程,详细地说明了针对扫雷游戏的接口部分实现方式,并描述了用户的使用方式,本文最后一幸进行了总结,描述了本文中的一些创新之处和不足之处,并对以后的工作进行了展望,

　　本课题的目的是为了改变目前由于沉迷玩游戏而影响学生学习和身心健康的状况。以期开铹游戏薪时代。在可行缝研究及部分关键技术实验的基础上。设诗一个面向普通人群特剐是青少年的可咀整合各类游戏的游戏机器人开发平台,为了使专业技术基础比较薄弱的广大青少年也能够进行游戏机器入的开发,我们的开发平台提供图形化的编程模式,通过拖拽代表功能模块的图形,对功能进行组合。并对其属性进行配置,就可以实现定制游戏机器人的

　　本开发平台的目的,就是利用青少年喜欢玩游戏的心理。引导他们对编程的兴趣,从小培养他,,,的动手缀程能力,针对青少年特点,鲡好奇心强、探索未知锈域的兴趣浓厚、精力旺盛活泼好强和模仿能力强等,我们在游戏机器入开发平台的设计上,突出游戏机器入设计的新奇性、趣味性和竞争性,使这种游戏方式很容易就能够被广大的青少年接受,将从单一的玩游戏转向编程能力和逻辑思维能力的训练,在不知不觉中接受编程思想的熏陶,

　　为了突出开发平台的整体性能,决定由王文涛和周军共同完成第,章和第,章的撰写,第,章主要介绍论文的选题及需求分析,其中第,,,节和第,,,节由王文涛执笔,第,,,节积第,,,节盘周军执笔,薷,章重在奔绍游戏机器人开发平台豹总体设计,其中第,,,节和第,,,节由王文涛执笔,第,,,节由王文涛和周军共同编写。然后由各人单独撰写自己论文的第,,,节,介绍各自承担的任务及论文其他部分的安摊,

　　为了演示游戏的效果,两人又合作制作一个游戏机器人,并作为共同的第,章介绍制作方法及运行效果。其中周军执笔撰写第,,,节,王文涛撰写其他节。

　　他们的工作取得了初步成绩,基本实现了预定目标,但尚需要进一步完善。如果能普及这种游戏方法。无疑将会产生缀好能社会效益,

　　本幸首先介绍了论文的选题背景、意叉以及国内外研究现状,然后着重余绍通常意叉下游戏玩法和通过开发游戏机器人来玩游戏之间的区别,从而引出了—种新的游戏方式,最后,详细说明了用户如何使用游戏机器人开发平台以图彩方式编写程序代码,

　　计算机游戏由于能给玩家带来强烈的沉浸感和成就感,而越来越受到公众的欢迎,随着游戏玩家的增多。计算机游戏也成为娱乐业中的重要组成部分。但是,在这些游戏玩家中,有相当一部分是处于成长阶段的青少年,他们缺乏足够的自制能力,面对越来越真实的计算机游戏,他们身陷其中而不能自拔,尤其在最近一段时间,网络游戏飞速发展,为玩家提供了一个聊天交友甚至是物品交互的虚拟空问,更加剧了广大的青少年对其的痴迷程度。青少年构成了计算机游戏玩家的主体,统计表明年龄低于,,岁的青少年占目前我国网络游戏用户总数的,,,,,,“,随之而来是由于青少年过渡沉迷于游戏,而造成的各种各样的负面影响,比如影响青少年的学业、因过长时间游戏而损害健康等,从而导致有舆论甚至将计算机游戏称为“电子”,但是我们也应该看到,计算机游戏也并不是一无是处的,往往青少年对计算机的接触,就是从玩计算机游戏开始的,现在摆在广大的学者和教育家面前亟待解决的问题是,如何找到这样的一个切入点,既能够尽可能扩大计算机游戏对青少年有益方面的影响,又能削弱其负面的影响,并且随着计算机游戏影响的不断扩大,这个问题俨然已经成为一个社会各界普遍关注的问题,

　　现在有很多实体机器人对抗赛,比如中国机器人大赛,亚太大学生机器人大赛等专业机器人比赛。如果将这些比赛中的环境变为软件的虚拟环境,而对抗双方的实体机器人变成软件的虚拟机器人,就成为了机器人比赛的仿真版本,仿真版本的优势在于其纯软件环境,投入和维护成本低,并且完全不受实体机器人硬件、场地的限制。便于教学管理,这样大大降

　　从计算机游戏本身来看,从其诞生之日起,它也不是一成不变的,在其不断的发展过程中,逐渐演化出一种通过开发游戏机器人来玩游戏的新方式。这就类似于机器人比奏的仿真版本,只不过这里的虚拟环境特定的成为了游戏环境,而虚拟机器人替代了游戏玩家来与游戏进行交互,因此玩家不再是通过鼠标和键盘来控制游戏中的某个角色。玩家需要做的是对机器人的控制策略进行抽象。并将其编写为程序代码,也就是前面提到的游戏机器人,虚拟机器人,,然后挂接到游戏中去,通过游戏机器人去控制游戏中角色的行为。在游戏的过程中,玩家从单纯对游戏中角色的控制转换为对控制策略的思考和程序的编制上来,从而在玩的过程中能够获得思维的锻炼和程序编写能力的提高,

　　目前常见的虚拟机器人有网络游戏外挂、机器人比赛仿真版等,前者一般是由一些游戏编程高手提供,让嗣游玩家可以在游戏世界中更轻松的升级和获得好装备等,这种游戏机器人通第是以娱乐和盈利为目的的,后者则一般用于程序设计比赛,由大学生等具备一定专业

　　素质的人员参与,以寓教于乐为目的,通过开发游戏机器人,获得思维和编程能力的提高,这里我们需要特别关注这种形式。将其引入到我们传统的教育模式中来,可以让广大的用户尤其是青少年在非压迫的竞争中极大的提高自己的学习水平。用户通过编制游戏机器人,虚拟机器人,来控制游戏中某个角色的行为,井将编制好的游戏机器人挂接到游戏引擎中和其

　　他用户编写的游戏机器人同台竞技,在游戏机器人之阃的对抗和竞争的过程中感受到学习所

　　带来的快乐,使用户在玩的过程中不断学习程序设计和游戏机器人策略算法等知识,在这个过程中,学习不再枯燥乏味,在学习的同时感到了快乐,在娱乐的同时不知不觉提高了专业技术水平,但是我们也需要意识到,进行哪怕是最简单的游戏机器人的开发都是存在一定的门槛的,它需要用户理解最基本的计算机程序编制概念,掌握最基本的编程语言知识, 同时还需要对游戏引擎有足够的了解,这样的门槛,几乎把游戏用户群的主体,广大的青少年挡

　　本课题就是要设计一个面向普通人群特别是青少年的可以整合各类游戏的游戏机器入开发平台,为了使专业技术基础比较薄弱的广大青少年也能够进行游戏机器人的开发,我们的开发平台提供图形化的编程模式,便于玩家使用图形编程语言。通过拖放、排列、连接以及编辑图形语句以及设置语句属性来描述计算任务, 以图形编程方式来定制游戏机器入,本开发平台支持的游戏方式和传统游戏方式的比较如图,, ,所示,推出该开发平台的目的,就是利用青少年喜欢玩游戏的心理, 引导他们对编程的兴趣,从小培养他们的动手编程能力。针对青少年特点。如好奇心强、探索未知领域的兴趣浓厚、精力旺盛活泼好强和模仿能力强等,我们在游戏机器人开发平台的设计上,突出游戏机嚣人设计的新奇性、趣味性和竞争性,使这种游戏方式很容易就能够被广大的青少年接受。将从单一的玩游戏转向编程能力和逻辑思维能力的训练。在不知不觉中接受编程思想的熏陶,从而改变目前由于沉迷玩游戏而影响学生学习和身心健康的状况, 以期开创游戏新时代。此外,该平台可以通过更换不同的游戏接口描述信息从而实现对多种游戏机器人开发的支持, 因此只要通过变换不同的游戏以及难

　　目前, 比较著名的游戏机器人赛事有机器人世界杯,,,,,,,皿, 。 国内外对游戏机器人研究主要集中在游戏机器人引擎的开发上, 比较热门的游戏机器人引擎有,,,,,,,,,,,,,的

　　,,,,,,,,,, , ,现已经成为开源项目,。 ,,,,,,,,,,,和,,,,,, ,, ,,,研项目。 以及一些开源的游戏机器人引擎,如,掷…,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,项目等等。这些项目提供了多种多样的游戏机器人引擎,但是很少有提供方便、快捷的游戏机器人开发平台韵, 即使提供了开发工具,其开发工具也是基于文本编辑器的,仅提供了功能非常有限的辅助工具, 同时这些项目仅仅支持某一特定类型的游戏机器人的开发,无法实现对多种游戏机器人开发的支持。这对我们的目标群体一青少年是远远不够的,

　　随着计算机游戏日臻成熟,其游戏方式也在不断发展。依据游戏平台和游戏玩家的对弈方式。本文将游戏方式分为常规游戏方式和高级游戏方式两类。本文依托的游戏机人开发平台项目对商级游戏方式做出重要改进,这里也将详细说明。

　　常规游戏方式以玩家直接参加游戏对弈为主要特证,常见的电脑游戏有, 电子游戏机、电脑单机版游戏和网络游戏,在这种游戏方式下,游戏通过画面、音效或其它方式输出当前蝣戏的状态信息,玩家依据接受的状态信息形成下一步控制决策,然后通过操控键盘、 鼠标或操纵杆来执行控制决策。 同游戏本身或者其它游戏玩家展开对抗。游戏玩家必须时刻观察游戏局势,迅速做出应对决策,灵巧地操控键盘等工具,才能在游戏对弈中获胜,

　　高级游戏方式以玩家通过编程来参加游戏对奔为主要特征,通常以游戏机器人竞技仿真的形式出现。在这种游戏方式下,游戏玩家在游戏平台上使用,,,,或其它某种编程语言创建智能化的仿真游戏机器入。并把游戏机器入置于虚拟赛场上同其它机器人展开对抗。游戏过程中,游戏玩家不再使用键盘、 鼠标和操纵杆来控制机器人,而是完全依靠预先设计编写的程序来自动指挥和控制机器人。游戏玩家必须编制一个高效的机器人控制程序才能在游戏对弈中来取胜。

　　新的游戏方式是本论文所依托项目对高级游戏方式做出重要改进后的产物。在这种游戏方式下 游戏玩家同样需要在游戒平台上编写机器人控制程序,控制程序自动指挥游戏机器人在虚拟赛场同游戏引擎或其它虚拟机器人对弈, 区别在于,上述高级游戏方式一般只允许玩家采用文本编程方式编制机器人控制程序,丽在本项目游戏平台下,玩家采用平台专用的可视化程序设计工具以图形方式编写游戏机器人控制程序,从而大大降低玩家编程的难度,

　　各种游戏方式的共同点主要体现在游戏操作目的上,在游戏中,无论是通过开发游戏机器人玩游戏还是直接玩游戏,都是根据游戏过程中的信息形成决策,进一步去控制游戏向有利于自己的方向的发展,从而获得更高的积分或者更多的升级,

　　在传统的游戏方式中。玩家玩游戏的过程是如下的子过程的迭代,玩家从游戏画面和游戏音效中获得游戏所处的状态,根据这些信息形成游戏控制决策,并通过鼠标或键盘,对游戏进行直接的操作,而在采用游戏机器人的游戏方式中,玩家玩游戏的过程是一个子过程的迭代, 即玩家对游戏控制策略进行抽象或者完善,并将其编写为程序代码, 即游戏机器人,接下来玩家将游戏机器人挂接到游戏当中去,看其运行方式是否实现了当初的设计目标, 同时形成对控制策略的改善方案。这其中,新的瓣戏方式采用图形化的编辑方式并提供了对图

　　在传统的游戏方式中。玩家与游戏的交互是直接的,玩家通过画面和音效接受游戏的输出,而游戏通过鼠标和键盘接受玩家的控制。而在使用游戏机器人的游戏方式中,玩家与游戏的交互是间接的, 当玩家将自己的控制策略编写成机器人,并载入到游戏中后,与游戏的交互就完全由游戏机器人来实现,玩家不能够再对游戏的发展进行任何的控制,他所能做的是通过观察机器人的运行情况。形成对控制策略的改善方案。这其中,新的游戏方式中用户不需要完全实现一个游戏机器人,而只要实现其中的控制策略,

　　在传统的游戏方式中,玩家的控制策略是可以随意,随时变化的, 当游戏中有突发事件发生时,游戏者可以任意调整控制策略来对其进行处理,而在使用游戏机器人的玩法中,在玩家对机器入代码进行重新修改前,控制策略是不会发生变化的。这样就要求玩家在进行控制策略设计的时候要考虑周全,尽可能多的考虑到对游戏中突发事件的处理,使控制策略更

　　在传统的游戏方式中不需要编程方式的,用户直接进行游戏操作。在高级的方式中,用

　　户需要对程序设计非常的熟悉,能够设计出功能完备的游戏机器人,在新的游戏方式中。对用户在程序设计方面的要求并不高,只要能有清晰的逻辑分析能力,能够提出正确解决游戏问题的算法,再使用露形编程的方式实现该算法即可实现游戏机器入,

　　在新的游戏方式下,用户使用开发平台的开发游戏机器人程序。图,, ,所示的流程来开发游戏机器人,

　　首先,用户需要了解游戏方式,可用应用程序接口,需要编码实现的控制策略等一系列相关知识。然后,用户设计控制策略。并使用开发平台以图形方式来编码表达自己设计的控制策略,从而实现游戏机器人程序。随后,用户对游戏机器人程序进行编译,如果程序编译失败,用户需要修改控制策略部分的程序代码。如果程序编译成功,用户就可以启动游戏机器人和游戏,使两者展开交互对抗。如果游戏机器人的运行效果令用户满意。那么用户就可以停止游戏,结束开发流程,否则运行结果不满意,或者运行时出现错误,用户就停止游戏,修改控制策略部分的程序代码,

　　以上是从用户角度描述的游戏机器人开发流程。用户与开发平台的交互主要体现在图形编程模块上,用户在使用开发平台前需要研究所要达到的设计目标,分析游戏的特点,设计出如何来实现游戏机器人的控制策略和用图形化的程序设汁语言表达出来的方式。这些邦是用户在使用开发平台前所要完成的,这种设计过程就是对用户解决问题的能力的一种锻炼,同时也锻炼了程序设计思想。

　　下面通过扫雷游戏来说明常规游戏方式和新游戏方式的不同。 图,, ,给出了扫雷游戏的

　　在传统的扫雷游戏方式中,玩家观察游戏面面,分析地雷可能所在位置,然后点击鼠标来挖掘安全位置,将确定包含地雷的位置标记上小红旗或者采取其它动作。游戏者的最终目的是找出雷区中的所有地雷, ,

　　在新的游戏方式中,玩家对游戏的控制,是通过其编写的游戏机器人来实现的,在启动游戏前。玩家要先将其对游戏的控制策略编写成代码,代码中主要体现出对雷区中各种可能处出现情况的处理方式。 比如, 当某个位置上的数字值等于其周围所插棋子数与未挖掘过的位置之和,那么就确定箕周围没有被挖掘过的位置必为地雷, 当扫雷游戏刚开始时。没有任何信息支持推测地雷所在位置时,需要猜测地雷位置或者非地雷位置。游戏机器入编写好以后,就可以挂接到游戏中,查看游戏机器人的运行情况,游戏的最终目的是,游戏机器人能够尽可能多的挖掘出雷区中的地雷,

　　通过以上的比较,我们可以发现通过开发游戏机器人来玩游戏,可以使玩家在抽象能力,编程能力,思维能力等多方面获得锻炼和提高,

　　借助于游戏机器人开发平台的图形编程工具【蚰】 ,用户能以可视化图形编程方式,通过拖放、连接图形和编辑图形属性来编写游戏机器人程序中体现控制策略的代码,下面详细谢明了利用平台图形编程工具编写一段简短的条件语句,,,,,,的图形代码的过程,该,,,,,,语句图形代码等效于图,, ,所示,,,,代码,

　　步骤,。用鼠标点击编辑器左方工具栏中代表,,,,,,语句的图标按钮。如图,, ,所示,按钮

　　步骤,,利用鼠标将,,,,,,语句图标拖放到编辑器右方空白区域,则代表,,,,,,,语句的图形就出现在空白区域。如图,, ,所示,条件语句,,,,,,的对应图形包括,部分, 以“ ,,,,,,,,,, ”标识的空括号代表条件语句的判断冬件, 以“ ,,”标识的上半部分矩形代表判断条件为真对,,,,,,语句执行的语句块, 以“,,,,”标识的下半部分矩形代表判断条件为假时,,,,,,语句执行的语句块,显然, 当前,,,,,,,语句的判断条件为空, ,,,, ,,,语句根据条件真假二选择执行的语句块也为空。

　　步骤,,双击编辑区中,,,,,,语句的图形,弹出语句的属性编辑框,如图,, ,所示,用户可以利用该属性编辑框设定,,,,,,语句的判断条件,

　　步骤,,双击编辑区中,,,,,,语句图形的上方矩形,该矩形代表示判断条件为真时。 ,,,,,,语句执行的语句块,,弹出图,, ,所示属性编辑框,用户可利用该属性编辑框定义和编辑变

　　步骤,,用鼠标单击编辑器左方工具栏中代表赋值语句的图标按钮,并拖放到, ,,,,,语句图形的上方矩形中的编辑区域内,则代表赋值语句的矩形就出现在该编辑区域,见图,, ,,,步骤,,双击代表赋值语句的矩形,弹出赋值语句的属性编辑框,如图,, ,,所示,用户可利用该编辑框定制赋值语句的对应代码,

　　步骤,,重复步骤, ‘和步骤,。用户可以为,,,,,,语句又添加一条赋值语句,茹图,, ,,所示,用户可以用有向箭头将,,,,,,语句上半部分矩形内部的两条赋值语句前后相连,确定两条语句的执行顺序,其中与箭头尾端相连的语句先执行。

　　步骤,,重复步骤,和步骤,, 向,,,,,,语句下半部分矩形内部添加一条赋值语句,并且利

　　用属性编辑框定制该赋值语句的代码,从而最终形成,,,,,,语句的图形代码,见图,, ,,,,

　　本章仪介绍系统的总体构架,各个模块的设计方案和相关开发技术,而具体的实现则留待相应章节介绍,本章还将介绍开发平台的任务分配和论文曲具体安排,

　　推出游戏机器人开发平台,以下简称开发平台,的主要目标是降低游戏机器人的开发门槛,便于青少年等编程初学者以直观的图形方式来开发游戏机器人程序,从而初步训练用户的编程能力和培养逻辑思维能力,其中,用户负责编写游戏机器人程序中的控制策略部分,无须考虑游戏机器人程序的细节部分,

　　本小节从开发平台魄角度进行分析,开发平台处理游戏机器人程序开发的工作流程。如图,, ,所示,开发平台需要读入平台开发人员设计的游戏机器人的框架和用户实现的游戏机器人的控制簧略部分的代码。所谓游戏机器人的框架,是指游戏机器人程序被剥离控制策略部分后所形成的程序框架,用户利用程序框架对外提供的回调方法来向游戏机器人程序添加控制策略。开发平台将游戏机器人框架与控制策略代码组合。形成完整的游戏机器人程序,下一步,开发平台编译游戏机器人程序,生成可以执行的游戏机器人,最后,开发平台启动游戏机器人进行游戏操作,

　　从用户及开发平台角度分析。我们可以对游戏机器人开发平台所需提供的功能有总体上的认识, 由于本系统主要面向青少年等编程初学者。这对系统提供的编程方式、辅助性支持

　　由于开发平台面向青少年等缺乏程序设计知识和技巧的编程入门者, 因此为有效降低编程难度。平台系统提供的编程工具需要支持可视化程序设计方式,允许用户使用平台专用可视化程序设计语言。 以直观形象和简洁高效的图形方式开发游戏机器人代码。 同时,编程工具需要为提供用户辅助开发功能, 比如代码转换,提示可用应用程序接口。在线帮助等等,此外,编程工具可以提示错误代码的位置。

　　为适应图形化程序设计方式,平台系统的编译器不但需要完成编译代码的任务,而且必须实现编译错误的提示与定位功能,将代码错误直观地反馈到图形编辑环境,便于游戏机器人设计者发现程序设计中的各种错误。并且,为了达到对游戏机器人代码进行编译的目的,首先要生成程序源代码,源代码是从程序设计框架和图形化编程工具得到的,此外,绽泽器需要收集游戏机器人和游戏的交互信息, 以便给用户提示游戏机器人程序中的可能错误,

　　对于挂接于开发平台的各种游戏,平台设计人员都构建出相应的游戏机器人框架。对于不同的游戏机器人框架,开发平台需要以一种简洁统一的方式来描述游戏机器人框架的接口,从而对开发平台屏蔽游戏的差异性,使游戏机器人的开发不受到游戏变化所造成的影响。

　　基于平台功能的内部划分,我们规划了开发平台的总体设计方案。为使系统具有高度的可扩展性和灵活性, 以及允许项耳组成员以并行方式进行编码工作,我们采用模块化设计方

　　如图,, ,所示,总体设计方案确定游戏机器入开发平台由三个独立的功能模块所构成。包括接口部分、 图形编程部分和编译部分。三个功能模块之间互相协作,从而完整地实现开发平台的各项功能,显然。总体设计方案鲜明地反映了我们对开发平台的功能划分,

　　接口部分负责以统一简洁的方式向开发平台提供关于游戏及游戏机器人的信息,从而屏蔽不同游戏的差异性。接口部分提供的信息包括游戏向用户提供的可用应用程序接口,用户需要编码实现的各个方法,游戏机器人框架以及其它所需信息。

　　如图,, ,所示。接口部分内部包括游戏机器人框架和游戏接口描述文件等两个静态文本文件,其中,游戏机器人框架是,,,,格式的文件,游戏接口描述文件是,,,格式的文件,

　　游戏机器入框架负责提供一个游戏机器人的开发框架。该开发框架已经实现游戏机器人与游戏进行交互、启动和终止游戏机器人以及其它方面的运行机制。但是该框架内部负责提供蝣戏机器人控制逻辑的方法被设置为回调方法, 由用户负责编码实现这些控制逻辑方法。具体设计见本论文,, ,节,

　　游戏接口描述文件负责描述开发平台所需的各项信息,主要包括游戏机器人框架中需要用户编写实现的各个控制逻辑方法,用户编写代码过程中可用的应用程序接口和辅助功能性函数等各方面所需信息。需要指出,平台设计人员需要预先定义游戏接口描述文件表达上述信息鼹统一规则,从而确保对开发平台屏蔽游戏的差异性,便于开发平台支持不同游戏的游戏机器人程序的开发,