基于Windows CE平台的游戏博弈系统研究与实现

论文摘要

游戏软件产业作为一个新兴的高技术产业,已经成为同影视、音乐等并驾齐驱的全球最重要的娱乐产业之一。游戏软件对高质量的3D动画图形运算和显示具有很高的要求,同时由于游戏的交互性,因此需要有一定的实时性来保证用户的操作在较短的时间能够得到响应。另一方面,一个高质量复杂3D游戏软件往往代码比较庞大。嵌入式系统的各种资源有限,如处理器的能力、存储资源等,面对高质量游戏软件的这些需求特点,对于开发嵌入式游戏软件是一个主要的瓶颈问题。因此本论文主要研究了嵌入式游戏软件开发中关于操作系统的选择和改进、以及针对特定游戏的搜索算法,以达到提供3D图形交互界面基础上,降低对系统资源需求和提高系统响应的速度。本文选用Windows CE操作系统为嵌入式游戏软件的开发平台,该系统具有较好的图形界面支持性能,并且具有一定的实时性、可靠性和移植性,因此弥补了大多数实时操作系统对图形界面支持比较差的不足；同时,本文针对嵌入式游戏软件的特点,采用内存优化分配、内存释放和内存映射文件的方法解决了应用程序地址空间限制的问题。为了降低对系统资源的需求和提高系统的响应速度,论文对计算机博弈系统的搜索算法进行了研究,对ALPHA-BETA搜索、渴望窗口搜索、NEGASCOUT搜索、NEGASCOUT搜索与置换表结合以及NEGASCOUT搜索与置换表、历史启发器结合这几种搜索算法的效率进行测试,结果表明,采用NEGASCOUT搜索与置换表和历史启发器相结合的方法,在一定程度上提高了搜索效率。论文设计了一个博弈系统的基本模型,该模型以五子棋为案例,采用NEGASCOUT搜索与置换表和历史启发器相结合的搜索算法,采用静态估值函数评估局面优劣,并在Windows CE开发平台上实现了人人对弈和人机对弈游戏,进而验证了上述搜索算法的正确性和高效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 课题背景提出
• 1.1.1 游戏产业的国内外情况
• 1.1.2 当前移动游戏开发的主流技术和发展趋势
• 1.1.3 基于WINDOWS CE平台的游戏博弈系统开发
• 1.2 研究内容概述
• 1.3 系统开发环境
• 1.4 论文结构
• 第二章 嵌入式游戏软件的操作系统研究
• 2.1 WINDOWS CE的图形特性和系统架构
• 2.1.1 WINDOWS CE的图形特性
• 2.1.2 WINDOWS CE的系统架构
• 2.2 WINDOWS CE进程地址空间结构分析
• 2.3 解决应用程序地址空间限制的方法研究
• 2.3.1 优化内存分配
• 2.3.2 内存释放策略研究
• 2.3.3 内存映射文件
• 2.4 本章小结
• 第三章 走法产生以及博弈搜索算法研究
• 3.1 基本表示方法
• 3.2 走法产生
• 3.3 博弈搜索算法
• 3.3.1 极大极小值搜索算法
• 3.3.2 负极大值搜索算法
• 3.3.3 ALPHA-BETA搜索算法
• 3.3.4 渴望窗口搜索算法
• 3.3.5 NEGASCOUT搜索算法
• 3.4 本章小结
• 第四章 估值函数以及增强优化对弈
• 4.1 静态估值函数
• 4.2 遗传算法优化估值函数
• 4.3 置换表
• 4.3.1 哈希表
• 4.3.2 应用置换表的其它问题
• 4.3.3 ZOBRIST哈希技术
• 4.4 历史启发器
• 4.5 本章小结
• 第五章 五子棋博弈系统的实现
• 5.1 嵌入式博弈系统实现
• 5.2 人对人游戏实现
• 5.3 人对机游戏实现
• 5.4 各种搜索算法对比和分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间参加的项目