專利名稱：計算機游戲中用于劃分游戲空間及分析的芙諾以圖的使用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般地涉及計算機游戲，特別涉及在計算機游戲中分析游戲情形并以圖形形式顯示分析結果。
背景技術：
典型的競賽類計算機游戲包括人對手和計算機對手。這種競賽類計算機游戲包括國際象棋、汽車賽車、科幻游戲和體育游戲。對于能保持人對手的興趣的游戲，它應該是人對手不是每次都取勝的足夠好的對手。因此，即使是在幾乎最簡單的競賽類計算機游戲中，也需要進行要素分析。對當前的游戲情形做這種分析，并且計算機游戲可以利用這種分析來確定計算機對手的下一行動。
例如，在游戲是國際象棋的情況下，對計算機游戲編程以分析游戲情形，即在棋盤上的象棋子的當前位置以及還可能有人對手走棋的歷史記錄，然后響應該游戲情形做出走什么棋子的決定。國際象棋的規(guī)則限制這種分析和響應，并且計算機僅需要決定對于每一步走棋，十六個或更少的棋子中的哪一個移動到限制在棋盤上的僅有的64個不同的位置中的多個空間中的一個。所以，確定所有的可能的走棋是一個簡單的問題。當然，在國際象棋中計算機對手是很難編程的，但那是因為走棋必須預見其后的許多走棋。
對于賽車游戲，計算機操縱的賽車或對象僅需要沿著賽道快速地運動。對于科幻游戲，可能的動作可以是任意的。體育游戲和以現(xiàn)實的方式模仿真實世界行為的其他競賽類游戲在某種程度上更困難，因為場地不再是一組較少的離散位置，并且游戲必須像人對手在對應的現(xiàn)實世界中期盼的行為那樣進行。
作為一個例子，足球游戲包括幾個選手和一自由運動在連續(xù)的二維空間內(nèi)的任何地方的足球(如果考慮選手跳躍和足球高度可能是三維空間)。足球策略包括許多因素，例如設法確定選手的位置以致選手能夠在沒有對方隊員阻擋的情況下向隊友傳球。為了使在人對手和計算機對手間進行的計算機化足球游戲令人感興趣，計算機對手必須向人對手呈現(xiàn)出挑戰(zhàn)，所以，計算機游戲必須對游戲情形進行深入分析，并確定如何移動和操縱計算機對手隊員以呈現(xiàn)挑戰(zhàn)。優(yōu)選地，計算機分析足夠地高效，以至在提供有限量的計算能力給計算機游戲的情況下，該游戲能分析游戲情形并實時形成適當?shù)捻憫?br>
發(fā)明內(nèi)容
在計算機游戲中，本發(fā)明的一個實施例使用多個游戲要素的狀態(tài)、通過確定所述多個游戲要素的每一個的狀態(tài)來分析游戲情形，把游戲要素的至少一些用作芙諾以位置(Voronoi site)在所述游戲要素間產(chǎn)生芙諾以圖的描述，并且運用該芙諾以圖執(zhí)行游戲情形的分析。該分析是可以作為戰(zhàn)術分析的基礎以確定計算機控制的實體的運動的空間分析。在一特定的實施例中，游戲空間是二維的足球場并且游戲要素是有關聯(lián)的球隊的選手。游戲空間可以是三維游戲空間。游戲空間可以代表除足球場以外的棒球場、籃球場或其他游戲空間。
游戲要素的狀態(tài)可以包括游戲要素的動量、速率、行進的方向、速度和/或球隊的協(xié)作。對于足球場的分析可以包括確定在計算機控制的球隊的選手之間的傳球路線。對于足球游戲分析，可以產(chǎn)生多重的芙諾以圖，例如用于沒有守門員的每一球隊的選手的芙諾以圖，用于有守門員的每一球隊的選手的芙諾以圖和用于有和沒有守門員的兩隊的選手的組合的芙諾以圖，并使用多重的芙諾以圖進行分析。
由以下詳細描述和優(yōu)選實施例，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將顯而易見。


圖1為覆蓋了芙諾以(Voronoi)圖的足球場一部分的圖示，用于根據(jù)本發(fā)明各方面進行的分析。
圖2為在其中可以執(zhí)行本發(fā)明的計算機游戲硬件系統(tǒng)方框圖。
圖3圖示了用于游戲狀態(tài)的數(shù)據(jù)結構的例子。
圖4圖示了確定選手下一動作的過程。
圖5圖示了用于分析的各種芙諾以圖；圖5(a)圖示了沒有守門員的第一隊的芙諾以圖；圖5(b)圖示了有守門員的該第一隊的芙諾以圖；圖5(c)圖示了沒有守門員的第二隊的芙諾以圖；圖5(d)圖示了有守門員的該第二隊的芙諾以圖；圖5(e)圖示了兩隊都沒有守門員的芙諾以圖；以及圖5(f)圖示了兩隊都有守門員的芙諾以圖。
圖6(a)為被芙諾以圖劃分的場地的透視圖，用于確定觸到越位線的跑動。
圖6(b)為被芙諾以圖劃分的場地的透視圖，用于確定傳球區(qū)域。
圖6(c)為兩隊的德勞內(nèi)(Delaunay)三角剖分圖，用于標記分析。
圖6(d)為根據(jù)場地顯示透視圖的兩隊的另一德勞內(nèi)(Delaunay)三角剖分圖。
具體實施例方式
參照附圖在此描述本發(fā)明的實施例。在用附圖標記調出圖形要素的情況下，應該理解相似的附圖標記指相似的要素，并且可以或不必是要素的同一實例。
在整個說明書中參照芙諾以(Voronoi)圖。在空間中給出一組被指定為“芙諾以位置(Voronoi sites)”的點，該空間能被劃分成區(qū)域(“芙諾以單元”)的集合，以致每一芙諾以位置有一關聯(lián)的芙諾以單元，并且在關聯(lián)的芙諾以單元內(nèi)的每一點比其它任何位置更靠近該單元的位置。如在此所使用的，“芙諾以分割”是用于指將空間分割為芙諾以單元的過程的術語，并且芙諾以圖是這些芙諾以單元的指示。
應該理解有許多種描述表示芙諾以圖的相同信息的方法。在空間不受曲線限制的情況下，可通過有限數(shù)量的單元最高點的位置來描述每一單元。因此芙諾以圖的描述的產(chǎn)生不應被認為局限于產(chǎn)生這樣的圖的顯示，而是可以包含產(chǎn)生關于單元界限的信息的任一方式。
芙諾以圖的一些定義被定義為平面的劃分，但是應該理解，在此該定義不是如此受限的，在此描述的方法和裝置可以被用于劃分三維的(或N維的)空間，該空間可以是凸起的、凹入的、無限的、彎曲的、多邊形的或這些特征的一些組合。芙諾以位置可以是點，或它們可以是多邊形的或其他空間對象。
芙諾以圖在數(shù)學領域中是很著名的，并且許多計算方法用于從一組位置產(chǎn)生芙諾以圖，所以其定義以及用于產(chǎn)生芙諾以圖的傳統(tǒng)方法和裝置的細節(jié)在此不需介紹?？墒褂脗鹘y(tǒng)的方法，但是在一些情形中，需要更高的性能，在這些情形中用于執(zhí)行這里描述的芙諾以分割的某些或全部的計算變化可以被使用。
圖1為一足球場地的描繪的一部分透視圖，一芙諾以圖覆蓋其上。這里，芙諾以空間是一足球場(在二維空間中)，并且芙諾以位置與其中一隊的選手(包括那支隊的守門員)的位置相一致。示出圖1，以說明對用于產(chǎn)生這些圖并把這些圖用于計算機游戲中的分析的裝置和方法的以下描述。參照圖1，圖示了帶有較暗隊顏色的兩個選手和較亮隊顏色的三個選手。較暗隊選手之一是當前持球者10，而另一個是潛在的傳球接球者11。線12是足球場的線，其被包括在此以顯示相對的場地位置并表示足球場。圖中的其他線表示芙諾以單元間的劃分并且表示芙諾以圖。
如在此所說明的，使用芙諾以圖、邊緣或最高點的一個分析是對在沒有對手能攔截傳球的情況下如何傳球的分析。作為一個例子，足球的目標可以是沿著劃分選手11的芙諾以單元16的線段14。因為芙諾以分割，可以知道線段14上的所有的點比起任一其他選手來更靠近選手11，并且不必檢驗或取樣許多候補點就可獲得這樣的認識。
圖2所示框圖顯示了在其中可以執(zhí)行本發(fā)明的簡單的計算機游戲硬件系統(tǒng)100。所示的系統(tǒng)100包括控制臺102，該控制臺102耦合到顯示器104和用于與游戲用戶交互的輸入/輸出(I/O)裝置106。所示的控制臺102包括處理器110、程序代碼存儲器112、臨時數(shù)據(jù)存儲器114和圖形處理器116。
程序代碼存儲器112可以是ROM(只讀存儲器)、RAM(隨機存取存儲器)、硬盤、其他磁性存儲器、光存儲器、其他存儲器或這些存儲器的組合或變化。在常見的布置中，部分程序代碼存儲在可編程的ROM(ROM、PROM、EPROM、EEPROM等)中，并且部分程序代碼存儲在可移動介質例如CD-ROM 120(如圖示)中，或者可以被存儲在盒式磁帶、存儲器芯片等中，或者通過網(wǎng)絡或其他需要的電子通道獲得。
臨時數(shù)據(jù)存儲器114可用于存儲變量和其他游戲及所需的處理器數(shù)據(jù)。典型地，臨時數(shù)據(jù)存儲器114為RAM并容納在玩游戲期間產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，例如每一選手的狀態(tài)(位置、方向等)和例如芙諾以分割結果這樣的用于分析而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。
圖3說明了在玩游戲時可以存儲在臨時數(shù)據(jù)存儲器114中的游戲狀態(tài)的數(shù)據(jù)結構的實例。如圖示，游戲狀態(tài)結構被分為第一隊結構和第二隊結構，并且每一隊結構被分為選手結構。顯示出每一選手結構都具有與一個選手關聯(lián)的數(shù)據(jù)。在圖中所示的例子中，隊“A”的第一選手結構帶有表示該選手的號碼(23)、選手位置(FB-后衛(wèi))、場上位置(0.497，0.386)等的選手數(shù)據(jù)。如圖示，游戲結構也包括用于足球位置、球速、當前得分、游戲時間等的結構。
應該理解圖2-3示出了可以使用在發(fā)明的方法和裝置的計算機游戲系統(tǒng)的實例并且本發(fā)明不局限于該實例。因此，本發(fā)明可以與不同于圖2中所示的硬件布置和不同于圖3中所示的數(shù)據(jù)結構一起使用。
圖4說明了確定選手(通常是計算機控制的隊的選手)下一動作的過程。典型地，該過程是由游戲序列中的更高級別操作啟動的，并且圖中所示的過程結果被該更高級別的操作所使用。例如，該更高級別的操作可以是一運行該游戲和與用戶交互的主程序，圖4所示的過程是當主程序需要作出動作時被調用的子程序。應該理解通過戰(zhàn)術分析過程確定的“下一動作”可以是一離散的動作，就如在國際象棋和其他游戲中常見的那樣，或者它可以是一不太離散地定義的動作，例如游戲要素一般向游戲空間位置的移動或推動。該分析可以只單獨用于確定下一動作，或者用于確定下一序列動作或策略。
圖示的方法從游戲狀態(tài)的估計(步驟1)開始。這可以包括確定每一相關的選手在哪，他們的動量，足球的位置，游戲時間等。一旦游戲狀態(tài)被評定，場地就被分為芙諾以單元(步驟2)。如在此所說明的，這些單元可以被定義為距離位于選手位置處的它們各自位置最近的點的集合。然而，在一些實施例中，度量(metric)并不總是統(tǒng)一的，直線距離度量可能是距離和/或其他變量的加權的和/或非線性的度量。
游戲狀態(tài)典型地是瞬時狀態(tài)，例如，它隨時間改變。所以，作為結果的芙諾以分割也可以隨時間改變。當然，游戲狀態(tài)可能不同于即時快照，它可以考慮最近的游戲事件和當前時刻的狀態(tài)。要保持最新的芙諾以分割的重算的頻率可以按需要考慮玩游戲的等級(越復雜的過程可能需要更快的更新)和處理能力(較慢的機器可能用較慢頻率的更新進行)而變化。在一些具體實現(xiàn)中，重算的速率同游戲窗口更新速率相同步。
一旦場地被劃分，作為結果的芙諾以圖就用于分析可能的動作(步驟S3)。動作包括將選手移動到哪里，將足球移動到哪里，何時何地進行傳球等。該圖也可以用于確定多個選手動作，例如在傳球者傳球給接球者之前如何移動傳球者和接球者，或何時及如何移動守門員以阻止射門。應該理解不需要實際地產(chǎn)生實際的芙諾以圖，并且戰(zhàn)術引擎或其他執(zhí)行分析的計算機元件僅需要有該芙諾以圖的結果的描述，例如芙諾以最高點、邊緣和/或類似的結果的描述的指示。在動作包括頭球、橫傳球、角球等的情況下，可以考慮第三維(高度)。
一旦在步驟S3確定了可能的動作，則可以考慮其他的因素(步驟S4)，例如考慮規(guī)則強加的約束，例如越位和界外規(guī)則。例如，如果分析確定潛在的接球者事實上在界外或越位，該分析可能被調整以便不傳球給此人。一旦考慮了其他的因素，戰(zhàn)術引擎就決定要采取的動作(步驟S5)。
執(zhí)行芙諾以分割的步驟(步驟S2)可以是產(chǎn)生一個芙諾以圖(或芙諾以圖的描述)的步驟，但是它也可以是產(chǎn)生多個芙諾以圖的步驟，每一個對應于一不同組的位置。具體而言，一個芙諾以圖使用足球場地上的足球選手的位置(position)作為這些位置(site)，在步驟S3中的分析將步驟S2(劃分)的結果同足球游戲的其他幾何特性相結合，以便為計算機和人控制的選手計算戰(zhàn)術選項。其他幾何特性的例子包括客觀特性，例如越位線的當前位置，半場線或罰球區(qū)(用于定義守門員在哪里可以使用他的或她的手以及在哪里防守犯規(guī)導致罰球)。幾何特性也可能包括賦予給游戲空間的區(qū)域的主觀特性，例如定義“側翼”，其或者被定義有明確邊界的區(qū)域，或者被定義為具有從側翼內(nèi)到側翼外的過渡的區(qū)域。其他的主觀特性可以包括“射門區(qū)”。除了客觀和主觀特性外，該分析也可以包括導出特性，例如預料的選手頭球。
組合對于計算多種戰(zhàn)術信息是有用的，例如確定在場上進攻的和防守的隊員應該將他們自己定位在哪里，確定選手應該在何地做進攻跑動，確定選手應該何時何地運球，確定選手應該何時何地傳球，確定戰(zhàn)術模式匹配，確定防守標記邏輯，確定沖撞避免/察覺和/或確定戰(zhàn)術的屏幕上指示符。以下將進一步描述怎樣確定戰(zhàn)術信息的細節(jié)，例如將選手至于何處。
在一特定的實施例中，戰(zhàn)術分析使用六種不同的芙諾以圖，如圖5所示。其中兩隊被標為“A隊”(通過填充的正方形顯示)和“B隊”(通過開圓顯示)，該六圖(及以下使用的簡寫形式)為圖5(a)-沒有守門員的A隊(VD-A)圖5(b)-有守門員的A隊(VD-Ag)圖5(c)-沒有守門員的B隊(VD-B)圖5(d)-有守門員的B隊(VD-Bg)圖5(e)-都沒有守門員的兩隊(VD-AB)圖5(f)-都有守門員的兩隊(VD-ABg)可使用增量算法來計算這些圖，例如Fortune，S.J.描述的增量算法，“A Sweepline Algorithm for Voronoi Diagrams(用于芙諾以圖的掃描線算法)”，Algorithmica，2153-174(1987)。在用于足球游戲的修改中，標準的增量算法用于第一次傳球，然后貫穿游戲的剩余部分，用于初始化增量算法的最初的推測基于先前的芙諾以圖。這對于在類似于足球游戲的其他應用中也是有用的，其中每當計算該圖時，期望這些位置僅移動很小量。
此外，計算這些圖的工作可被分成三個框架，在第一個框架中計算主隊的圖，在第二個框架中計算客隊的圖，在第三個框架中基于前面的兩個計算來計算兩隊的圖，以提高效率。選手的當前位置可被用作芙諾以分割的位置，但是也可以代替使用預測的選手未來位置，其中該預測是基于選手的當前位置和當前動量(或速率、速度等)。在一實例中，僅用選手的位置將不能說明對于選手而言，較之在他身后的點他更容易到達在他身前的點這一事實。通過在運動方向上并與選手的速度成比例使選手的位置向前偏移一點，使用標準線性度量而非使用考慮了動量和轉向的度量，圖的更接近的近似是可能的。而且，后者過于昂貴而難以計算。
空間和戰(zhàn)術分析現(xiàn)在將描述可被用作使用芙諾以分割結果(即，使用芙諾以圖或芙諾以圖的描述)的戰(zhàn)術分析的基礎的空間分析的幾個例子。在這些例子中，場地是一足球場并且兩隊為A隊和B隊。取決于實現(xiàn)，任一支隊可以是計算機控制的隊同時另一支隊是人用戶控制的隊。作為選擇，兩支隊都可以是人用戶控制的隊或兩支隊都可以是計算機控制的隊。典型的計算機游戲可以包括能夠為計算機控制的隊和/或人用戶控制的隊產(chǎn)生策略決定的戰(zhàn)術引擎。在后一種情況中，決定可以是學習模式或幫助模式的一部分，并且可以在人用戶想在沒有幫助的情況下做所有的策略決定的競爭模式中被關閉。
選手定位是可以在游戲中被執(zhí)行的一種分析。選手定位分析可用于確定如何移動或重新定位選手的位置。例如，可以檢查不同的芙諾以圖以識別離足球最近的選手以及作為該選手“最近的鄰居”的隊友和/或對手。根據(jù)從選手O到鄰居的畫線，能確定傳球路線，然后可以使用另一芙諾以圖計算哪些隊友離這些傳球路線最近?；谶@些信息，隊友為了傳球移向這些線而定位自己。通過對手采取的隊信息，例如4-4-2或3-5-2信息，可以通知選手定位和其他策略。
利用VD-AB(或有時是VD-ABg)計算進攻跑動。通過圖6(a)說明此例。如果進攻隊(A隊)的任一選手具有在比越位線更靠近B隊的球網(wǎng)的VD-AB上的芙諾以最高點，那么這個選手通過跑到那個最高點(圖中的最高點602)做一進攻。當選手意識到他/她能在此場地的其他任何人之前到達那塊空間時，這模擬了該選手的行為。由于該點超過了越位線(圖中的線604)，跑動可能導致過早起跑(breakaway)。應該考慮使用最適當?shù)能街Z以圖，根據(jù)說明書這一點應該是顯而易見的。例如，如果VD-AB用于守門員可能出現(xiàn)的場地區(qū)域中的進攻跑動，足球可能傳給或靠近對方守門員，反之如果使用VD-ABg，則會考慮守門員的位置。
除了確定進攻跑動外，上述的進攻跑動過程可被防守隊員使用，以識別在他們防守位置的漏洞并相應地調整。
運球時避免沖撞是另一種戰(zhàn)術分析。利用這種分析，要使帶球運隊員在場上運球到目標點，該選手應該從距目標點最近的VD-AB向芙諾以最高點運球。作為結果的行為使選手快速到達該點，其間避開隊友和對手，以一種看起來很像足球選手的方式移動，適當?shù)臅r候包括假動作和突然的方向變化。
傳球決定可以使用VD-ABg以確定在哪里傳球給隊友最好。分析的目的是將球傳到在VD-ABg內(nèi)的當前持球者(稱為“BH選手”)的芙諾以單元內(nèi)的一點。這通過圖6(b)說明，其中傳球者612考慮傳球給隊友613。如圖示，有兩個選手可以是適合的接球者?？墒褂闷渌麍D，例如VD-AB，但是如果不考慮守門員，足球可能這樣被傳遞以致對方守門員能先到達足球，通常這是不希望的。
可以使用幾項技術確定足球將傳遞到的目標點。在一項技術中，計算機將BH的面向向量和接球者的芙諾以單元相交，以便沿著那條相交(intersection)線獲得一系列可能的接收點。這些點是沿著圖6(b)中的相交線段614的點，其中相交線段614(a)是接球者613(a)將接到傳球并能在任一其他選手之前到達的那組點，相交線段614(b)是接球者613(b)將接到傳球并能在任一其他選手之前到達的那組點。來自傳球者的相交線段的方向可以是接球者的移動向量的方向，或者是由計算機或用戶選擇的另一方向。另外，該分析可以尋找最能引導接球者的接球者芙諾以單元內(nèi)的點，同時依然確保該接球者首先到達球?？紤]相交線段，可以這樣確定推薦的踢球力量，以致球以優(yōu)選的或最佳的速度、在優(yōu)選的或最佳的時刻到達接球者的芙諾以單元。
芙諾以圖的布局，例如VD-B，能用于戰(zhàn)術模式匹配。取決于要識別什么樣的模式，其他芙諾以圖可以被保存并用于匹配特征。當在足球游戲中識別了形勢時，芙諾以圖的布局可以被保存。這包括邊緣角、邊緣長度、芙諾以鄰居和芙諾以單元面積。當在隨后的游戲中識別出相同的布局時，可以根據(jù)先前確定的適合于該特定情形的行為采取行動。因此，不同的游戲狀態(tài)可以被類推到相似的游戲情形中，以致相對少的先前確定的行為能被儲存并響應相對較大數(shù)量的游戲狀態(tài)而被使用。
對于“防守標記邏輯”，在指定的選手的VD-AB中的芙諾以鄰居用于確定該選手要標記的潛在對手?！皹擞洝笔欠朗剡x手決定要盯住哪個進攻隊員的過程。這是非常有效的，因為它減少了在標記算法中需要考慮的選手的數(shù)量。作為選擇，可以使用Delaunay(德洛內(nèi))三角剖分圖。德洛內(nèi)三角剖分圖是芙諾以圖的“雙重”(dual)，并且包含在共享邊緣的單元內(nèi)的芙諾以位置對之間所畫的線段。在圖6(c)中示出了德洛內(nèi)三角剖分圖一部分的例子。其中，隊友間的線被除去(僅剩下配對共享芙諾以單元邊緣的對手的線)。這些線表示用于標記的適合的候選者。應該理解，在某些分析中德洛內(nèi)三角剖分圖可以是芙諾以圖的合適替代者。圖6(d)為其上覆蓋了德洛內(nèi)三角剖分圖的足球場表示的透視圖。
除了基本的六幅圖外，在分析中能使用其他的芙諾以圖。例如，可以執(zhí)行這樣的分析，其中受傷選手(可能受傷，但是沒有離開場地)可以從圖上被排除，從而他們不被考慮。在其他圖中，來自一隊的選手可能被加到他們的對手隊，以獲得稍有不同的芙諾以圖。在又一個圖中，持球者移動到對方隊的芙諾以圖中。應該理解，在一般情況中，可以容易的利用來自一隊或兩隊的任意一組選手創(chuàng)建芙諾以圖用于分析。雖然比賽裁判在正常情況下不應該考慮，但也可以在適當?shù)牡胤桨ㄋ麄儭?br> 可在屏幕上呈現(xiàn)一個或更多的芙諾以圖。在呈現(xiàn)CD-AB或VD-Abg的情況下，每一隊的單元可以被標以不同的顏色。這將使人用戶察覺他或她的隊的空間擁有并給出戰(zhàn)術的有利條件。其變化可能是僅在屏幕的邊緣呈現(xiàn)芙諾以圖。這將使用戶得到關于屏幕外的選手位于何處以及屏幕外的選手獲得的可能成功的概念。
通過回顧該公開，芙諾以圖的其他用途將是顯而易見的。例如，無論何時戰(zhàn)術引擎需要確定誰擁有場上的點以及哪個選手靠近其他選手，都可以使用用于足球游戲的一個或多個芙諾以圖。點的所有權用于傳球和標記用途，因為它指出誰能首先到達該點。“標記”指的是防守選手決定在哪里或盯住什么對手。還有，其他用途包括估計“傳切戰(zhàn)術(give and go)”傳球、跑動、新的傳球模式和“通過空擋傳球邏輯”。利用芙諾以圖的幾何學，可以立刻分配場地的所有點，使得與必須分別測試每一感興趣的點相比，對要做什么的戰(zhàn)術評定更容易、更徹底。
在芙諾以空間是棒球場地的情況下，相應的戰(zhàn)術引擎可能需要確定誰將試圖抓住飛行的球等。以上所述的技術也可用于實時的策略游戲，其中可以用相似的技術執(zhí)行戰(zhàn)斗分析和戰(zhàn)術規(guī)劃。仿真游戲，資源(學校、消防隊等)的最佳布置的規(guī)劃可以使用包括此處描述的一些技術的空間分析。在一些游戲中，例如實時的策略游戲，可以僅通過游戲中的選手或角色定義芙諾以單元，但是一些圖也可包括其他對象，例如建筑物、布雷區(qū)和能被歸納為用于靠近或遠離的對象的其他障礙物。
用于計算機游戲中分析的系統(tǒng)連同其幾個變化一起已被描述。芙諾以分割的使用使游戲策略問題得到快速解決，例如以高效的和一致的方式確定空間的所有權和選手的接近。在該信息被一次性計算并貫穿在實現(xiàn)游戲的程序代碼中被引用的情況下，提高了戰(zhàn)術代碼的效率和易懂性。另外，這些技術使計算機控制的對手具有更逼真的和動態(tài)的行為。在此描述的方法對于設想和實現(xiàn)計算機游戲中的新特征是極其有用的。
現(xiàn)在已參考優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明?？晒┻x擇的方法和替代對于本領域技術人員將顯而易見。僅僅通過距離的方式，上述的芙諾以圖采用分割度量(即，用于分割空間的規(guī)則)是統(tǒng)一的并且是距離度量。然而，本發(fā)明也能應用于其中空間被一函數(shù)而不是正好到芙諾以位置的距離劃分或者其中不同位置的度量是不同的芙諾以分割。
例如，不是由到兩個位置等距離的一組點定義這兩個位置之間的芙諾以邊緣，而是可以通過這樣一組點來定義該邊緣，其中到一個位置的距離的權重要大于到另一位置的距離的權重，或者其中在邊緣的每一點處都相同的函數(shù)不僅僅是到這些位置的線性函數(shù)。這種函數(shù)可用于這樣的游戲環(huán)境中，其中選手被賦予不同的“強度”函數(shù)，并且這些函數(shù)用于執(zhí)行芙諾以分割。因此，可以利用據(jù)此進行的芙諾以分割，賦予隊中的選手以力量、敏捷度和速度屬性。如果實現(xiàn)，這可以是計算機分析執(zhí)行實際的足球選手在一些情形中可能考慮的相同分析的方法，例如如果最近的對手是一般的選手，足球選手在一方向上把球踢到哪里，但是當識別最近的對手是高于一般水平的選手時以不同的角度踢球使球進一步遠離最近的對手。
作為變化的另一個例子，許多游戲可以準許兩個人對手互相對抗，在此情形中計算機可以不必執(zhí)行游戲的任何分析。然而，無論如何游戲能執(zhí)行分析來幫助一個玩家或雙方玩家。作為又一例子，計算機游戲可以是與體育無關的策略游戲，例如仿真游戲。
因此，除了所附權利要求所提供的以外，上述說明不是意圖限制本發(fā)明。
權利要求
1.一種分析計算機游戲的游戲情形的方法，其中所述游戲情形取決于多個游戲要素的狀態(tài)，所述方法包括確定所述多個游戲要素中的每一個的狀態(tài)，其中游戲要素的所述狀態(tài)至少包括所述游戲要素在游戲空間中的位置；利用所述游戲要素中的至少一些作為芙諾以位置來生成所述游戲要素間的芙諾以圖的描述；以及利用所述芙諾以圖執(zhí)行所述游戲情形的分析。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述執(zhí)行分析的步驟是執(zhí)行所述游戲空間和游戲要素的空間分析的步驟。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述執(zhí)行分析的步驟是執(zhí)行所述游戲情形的戰(zhàn)術分析的步驟，并且進一步包括根據(jù)所述戰(zhàn)術分析確定計算機控制的實體的移動的步驟。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中所述計算機控制的實體是所述多個游戲要素中的一個。
5.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中所述計算機控制的實體是由所述多個游戲要素中的多個表示的隊。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述游戲空間是二維空間。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述游戲空間是三維空間。
8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述游戲要素是選手，每個選手和一個隊相關聯(lián)。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述游戲要素是足球選手，并且所述游戲空間代表足球場。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其中所述足球選手包括兩隊的選手，每一隊包括多個非守門員和一個守門員。
11.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述游戲要素是棒球選手，并且所述游戲空間代表棒球場。
12.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述游戲要素是籃球選手，并且所述游戲空間代表籃球場。
13.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中游戲要素的所述狀態(tài)包括所述游戲要素的動量。
14.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中游戲要素的所述狀態(tài)包括所述游戲要素的速率。
15.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中游戲要素的所述狀態(tài)包括所述游戲要素的行進方向。
16.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中游戲要素的所述狀態(tài)包括所述游戲要素的速度。
17.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述游戲要素代表足球選手，并且所述執(zhí)行分析的步驟是執(zhí)行戰(zhàn)術分析以確定如何移動給定了球位置的計算機控制的隊的選手的步驟。
18.根據(jù)權利要求17所述的方法，進一步包括在所述計算機控制的隊的選手之間確定傳球路線的步驟。
19.一種分析計算機化的足球游戲的游戲情形的方法，其中所述游戲情形取決于多個足球選手要素的狀態(tài)，所述方法包括確定所述足球選手要素每一個的狀態(tài)，其中足球選手要素的所述狀態(tài)至少包括所述足球選手要素在游戲空間中的位置，所述游戲空間代表足球場，并且所述足球選手要素每一個都與兩隊中的一支相關聯(lián)，以及與每一隊關聯(lián)的一個足球選手要素被識別為守門員要素，其中所述兩隊為人控制的隊和計算機控制的隊；把來自所述人控制的隊的足球選手要素用作芙諾以位置生成第一芙諾以圖的描述；把來自所述計算機控制的隊的足球選手要素用作芙諾以位置，產(chǎn)生第二芙諾以圖的描述；把所述人控制的隊的足球選手要素和所述計算機控制的隊的足球選手要素用作芙諾以位置，生成第三芙諾以圖的描述；把除了所述人控制的隊的所述守門員要素以外的所述人控制的隊的足球選手要素用作芙諾以位置，生成第四芙諾以圖的描述；把除了所述計算機控制的隊的所述守門員要素以外的所述計算機控制的隊的足球選手要素用作芙諾以位置，生成第五芙諾以圖的描述；把除了每一隊的所述守門員要素以外的所述人控制的隊和所述計算機控制的隊的足球選手要素用作芙諾以位置，生成第六芙諾以圖的描述；以及利用第一、第二、第三、第四、第五或第六芙諾以圖的至少之一執(zhí)行所述游戲情形的空間或戰(zhàn)術分析。
20.根據(jù)權利要求19所述的方法，進一步包括根據(jù)所執(zhí)行的分析確定所述計算機控制的隊的移動的步驟。
21.根據(jù)權利要求19所述的方法，進一步包括根據(jù)所執(zhí)行的分析確定所述人控制的隊的移動的步驟。
22.根據(jù)權利要求19所述的方法，進一步包括根據(jù)所執(zhí)行的分析確定向所述人控制的隊建議的移動的步驟。
23.一種分析計算機游戲的游戲情形的方法，其中所述游戲情形取決于多個游戲要素的狀態(tài)，所述方法包括確定所述多個游戲要素中的每一個的狀態(tài)，其中游戲要素的所述狀態(tài)至少包括所述游戲要素在游戲空間中的位置；把所述游戲要素中至少一些用作芙諾以位置，生成德勞內(nèi)三角剖分圖的描述；以及利用所述德勞內(nèi)三角剖分圖執(zhí)行所述游戲情形的分析。
24.根據(jù)權利要求23所述的方法，其中所述執(zhí)行分析的步驟是執(zhí)行所述游戲空間和游戲要素的空間分析的步驟。
25.根據(jù)權利要求23所述的方法，其中所述執(zhí)行分析的步驟是執(zhí)行所述游戲情形的戰(zhàn)術分析的步驟，并且進一步包括根據(jù)所述戰(zhàn)術分析確定計算機控制的實體的移動的步驟。
26.根據(jù)權利要求23所述的方法，其中所述游戲要素是足球選手，并且所述游戲空間代表足球場。
27.根據(jù)權利要求23所述的方法，其中所述游戲要素代表足球選手，并且所述執(zhí)行分析的步驟是執(zhí)行戰(zhàn)術分析以確定如何移動計算機控制的隊的選手的步驟。
全文摘要
在計算機游戲中，使用多個游戲要素的狀態(tài)、通過確定該多個游戲要素(10)中的每一個的狀態(tài)來分析游戲情形，使用游戲要素(10)中的至少一些作為芙諾以(Voronoi)位置在游戲要素當中產(chǎn)生芙諾以圖的描述，并使用該芙諾以圖(16)執(zhí)行游戲情形的分析。該分析可以是空間分析和/或戰(zhàn)術分析，以根據(jù)該戰(zhàn)術分析確定計算機控制的實體的移動。游戲空間可以代表足球、棒球或籃球的運動空間。游戲要素的狀態(tài)可以包括游戲要素的動量、速率和行進的方向(14)、速度和/或球隊的協(xié)作。對于足球游戲分析，可能產(chǎn)生多重的芙諾以圖并且使用該多重的芙諾以圖進行分析。
文檔編號A63F13/00GK1602220SQ02824780
公開日2005年3月30日 申請日期2002年10月22日 優(yōu)先權日2001年10月26日
發(fā)明者賈森·魯珀特, 杰弗里·哈羅爾 申請人:電子技術公司