8、基于搜索的计算机游戏自动化测试探索

基于搜索的计算机游戏自动化测试探索

1. 游戏介绍

Lab Recruits 是一款用于智能代理实验的 3D 游戏。该游戏允许定义迷宫，即由门连接的一组房间。每个门由一个或多个按钮打开，每个按钮可激活一个或多个门。游戏目标是通过按正确顺序开门找到到达特定房间的路径，人类和人工智能代理都能玩这个游戏。其关卡以 CSV 文件定义，方便研究人员指定不同复杂度的测试。

以 buttonDoors1 关卡为例，它有三个门（door1、door2、door3）和四个按钮（b0、b1、b2、b3）。door1 由 b1、b2 和 b3 激活，door2 和 door3 仅与 b2 相连，b0 未连接，按它无效果。代理 agent1 要到达标星房间，需先按 b1 打开 door1，再按 b2 打开 door3，但 b2 会关闭 door1，所以 agent1 需穿过 door2 按 b3 打开 door1，最后穿过 door1 和 door3 到达标星房间。尽管关卡布局简单，但找到最终房间的路径并不容易，自动化游戏测试也有难度。

2. 游戏建模

计算机游戏是有状态的系统，用基于状态的模型建模很自然。但游戏系统复杂，需进行抽象，且不能失去对系统的控制和可观测性。普通有限状态机（FSM）或标记转换系统在多数情况下繁琐或不足，可使用扩展有限状态机（EFSM），它允许在有限状态模型上叠加变量和赋值。

以 buttonDoors1 为例，用普通 FSM 建模规模大，而 EFSM 模型更简洁易懂。与其他系统不同，游戏建模因“游戏世界”的存在有额外挑战。如 Lab Recruits 在虚拟实验室建筑中进行，“世界”会施加物理约束。触发状态可能需与可交互对象交互，但测