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游戲行為系統(tǒng)設計原理解析:行為樹的基本概念及進階
發(fā)布時間：2024-08-16 16:02:12 瀏覽量：229次
前言
開發(fā)游戲AI的目標之一是要找到一個簡單，可擴展的編輯邏輯的方案，從而加速游戲開發(fā)的迭代速度。在行為系統(tǒng)圖中，行為系統(tǒng)響應游戲中的各種信息，進行決策以挑選接下來將要執(zhí)行的行動并且監(jiān)控該行動的執(zhí)行。
知識模型是對游戲世界中各種信息的抽象。
在行為系統(tǒng)中，有限狀態(tài)機最為經典，有限狀態(tài)機模型的優(yōu)勢之一是簡單。但是有限狀態(tài)機需要用轉換連接狀態(tài)，因此，狀態(tài)失去了模塊性。
什么是行為樹
一個例子
上圖中，3號Sequence節(jié)點有3個子節(jié)點，分別是：
4號Condition節(jié)點
5號Action節(jié)點
6號Wait節(jié)點
而3號節(jié)點的父節(jié)點是2號的Loop節(jié)點。
先補充下各節(jié)點類型的執(zhí)行邏輯：
序列節(jié)點：順序執(zhí)行所有子節(jié)點返回成功，如果某個子節(jié)點失敗返回失敗。
循環(huán)節(jié)點：循環(huán)執(zhí)行子節(jié)點到指定次數后返回成功，如果循環(huán)次數為-1，則無限循環(huán)。
條件節(jié)點：根據條件的比較結果，返回成功或失敗。
動作節(jié)點：根據動作結果返回成功，失敗，或運行。
等待節(jié)點：當指定的時間過去后返回成功。
執(zhí)行說明
如果4號條件節(jié)點的執(zhí)行結果是成功，其父節(jié)點3號節(jié)點則繼續(xù)執(zhí)行5號節(jié)點，如果5號動作節(jié)點返回成功，則執(zhí)行6號等待節(jié)點，如果6號節(jié)點返回成功，則3號節(jié)點全部執(zhí)行完畢且會返回成功，那么2號節(jié)點繼續(xù)下個迭代。
如果4號條件節(jié)點的執(zhí)行結果是失敗，其父節(jié)點3號節(jié)點則返回失敗不再繼續(xù)執(zhí)行子節(jié)點，并且2號節(jié)點繼續(xù)下個迭代。
進階
聰明的讀者可能會問，上面的例子中只講了成功或失敗的情況，但如果動作要持續(xù)一段時間呢？如果5號節(jié)點，Fire需要持續(xù)一段時間呢？
節(jié)點的執(zhí)行結果可以是“成功”，“失敗”，或“運行”。
對于持續(xù)運行一段時間的Fire動作，其執(zhí)行結果持續(xù)返回“運行”，結束的時候返回“成功”。
對于持續(xù)運行一段時間的Wait動作，其執(zhí)行結果持續(xù)返回“運行”，當等待時間到達的時候返回“成功”。
行為樹的內部“知道”該節(jié)點是在持續(xù)“運行”的，從而在后續(xù)的執(zhí)行過程中“直接”繼續(xù)執(zhí)行該節(jié)點，而不需要從頭開始執(zhí)行，直到該運行狀態(tài)的節(jié)點返回“成功”或“失敗”，從而繼續(xù)后續(xù)的節(jié)點。
另一個例子
如上圖，為了清晰說明運行狀態(tài)，來看另一個例子。在這個例子中，Condition，Action1，Action3是3個函數。
0號節(jié)點是個Loop節(jié)點，循環(huán)3次。
1號節(jié)點是個Sequence節(jié)點
2號節(jié)點模擬一個條件，直接返回成功。
3號節(jié)點Action1是一個動作，直接返回成功。
4號節(jié)點Action3同樣是一個動作，返回3次運行，然后返回成功。
行為樹的基本概念：
執(zhí)行每個節(jié)點都會有一個結果（成功，失敗或運行）
子節(jié)點的執(zhí)行結果由其父節(jié)點控制和管理
返回運行結果的節(jié)點被視作處于運行狀態(tài)，處于運行狀態(tài)的節(jié)點將被持續(xù)執(zhí)行一直到其返回結束（成功或失敗）。在其結束前，其父節(jié)點不會把控制轉移到后續(xù)節(jié)點。
其中理解運行狀態(tài)是理解行為樹的關鍵，也是使用好行為樹的關鍵。
其他
上文另一個例子中“demo_running”的例子在安裝包及源碼里都有提供。最好查看源碼，編譯運行，自行嘗試體會。
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