AI框架

1. 幾種AI的設計

AI在游戲中很多，但是為什麼大家總是感覺ai編寫起來十分困難，我後來思考了一番，主要原因是使用的方法不當。之前大家編寫ai主要有幾種方案：

a. 狀態機

我是不知道誰想出來這個做法的，真是無力吐槽。本來對象身上任何數據都是狀態，這種方法又要把一些狀態定義成一種新的節點，對象身上狀態變化會引起節點之間的轉換，執行對應的方法，比如OnEnter OnExit等等。這裡以怪物來舉例，怪物可以分為多種狀態，巡邏，攻擊，追逐，返回。怪物的狀態變化有:

巡邏->追逐 巡邏狀態發現遠處有敵人變追逐狀態
巡邏->攻擊 巡邏發現可以攻擊敵人變攻擊狀態
攻擊->追逐 攻擊狀態發現敵人有段距離於是去追逐
攻擊->返回 攻擊狀態發現距離敵人過遠變返回狀態
追逐->返回 追逐狀態發現距離敵人過遠變返回狀態

太多狀態轉換了，這裡有沒有漏掉我已經難以發現了。一旦節點更多，任何兩個節點都可能需要連接，將成為超級複雜的網狀結構，複雜度是N的平方級，維護起來十分困難。為瞭解決網狀結構變複雜的問題於是又升級為分層狀態機等等。當然各種打補丁的方法還是沒能解決本質的問題。用不好狀態機不是你們的問題，是狀態機的問題。

b. 行為樹

可能大家都覺得狀態機解決複雜ai實在太困難了，於是有人想出了行為樹來做ai。行為樹的ai是響應式ai，這棵樹從上往下（或者從左往右執行，這裡以從上往下舉例）實際上是把action節點排了個優先順序，上面的action最先判斷是否滿足條件，滿足則執行。這裡就不詳細講了。行為樹的複雜度是N，比狀態機大大簡化了，但是仍然存在不少缺陷，ai太複雜的時候，樹會變得非常大，而且難以重構。比如我們自己項目，要做一個跟人差不多的機器人ai，自動做任務，打怪，玩游戲中的系統，跟人聊天，甚至攻擊別人。想象一下，這顆樹將變得多複雜！行為樹的另外一個缺陷是某些action節點是個持久的過程，也就是說是個協程，行為樹管理起協程起來不太好處理，比如上面的例子，需要移動到目標身邊，這個移動究竟是做成協程呢，還是每幀move呢？這是個難題，怎麼做都不舒服。

2. 我的做法

ai是什麼呢？很簡單啊，ai就是不停的根據當前的狀態，執行相應的行為。記住這兩句話，很重要，這就是ai的本質！這兩句話分成兩部分，一是狀態判斷，二是執行行為。狀態判斷好理解，行為是啥？以上面狀態機的怪物舉例子，怪物的行為就是 巡邏，攻擊敵人，返回巡邏點。比如：

巡邏 （當怪物在巡邏範圍內，周圍沒有敵人，選擇下一個巡邏點，移動）
攻擊敵人 （當怪物發現警戒範圍內有敵人，如果攻擊距離夠就攻擊，不夠就移動過去攻擊）
返回 （當怪物發現離出生點超過一定距離，加上無敵buff，往出生點移動,到了出生點，刪除無敵buff）

跟狀態機不一樣的是，這3個狀態的變化完全不關心上一個狀態是啥，只關心當前的條件是否滿足，滿足就執行行為。行為可能能瞬間執行，也可能是一段持續的過程，比如巡邏，選下一個巡邏點移動過去，走到了再選一個點，不停的迴圈。比如攻擊敵人，可能需要移動到目標去攻擊。

怎麼設計這個ai框架呢？到這裡就十分簡單了，抽象出ai節點，每個節點包含條件判斷，跟執行行為。行為方法應該是一個協程

public class AINode
{
    public virtual bool Check(Unit unit) // 檢測條件是否滿足
    {        
    }

    public virtual ETTask Run(Unit unit)
    {        
    }
}

進一步思考，假如怪物在巡邏過程中，發現敵人，那麼怪物應該要打斷當前的巡邏，轉而去執行攻擊敵人的行為。因此我們行為應該需要支持被打斷，也就是說行為協程應該支持取消，這點特別需要註意，行為Run方法中任何協程都要支持取消操作！

public class AINode
{
    public virtual bool Check(Unit unit)
    {        
    }

    public virtual ETVoid Run(Unit unit, ETCancelToken cancelToken)
    {
    }
}

實現三個ai節點 XunLuoNode(巡邏) GongjiNode(攻擊) FanHuiNode(返回)

public class XunLuoNode: AINode
{
    public virtual bool Check(Unit unit)
    {
        if (不在巡邏範圍)
        {
            return false;
        }
        if (周圍有敵人)
        {
            return false;
        }
        return true;
    }

    public virtual ETVoid Run(Unit unit, ETCancelToken cancelToken)
    {
        while (true)
        {
            Vector3 nextPoint = FindNextPoint();
            bool ret = await MoveToAsync(nextPoint, cancelToken); // 移動到目標點, 返回false表示協程取消
            if (!ret)
            {
                return;
            }
            // 停留兩秒, 註意這裡要能取消，任何協程都要能取消
            bool ret = await TimeComponent.Instance.Wait(2000, cancelToken);
            if (!ret)
            {
                return;
            }
        }
    }
}

同理可以實現另外兩個節點。光設計出節點還不行，還需要把各個節點串起來，這樣ai才能轉動

AINode[] aiNodes = {xunLuoNode, gongjiNode, fanHuiNode};
AINode current;
ETCancelToken cancelToken;
while(true)
{
    // 每秒中需要重新判斷是否滿足新的行為了，這個時間可以自己定
    await TimeComponent.Instance.Wait(1000);

    AINode next;
    foreach(var node in aiNodes)
    {
        if (node.Check())
        {
            next = node;
            break;
        }
    }

    if (next == null)
    {
        continue;
    }

    // 如果下一個節點跟當前執行的節點一樣，那麼就不執行
    if (next == current)
    {
        continue;
    }

    // 停止當前協程
    cancelToken.Cancel();

    // 執行下一個協程
    cancelToken = new ETCancelToken();
    next.Run(unit, cancelToken).Coroutine();
}

這段代碼十分簡單，意思就是每秒鐘遍歷節點，直到找到一個滿足條件的節點就執行，等下一秒再判斷，執行下一個節點之前，先打斷當前執行的協程。 幾個使用誤區:

1. 行為中如果有協程必須能夠取消，並且傳入cancelToken，否則會出大事，因為怪物一旦滿足執行下個節點，需要取消當前協程。
2. 跟行為樹與狀態機不同，節點的作用只是一塊邏輯，節點並不需要共用。共用的是協程方法，比如MoveToAsync，怪物巡邏節點可以使用，怪物攻擊敵人節點中追擊敵人也可以使用。
3. 節點可以做的非常龐大，比如自動做任務節點，移動到npc，接任務，根據任務的子任務做子任務，比如移動到怪點打怪，移動到採集物去採集等等，做完所有子任務，移動到交任務npc交任務。所有的一切都是寫在一個while迴圈中，利用協程串起來。

思考一個大問題，怎麼設計一個壓測機器人呢？壓測機器人需要做到什麼？自動做任務，自動玩各種系統，自動攻擊敵人，會反擊，會找人聊天等等。把上面說的每一條做成一個ai節點即可。兄弟們，AI簡不簡單?

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