XYGame-AI设计3-行为树-第1版本

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第一版本AI: 简单的查找目标 移动向目标 攻击目标

1.行为树:

行为树和决策树区别主要有,行为树本身除了有决策功能 还有控制行为(逻辑)功能,一种简单粗暴的方法是 通过决策树去找出解决方案,然后通过状态机去执行,

单纯的行为树除了决策功能,还要执行逻辑,也就是动作节点的执行状态 比如Running Complete 等 达到快速定位当前执行的节点在帧结束后 下一帧继续执行下去,而不用从头遍历,这涉及到 树的节点状态保存,恢复 跳转,这在设计上存在一定的难点,状态机这种有向图结构很好理解,但是变为树形结构,就比较难设计了,一种简单粗暴的方法是 通过决策树去复杂的逻辑中找出解决方案,然后通过状态机去执行,这样决策树本身就不会考虑行为之间的跳转和保留等,这样适合于行为(或者状态)本身不复杂,只是他们之间的跳转关系很复杂,

比如FPS游戏的机器人,行为很简单 就是前后左右移动  开枪,但是决策层,什么时候开枪,什么时候前走 这种就很复杂了,这种简单操作委托给状态或者目标的函数,去做,会简化设计,从而把设计本身放在设计决策层,

行为树游戏的逻辑本身主要是叶子节点(条件 行为)其余可固定至框架部分。

 

2.行为树代码实现分为3个部分,

BehaviorTree.cs(代码框架),Actions.cs(动作叶子节点),Conditions.cs(条件叶子节点)

 

3.BehaviorTree.cs框架部分:

框架版本1实现要点,每次从根节点开始遍历寻找行为并且执行,而不是

/*
* Author:  caoshanshan
* Email:   me@dreamyouxi.com
using Behavior Tree to peocess  AI
 * 行为树框架
 */
using UnityEngine;
using System.Collections;

namespace BehaviorTree
{
    //----------------行为树框架部分
    /* public enum ActionNodeState
     {//行为节点状态
         Running,//运行中,该状态下父节点会直接运行该节点逻辑, 
         Looping,//循环,因为行为节点都是条件导出, 该状态会 重新 执行该层级的 比如用于持续条件评定,
         Complete,//完成, 父节点可进入下个环节
         //  Failure,//执行失败,父节点进入下个环节
         UnKnown,//默认状态,什么都不知道
     }*/
    public enum NodeType
    {
        Condition,//条件节点
        Action, // 行为节点

        Selector,//选择节点   从子节点选择一个执行
        Sequence,//序列节点   从子节点依次执行 一般是条件 和动作的组合
        Parallel,//并行节点   执行所有节点

        UnKnown,
    }
    public class NodeBase : Model // Model for 事件系统 和 生命周期管理协议
    {// 所有节点 基类
        public override void OnEnter()
        {

        }
        public override void OnExit()
        {

        }
        public override void OnEvent(int type, object userData)
        {

        }
        public sealed override void UpdateMS() { }
        public sealed override void Update() { }

        public void AddChild(NodeBase node)
        {
            if (IsConflict(node))
            {
                return;
            }
            node.parent = this;
            children.Add(node);
        }
        public void RemoveChild(NodeBase node)
        {
            node.parent = null;
            children.Remove(node);
        }
        public virtual bool Visit(Entity target)
        {//条件节点不需要 携带参数,
            return false;
        }
        public NodeBase parent = null;//父节点
        protected ArrayList children = new ArrayList();

        //----------helper function
        public bool IsConflict(NodeBase other)
        {// 节点间 是否冲突
            // 比如 选择节点的子节点中 不应该有条件节点
            return false;
        }
        public bool HasParent()
        {
            return parent != null;
        }
        public NodeType GetNodeType()
        {
            return type;
        }
        protected NodeType type = NodeType.UnKnown;
        protected Entity _host = null;
    }

    public class ActionBase : NodeBase
    {//行为节点基类
        public ActionBase()
        {
            this.type = NodeType.Action;
        }
    }
    public class ConditionBase : NodeBase
    {//条件节点基类
        public ConditionBase()
        {
            this.type = NodeType.Condition;
        }
    }

    //-----------------------------------------------------------------控制节点
    public class ControllBase : NodeBase
    {

    }
    public class Selector : ControllBase
    {//选择节点
        public Selector()
        {
            this.type = NodeType.Selector;
        }
        public override bool Visit(Entity target)
        {//从子节点选择一个 执行
            foreach (NodeBase node in children)
            {
                NodeType child_type = node.GetNodeType();
                if (child_type == NodeType.Condition)
                {//子节点是条件节点, 条件评定
                    return false;// 选择节点中不应该存在 条件节点
                }
                else
                {//选择一个节点即可
                    if (node.Visit(target))
                    {
                        return true;
                    }
                }
            }
            return false;
        }
    }
    public class Sequence : ControllBase
    {//序列节点
        public Sequence()
        {
            this.type = NodeType.Sequence;
        }
        public override bool Visit(Entity target)
        {//一个返回false 即 返回false
            foreach (NodeBase node in children)
            {
                if (node.Visit(target) == false)
                {
                    return false;
                }
            }
            return true;
        }
    }
    public class Parallel : ControllBase
    {//并行节点 所有节点都返回true 才返回true 
        public Parallel()
        {
            this.type = NodeType.Parallel;
        }
        public override bool Visit(Entity target)
        {//从子节点选择一个 执行 都返回false 才返回false 否则返回true
            if (children.Count <= 0) return false;
            bool ret = true;
            foreach (NodeBase node in children)
            {
                if (node.Visit(target) == false)
                {
                    ret = false;
                }
            }
            return ret;
        }
    }
}

 

4.Actions.cs (动作节点部分)

/*
* Author:  caoshanshan
* Email:   me@dreamyouxi.com
  Behavior Tree  's Actions
 * 行为树游戏逻辑部分
 */
using UnityEngine;
using System.Collections;

namespace BehaviorTree.Action
{
    //--------------------------------------------------游戏逻辑实际的  Action
    public class SearchNearestTarget : ActionBase
    {//寻找最近的玩家作为目标
        public override bool Visit(Entity target)
        {
            Enemy host = target as Enemy;

            if (host == null) return false;

            float minDis = float.MaxValue;
            Entity t = null;
            foreach (Entity h in HeroMgr.ins.GetHeros())
            {//找出一个最近的玩家 作为锁定目标
                if (h.IsMaxTarget())
                {
                    continue;
                }
                float dis = h.ClaculateDistance(host.x, host.y);
                if (dis < minDis)
                {
                    t = h;
                    minDis = dis;
                }
            }

            if (t != null)
            {
                host.target = t;
                return true;
            }

            return false;
        }
    }


    public class MoveToTarget : ActionBase
    {
        public override bool Visit(Entity target)
        {
            Enemy host = target as Enemy;
            if (host == null) return false;
            host.dir = (int)Utils.GetAngle(host.pos, host.target.pos);//委托给Run状态去做
            return true;
        }
    }
    public class AttackTarget : ActionBase
    {
        public override bool Visit(Entity target)
        {
            target.atk = true;
            return true;
        }
    }



}

 

 

5. Conditions.cs (条件部分)

/*
* Author:  caoshanshan
* Email:   me@dreamyouxi.com
  Behavior Tree  's Conditions
 * 行为树游戏逻辑部分
 */
using UnityEngine;
using System.Collections;

namespace BehaviorTree.Condition
{
    //--------------------------------------------------游戏逻辑实际的 Condition  
    public class TargetHasNotInAtkRange : ConditionBase
    {//目标不在否在攻击范围内
        public override bool Visit(Entity target)
        {
            Enemy host = target as Enemy;
            if (host == null) return false;
            if (host.target == null) return false;
            if (host.atk_range > host.target.ClaculateDistance(host))
            {//范围内 
                return false;
            }
            return true;
        }
    }
    public class IsCDMax : ConditionBase
    {//CD是否结束
        public override bool Visit(Entity target)
        {
            Enemy host = target as Enemy;
            if (host == null) return false;
            if (host.target == null) return false;
            if (host.cd.IsMax())
            {
                host.cd.Reset();
                return true;
            }
            return false;
        }
    }
    public class NotTargetOrDie : ConditionBase
    {//没有目标或者死亡
        public override bool Visit(Entity target)
        {
            Enemy host = target as Enemy;
            if (host == null) return true;
            if (host.target == null) return true;
            if (host.target.isDie) return true;
            return false;
        }
    }
}

 

6.接入Enemy.cs,暂时手动输入树结构

  private void InitBehaviorTree()
    {
        bt_root = new BehaviorTree.Parallel();

        {
            var bt_target = new BehaviorTree.Sequence();
            bt_target.AddChild(new BehaviorTree.Condition.NotTargetOrDie());
            bt_target.AddChild(new BehaviorTree.Action.SearchNearestTarget());
            bt_root.AddChild(bt_target);
        }
        {
            var bt_selector = new BehaviorTree.Selector();
            var bt_sequence1 = new BehaviorTree.Sequence();
            var bt_sequence2 = new BehaviorTree.Sequence();
            bt_selector.AddChild(bt_sequence1);
            bt_selector.AddChild(bt_sequence2);

            bt_sequence1.AddChild(new BehaviorTree.Condition.TargetHasNotInAtkRange());
            bt_sequence1.AddChild(new BehaviorTree.Action.MoveToTarget());

            bt_sequence2.AddChild(new BehaviorTree.Condition.IsCDMax());
            bt_sequence2.AddChild(new BehaviorTree.Action.AttackTarget());
            bt_root.AddChild(bt_selector);
        }

    }
    public virtual void AI_UpdateMSWithAI()
    {
        bt_root.Visit(this);
    }

接入的时候 简单粗暴地每次从根节点开始遍历,

下篇 对AI本身复杂度进行丰富

源代码:https://git.oschina.net/dreamyouxi/XYGame

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