行为树 Behavior3go

https://www.jianshu.com/p/29cc3307d7ae

参考
游戏AI - 行为树Part1：简介
游戏AI - 行为树Part2：框架
https://github.com/f15gdsy/BT-Framework
http://www.u77.com/game/3067

一、有限状态机

游戏中的AI，大多数都是按照规则设定好的，没有太多花哨的技术。原因有几个：

一是出于风险成本的考虑，用一个新技术，需要程序员开发相应的算法和框架，游戏设计师重新上手设计方法和摸索算法的适用范围，小团队承受不起这样的开销，大团队又怕做坏名声；

二是“高级”的AI算法并不直观，难以设计。举一个例子，怎么利用神经网络来训练一个士兵AI？我见过的一个例子是设计师用几个按键来操作士兵移动攻击，然后程序自动记录敌我双方的数据和设计师的操作，最后利用这些信息作为input构建一个行为树。这个方法的问题有三个，一是效率奇慢，因为如果数据不够，行为树就可能覆盖不了所有情况，但多少才是“够”，又没有定论；二是错误的操作也会被记录下来，当然可以开发一个功能来删除设计师的某个动作；三是行为树的结果是无法解释的，相当于一个黑箱。

由于上述的原因，一般的公司都会使用比较传统的有限状态机。

虽然第一次听的话可能会拗口，其实有限状态机的意思其实很简单，它包含了有限个的状态和状态间的转换条件。最直白的说法就是几个if...else...语句。为了弄明白这个概念，我们讲一个英雄的故事：

从前有一个胆小如鼠的英雄，

他看到哥布林就会跑过去打它；

他看到半兽人就会逃跑；

他看不到哥布林也看不到半兽人就会休息；

他看到哥布林也看到半兽人也会跑。

我们可以从中抽象出这样的一个有限状态机：

image.png

有限状态机很符合我们的认知，但它有一个致命的缺点——它随着状态和转换条件的增多而急速地变得错综复杂，以至于很难对它做出改动（想象一下，多加一个状态，则需要增加几条转换线，越多状态，需要增加的转换线越多）。也由于这个原因，比较多的开发者投入了行为树的怀抱。

二、行为树

行为树的概念会比状态机要复杂些——行为树是一个包含逻辑节点和行为节点的树结构，每次需要找出一个行为的时候，会从树的根节点出发，遍历各个节点，找出第一个和当前数据相符合的行为。很拗口对吧，下面来一个生动点的解释，继续上面的英雄的故事，但是是用行为树表达出来：

image.png

这个行为树是等价于之前的有限状态机的。其中Root是根节点，每次需要寻找行为的时候都必须从这里开始。

Priority Selector是一个逻辑节点，它的意思是从左到右遍历自己的子节点，如果子节点的准入条件符合信息的话，就执行该子节点。如果英雄只看到哥布林，那么Orc in sight这个准入条件不符合，Escape不执行；Globlin in sight符合，于是执行Fight；因为Fight在Idle的左边，所以Fight的优先程度更高，于是Idle不执行。在我们的例子中，Idle可以看作是default behavior。

1.优点

从简单的行为树和有限状态机的对比，我们就可以看出，行为树由于引入了逻辑节点，它的转换条件更加少（线更少，更清晰），让拓展AI变得更加容易。行为树还有另外一个优点：行为的重用（reuse)。例如，Escape有一个跑的行为，而Fight则有跑的行为，和砍怪的行为。请看图：

image.png

Sequence同样是一个逻辑节点，它的意思是从左到右按顺序执行子节点，并且仅仅在一个子节点执行完成后才执行下一个子节点。在例子中，Do Run需要有一个自己判断到达目的地的方法，当该方法返回end的时候，才会执行Do Slash。

Escape和Fight的Do Run行为节点是一样的，只是Fight多了一个Do Slash行为节点而已。所以Do Run是一个可以重用的节点。在行为树中，我们能够编写好Do Run，Do Slash这些基础的行为节点，和设定一些准入条件，就可以组成千变万化的AI了！

我们希望英雄在逃跑的时候群众发出嘘声，而在攻击的时候出现欢呼声：

image.png

省略了其他部分，只画Escape部分。Parallel是一个逻辑节点，它的意思是让所有子节点同时运行，那它什么时候结束呢，可以使当所有子节点都完成的时候结束，也可以让任一子节点完成时结束，视乎需要来做出选择。那么在攻击当中会是怎么样实现的呢？大家可以尝试画出来，习惯一下行为树的思维方式。

三、行为树关键词

在展开之前，我们先定义几个关键词（基本都以BT作为前缀...是Behavior Tree之意，别误会了...），会在下面的框架用到。

BTNode：所有节点的base class。定义了一些节点的基本功能，并提供一些可继承的函数。

BTAction：行为节点，继承于BTNode。具体的游戏逻辑应该放在这个节点里面。

BTPrecondition：节点的准入条件，每一个BTNode都会有一个。具体的游戏逻辑判断可以继承于它。

BTPrioritySelector：Priority Selector逻辑节点，继承于BTNode。每次执行，先有序地遍历子节点，然后执行符合准入条件的第一个子结点。可以看作是根据条件来选择一个子结点的选择器。

BTSequence：Sequence逻辑节点，继承于BTNode。每次执行，有序地执行各个子结点，当一个子结点结束后才执行下一个。严格按照节点A、B、C的顺序执行，当最后的行为C结束后，BTSequence结束。

BTParallel：Parallel逻辑节点，继承于BTNode。同时执行各个子结点。每当任一子结点的准入条件失败，它就不会执行。

BTParallelFlexible：Parallel的一个变异，继承于BTNode。同时执行各个子节点。当所有子结点的准入条件都失败，它就不会执行。

BTTree：将所有节点组合起来的地方。

Database：黑板，一个存放共享数据的地方，可以看成是一个Key－Value的字典。为什么需要黑板呢？因为设计良好的行为逻辑，应该是独立的，可以在行为树的任何位置部署的。也就是说行为A和行为B并没有直接的沟通方法。黑板的作用就是作为一个行为树的“数据库”，让各个行为节点都可以储存数据进去，供感兴趣的行为节点利用。（同时，在Unity3d的语境下，Database继承MonoBehavior，可以提供各种Component给节点使用。）

UML类图：

image.png

四、行为树对于游戏的意义

如果没有可视化的编辑工具，如果没有artist能接手AI编辑，那么行为树的效果将大打折扣。因为行为树将耦合降低之后，如果没有可视化的编辑器调试工具，那么后人维护扩展这个模块的效率是很低的。比较明显的一点就是，调试BUG的时候，需要整个流程，各个可能会激活的节点都断好点，不然无法弄清整个流程。变成一段我最不希望看到的，只有调试才能知道结果的代码。所以这个成本需要设计人员仔细斟酌，如果要采用没有编辑器的行为树，应该怎么简化，怎么控制，且要想清楚对自己的游戏来说划不划算。
.
从业这几年来，面过的人中，大多都知道或者用过行为树。但当我询问行为树或者准确的说行为树的这种解决问题的思想，还能用在哪些地方的时候，大多答不上来，几乎都局限于做游戏AI。其实“行为树”（引号标注此处不特指行为树，而是行为树背后所包含的设计思想）对游戏的很多其他模块，都有借鉴的地方。游戏中复用情况较多、修改变化频繁的模块，都可以用上“行为树”。比如我们的新手引导模块，MMORPG的任务模块等，都可以用到“行为树”，来帮我们管控变化，加速模块的构建与迭代。

五、Tencent/behaviac

behaviac是游戏AI的开发框架组件，也是游戏原型的快速设计工具

支持行为树BT，状态机FSM，HTN等多种范式

方便的编辑，实时和离线调试

支持全平台，适用于客户端和服务器，助力游戏快速迭代开发

官方网站是文档，教程，API，FAQ，源码，下载等一切的入口

您可以加入我们的QQ群433547396获得即时的帮助或者信息反馈。

六、magicsea behavior3go

golang behavior tree,from https://github.com/behavior3

作者：合肥黑
链接：https://www.jianshu.com/p/29cc3307d7ae
来源：简书
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

行为树 Behavior3go相关推荐

behavior3go行为树节点类型介绍
behavior3介绍提示:文章写完后,目录可以自动生成,如何生成可参考右边的帮助文档文章目录前言一.行为树节点类型二.行为树节点Composites组合类说明三.行为树节点Action ...
判断两个树是否相等和判断tree1是否包含tree2 python实现
判断两个树是否相等 def equal(node_a, node_b):"""判断两个树是否相等:param node_a: :param node_b: :return ...
论文溯源树AMiner
来自 DBLP.ArXiv.STM 等多家学术出版机构和平台的数据表明,在过去 20 年间,计算机科学.物理学.统计学等研究领域的出版物总量都有大幅增加.像 CVPR.AAAI 等有关人工智能等新兴领 ...
Python---哈夫曼树---Huffman Tree
今天要讲的是天才哈夫曼的哈夫曼编码,这是树形数据结构的一个典型应用. !!!敲黑板!!!哈夫曼树的构建以及编码方式将是我们的学习重点. 老方式,代码+解释,手把手教你Python完成哈夫曼编码的全过程 ...
深度树匹配模型(TDM)
深度树匹配模型(TDM) 算法介绍 Tree-based Deep Match(TDM)是由阿里妈妈精准定向广告算法团队自主研发,基于深度学习上的大规模(千万级+)推荐系统算法框架.在大规模推荐系统的 ...
洛谷 P5057 [CQOI2006]简单题（树状数组）
嗯... 题目链接:https://www.luogu.org/problem/P5057 首先发现这道题中只有0和1,所以肯定与二进制有关.然后发现这道题需要支持区间更改和单点查询操作,所以首先想到 ...
二逼平衡树——树套树（线段树套Splay平衡树）
题面 Bzoj3196 解析线段树和Splay两棵树套在一起,常数直逼inf,但最终侥幸过了思路还是比较简单, 在原数组维护一个下标线段树,再在每一个线段树节点,维护一个对应区间的权值Splay. ...
线段树——HDU - 1698
题目含义就是初始化一堆数为1 可以经过操作把一个区间的数都改变并求这堆数的总大小题目分析有一个 #include<iostream> #include<stdio.h> ...
BZOJ.1558.[JSOI2009]等差数列(线段树差分)
BZOJ 洛谷首先可以把原序列\(A_i\)转化成差分序列\(B_i\)去做. 这样对于区间加一个等差数列\((l,r,a_0,d)\),就可以转化为\(B_{l-1}\)+=\(a_0\),\(B ...

行为树 Behavior3go

行为树 Behavior3go相关推荐

最新文章

热门文章