关于博客上AI技术文章的问与答 – 第一回


自开博以来,经常会有网友发信给我,询问一些关于AI方面的问题,一般我都会尽力一一回答,也希望我的这些经验,对网友有些帮助,我想,有些问题可能是大家都会有的,所以,这一次,我会把一些网友的提问,和我的回答列在这个地方,供更多的同学参考,也欢迎一起讨论,才疏学浅,不吝赐教。

Q:你好,我在你的博客上看了你的一些关于行为树的文章,写得很好,让我受益匪浅。我想实践一下怎么用,在网上找了一个相关的库libbehavior(https://code.google.com/p/libbehavior/),想用这个库做个小例子,它里面有一些演示程序,但牵涉到很多库,不好学习,我就想将一个简单的状态机示例程序源码改成用行为树实现,发现还是很茫然,不知道你是否有空给些提示,谢谢!

A:我下载了程序简单看了下,libbehavior好像已经实现了一个可用的behavior tree了,虽然可能还不够完善,但基本的行为树的样子已经有了,你可以考虑基于他这个,然后根据自己的需求添加。 不知道你有没有看到它里面的sample,我从Scenario3.h里摘录了一段建行为树的例子来说明下,我还画了一张示意图作为参考

 1: //opponent->brain是一个ParallelNode,并行的节点
 2: //在并行节点上添加第一个子节点,行为是转向目标TurnTowardsTarget
 3: opponent->brain->addChild(new TurnTowardsTarget(1));
 4: //建立一个随机节点作为第二个子节点,下面三个序列节点应该会随机选一个执行
 5: ProbabilityNode* pNode = new ProbabilityNode();
 6: //在这个随机节点上,建立一个序列节点
 7: pNode->addChild((new SequentialNode())
 8:         //在序列节点上建立第一个子节点,感觉这个应该是个判断条件
 9:          ->addChild(new BoolCondition<GameObject>(&GameObject::alignedWithPlayer,true))
 10:         //在序列节点上建立第二个子节点,行为是射击Fire
 11:          ->addChild(new Fire())
 12:         //在序列节点上建立第二个子节点,行为是等待CD,防止太频繁
 13:          ->addChild(new Cooldown(500)),5.0);
 14: //在这个随机节点上,再建立一个序列节点,下面的子节点就不说明了
 15: pNode->addChild((new SequentialNode())
 16:          ->addChild(new FloatCondition<GameObject>(&Ship::getXPosition,LESS_THAN_FP,200,1))
 17:          ->addChild(new GotoPoint(point(300,50),500))
 18:          ->addChild(new Cooldown(200)))
 19: //在这个随机节点上,再建立一个序列节点,下面的子节点就不说明了
 20: pNode->addChild((new SequentialNode())
 21:          ->addChild(new FloatCondition<GameObject>(&Ship::getXPosition,GREATER_OR_CLOSE,200,1))
 22:          ->addChild(new GotoPoint(point(100,50),500))
 23:          ->addChild(new Cooldown(200)));
 24: //在这个随机节点的上面做一个循环节点,把上面的行为无限循环
 25: opponent->brain
 26:     ->addChild((new RepeatNode(-1))
 27:         ->addChild(pNode));

Scenario3BevTree

 

所以如果你要把状态机改成行为树的话,可以考虑用我说过的Selector节点+Precondition的方式(libbehavior里好像是叫PriorityNode,但它好像没有Preconditon的概念),因为状态机里不是要跳转嘛,你原先每一个state都会有进入条件的,比如下面这个

 1: if (pMiner->PocketsFull())
 2: {
 3:     pMiner->ChangeState(VisitBankAndDepositGold::Instance());
 4: }

这样的话,你可以把pMiner->PocketsFull()作为VisitBankAndDepositGold的Precondition挂在一个Selector节点下面,然后让Selector节点帮助你选择应该进入那个状态。我建议,你可以先看看libbehavior每一个Scenario的行为树创建部分的代码,这样应该会有点感觉,另外,可以边参考我网上的文章,边来看libbehavior\BehaviorTree-src里的源码,会好理解很多:),希望对你有所帮助!欢迎继续来信交流!(状态机和行为树之间转换可以参看这里这里

Q:看了你写的一系列文章,写的真不错。我也最进在游戏行业,做AI相关的工作。涉及一些游戏AI设计的问题,能否指教一下。目前我们游戏AI设计的部分考虑NPC的AI部分可配置成AI执行脚本文件方式。我考虑是可以设计AI框架,依据游戏对象的配置,框架决定加载相应的脚本引擎。我看 《浅谈层次化的AI架构》 不错,你能不能分享一下AI设计中如何分离AI框架和AI脚本内容的呢。分离的话,感觉状态转换是应该在AI脚本中完成的吧? 暴露AI引擎的API接口的通用设计一般是怎么样的呢?学习中…., 谢谢。

A:如果想在脚本中写很多AI逻辑的话,如何调试是个比较麻烦的事情,需要比较好的调试接口。我用过一种做法,你可以试试看,就是用脚本做AI的配置,逻辑还是在C++端。C++提供一个个AI逻辑模块,然后在脚本端把它配置起来,因为我用的是行为树(可以参看我博客上关于行为树的相关文章),所以比较容易配置。接口的话,首先最好是引擎能支持反射,然后就能方便的导出函数和变量直接给脚本用,至少我用lua做脚本语言,这样是可行的。

Q:您好。今天再搜索层次状态机相关资料的时候进入了您的博客。本人只在游戏中使用过简单的FSM,属于AI初学者,阅读了几篇文章后产生了几个问题:

  • HFSM和行为树到底是什么关系。我对行为树和状态机的区别还是把握不了……
  • 您有一文章说:大部分的AI,都可以分成“决策”和“行为”,二者通过一个双缓冲的“请求层”通信,但是这篇文章您没有举例子,我非常模糊。
  • 对“并行节点”我还是很模糊……您可以给我举个例子吗……麻烦了…。

A:谢谢,针对每一个问题,我的回答如下:

  • HFSM和行为树其实没什么关系,是两种不同的AI结构,区别的话,可以看我在这里的评论http://www.aisharing.com/archives/90#comment-111
  • 有人和你提出了一样的问题,可以参看我这里的回复,http://www.aisharing.com/archives/86#comment-115
  • 比如一个并行节点下有A和B两个节点,那在一次循环里,如果前提满足的话,既会执行A,又会执行B,举个实际的例子,比如要描述“又吃又喝”,就可以用并行节点:)

Q:最近在学习行为树,有幸拜读了您几篇关于行为树的文章,感觉收获颇多。刚开始接触行为树,所知有限,特来请教几个问题:

  • 关于以下代码,在文章评论中,您回复说 input 是传入行为树的参数,那么 request 是指输入的事件吗?比如移动事件、死亡事件等。 如果是事件,那您实例代码的行为树是事件驱动的,还是Tick驱动?
 1: action = root.FindNextAction(input);
 2: if action is not empty then
 3:     action.Execute(request,  input)  //request是输出的请求
 4: else
 5:     print “no action is available”
  • 在FSM中,状态进入和退出时可以做相对应的事情,比如进入某个状态身上挂个循环特效,退出该状态将这个特效移除,在行为树上,怎么实现同样的功能?
  • 按我现在对行为树的理解,感觉行为树就是将FSM中的状态变成了子树,挂在行为树的相应位置,通过行为树的节点完成状态的迁移。但是,在您文章的总结中提到:”在AI设计过程中,一般来说,我们并不是先有状态机,再去转化成行为树的,当我们选择用行为树的时候,我们就要充分的理解控制节点,前提,节点等概念,并试着用行为树的逻辑方式去思考和设计。”,看后对自己将状态视为子树的理解产生了很大的怀疑,您能详细地解释下这句话吗?不知是否可以提供一张您平时设计的较复杂些的行为树供我学习之用?

A:谢谢,针对每一个问题,我的回答如下:

  • request是输出的请求,也就是行为树的输出,就像你说的,像移动,死亡等,可以看看我博客上关于分层次的AI架构的相关文章,整个行为树的决策还是在Tick中更新的。
  • 一般我在做行为树的Execute时会分成三个阶段,onEnter() ,onExecute(),onExit(),在第一次进入这个节点的时候,会调用onEnter,在从这个节点切换出去的时候,会调用onExit()。每个行为树的节点,我都会做成这种1P(前提Precondition) + 3E(Enter, Execute, Exit)的结构
  • 行为树的思考方式是指,对于每一个节点我都需要明确知道它的进入条件是什么,它要做的事情是什么。把跳转逻辑写到控制节点中,用控制节点来控制行为树的选择流程。和状态机不同的是,对于行为树的节点,一般不需要知道它是从哪个节点过来的,它只是需要关心,满足什么条件(前提)可以进入这个节点,这些条件的判断依据都是通过行为树的输入参数传入的,所以行为树和黑板的组合是很好用的,可以看看我博客上关于黑板和行为树结合的文章
  • 项目里的行为树图不太好给,呵呵,而且需要解释才能明白。复杂的话,一般就会用到序列节点,并行节点等等。行为树的好处就是只要定义了进入前提,就可以加入到现有的行为树中,这样就越来越复杂了~,不过,这也就是行为树的好处了:)

Q:Hi,在我们现在的项目里面涉及到AI的一些东西,之前学习了关于你写得行为树,正好可以发挥一下,现在有一个问题,就是关于怪物行走,怪物行走我们这边的做法就是发目标A*路径给客户端通知其他玩家,然后,怪物每秒刷一步就走一步…这样的做法…我想问问…你们那边关于怪物行走是如何实现的呢?巡逻和追击 两个地方行为怎么做互斥?

A:针对你的问题,我在想哦,对于怪物移动的话,可以分两个部分,一般的移动,就是你说的巡逻,可以不需要用A*,因为毕竟A*的开销是比较大的,因为怪物一般的移动不会太复杂,而且一般是在一定的区域内移动(当然这是看你们怎么设计了),可以在区域内设置几个路点,然后每过一段时间选择临近的路点就可以了,也就是仅仅做一步的“寻路”。如果是要追击玩家的话,可以尝试用到A*。

网页游戏我没做过,其他游戏里,我们用到过同步位置信息的方式,也就是每隔一段时间同步一次位置,然后两次同步之间的移动,都是客户端本地模拟。如果模拟后的位置和服务器上的位置有偏差,简单的做法是瞬移到服务器上的位置,好一点的话就是平滑的从客户端现在的位置移动到服务器上的位置。

巡逻和追击我觉得比较大的不同是,巡逻中是没有目标敌人的,而追击是存在目标敌人的,所以这样就可以做到互斥了。

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作者:Finney
Blog:AI分享站(http://www.aisharing.com/)
Email:finneytang@gmail.com
本文欢迎转载和引用,请保留本说明并注明出处
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13 评论

  1. 您好,看了您的博客受益良多,我现在是用lua脚本写逻辑,参考了您分享的行为树节点库,并把它迁移到纯lua上面来,但是效率不高,我想应该是lua执行没有C++高效,就想像cocos2dx一样,将这个行为树节点库向lua暴露接口,问一下你有没有做过类似的工作,也请指点一下~

  2. 您好,挺喜欢您分享的AI知识的,但是可否把Question的字体换一下,现在的斜体看起来有点不清楚。

    1. 您好,看了您的博客受益良多,我现在是用lua脚本写逻辑,参考了您分享的行为树节点库,并把它迁移到纯lua上面来,但是效率不高,我想应该是lua执行没有C++高效,就想像cocos2dx一样,将这个行为树节点库向lua暴露接口,问一下你有没有做过类似的工作,也请指点一下~

    2. 我们用lua做过行为树的配置,而不是把逻辑写在行为树里面,按照道理来说,就算把逻辑写在里面,应该也还好,你试过tolua++吗?还有,你代码拿到了吗?可以用这个链接下https://onedrive.live.com/redir?resid=CBFA832A508E03AF%21394

    3. 多谢博主分享,代码已经拿到了,我把整个行为树的节点库都移植到了lua上面;然后你说用lua做行为树配置,是指预先把所有的行为节点(叶子节点)都写好,然后通过类似配置文件一样去将控制节点与行为节点组织成一颗树吗? 我现在需要做到用配置文件去配置行为树结构,为了策划不用自己写代码逻辑也能通过配置来改变行为树的结构

    4. 对的,就是把树的结构配在lua里,但是逻辑还是用c++写,如果能做成图形化工具就最好了。如果你的逻辑也用lua写也可以的,但要处理c++和lua通信,以及效率的问题。

  3. Finney:您好~
    非常喜欢您博客中讨论的内容,获益良多。刚开始接触BT,目前感觉GOAP对于worldState的传递以及修改颇为麻烦,以及需要对Action和GOAPGOAL都需要定义优先级以及COST,还有A*用来进行Plan可能有点影响性能等。
    您能评价一下GOAP与BT的优劣吗?以及在什么情况下如何进行选择.谢谢。

    davylew

    1. 关于正统的GOAP,我在实际的项目里还没有用过,仅看过几篇关于GOAP的论文,不过这种基于“计划器(Planner)”架构的AI,我在项目里看到过一种,感觉开销有点大,我写过一片博文,谈了下我对这种架构的简要理解,这里,可以一起探讨下

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