Unity内的敌人AI 或者有限状态机FSM实现AI

发表于2017-10-13

AI在很有游戏中都有用到，想现在很火的王者荣耀也有AI模式，我们就以此为例，给大家介绍下Unity游戏开发时如何使用Enemy Aim Ai，以及如果通过有限状态机FSM实现AI，想知道的开发人员可以看看，会对你们开发有帮助的。

一、Enemy Aim Ai
你会得到结果:

Enemy aim AI是非常有用的，当你想要敌人一直监视player。适当争取对象在真实世界的场景，需要时间，所以敌人会采取一些之前它锁在目标系统上的时间量。

这种效应可以创建的 Lerping 旋转角度对玩家的敌人。这种情况是在动作游戏，敌人跟随，目的是何地然后射球员的情况下非常有用。对敌人遵循概念是在早些时候发布的博客中已经讨论过。在推行针对在游戏的同时，理解四元数的概念是非常必要的。

四元数存储对象的旋转，还可以计算价值取向。一个可以直接玩欧拉角，但可能会出现万向锁的情况。

根据当地的坐标系统，如果你旋转模型X 轴，然后其 Y 和 Z 轴经验万向节锁被"锁定"在一起。

现在回到我们的主题，给出了下面是一个简单的例子来解释 Enemy aim AI

按照下面给出的步骤。

1、创建Cube将作用在player control

应用适当的材料，根据要求向其网格渲染器
将 TargetMovementScript 应用于游戏对象
将Cube 作为对象来将移动上 player'scommands。

Unity内的敌人AI 或者有限状态机FSM实现AI

TargetMovementScript.cs

public class TargetMovementScript : MonoBehaviour ｛  
public float targetSpeed=9.0f;//Speed At Which the Object Should Move  
void Update ()   
transform.Translate (Input.GetAxis ("Horizontal")*Time.deltaTime*targetSpeed,Input.GetAxis ("Vertical")*Time.deltaTime*targetSpeed,0);  
｝  
｝

2、创建一个Enemy对象，由箭头和Cube组成,

1、应用适当的材料对Cube 。

2、使箭头Sprite作为一个不同的对象

3、其方向由 Cube指出 . 所以在这里，箭头将充当了敌人的枪。

4、此箭头将指向目标对象和它看起来就好像它试图锁定目标

5、我们也可以操纵速度，敌人将能够锁定目标属性 ;作为不同的敌人应该是不同的困难，以及不同的功能。
6、一辆坦克应采取更多的时间锁定一名士兵用枪瞄准。所以在其中之一可以锁定目标的速度应该是不同的。

Unity内的敌人AI 或者有限状态机FSM实现AI

EnemyAimScript.cs

public class EnemyAimScript : MonoBehaviour ｛  
public Transform target; // Target Object  
public float enemyAimSpeed=5.0f; // Speed at Which Enenmy locks on the Target  
Quaternion newRotation;  
float orientTransform;  
float orientTarget;  
void Update () ｛  
orientTransform = transform.position.x;  
orientTarget = target.position.x;  
// To Check on which side is the target , i.e. Right or Left of this Object  
if (orientTransform > orientTarget) ｛  
// Will Give Rotation angle , so that Arrow Points towards that target  
newRotation = Quaternion.LookRotation (transform.position - target.position, -Vector3.up);  
｝  
else ｛  
newRotation = Quaternion.LookRotation (transform.position - target.position,Vector3.up);  
｝  
// Here we have to freeze rotation along X and Y Axis, for proper movement of the arrow  
newRotation.x = 0.0f;  
newRotation.y = 0.0f;  
// Finally rotate and aim towards the target direction using Code below  
transform.rotation = Quaternion.Lerp (transform.rotation,newRotation,Time.deltaTime * enemyAimSpeed);  
// Another Alternative  
// transform.rotation = Quaternion.RotateTowards(transform.rotation,newRotation, Time.deltaTime * enemyAimSpeed);  
｝  
｝

7、Hierarchy 和 Scene View 可能会像作为给定下面

Unity内的敌人AI 或者有限状态机FSM实现AI

备注:-

可以改变敌人目标并设置锁定目标的速度。

可以脚本通过允许X 或 Y 轴旋转，为了解这一概念的。

可以给敌人添加Follow 脚本，以便敌人Follow 和瞄准玩家。

而不是使用 Quaternion.Lerp 你也可以使用 Quaternion.RotateTowards 达到相同的效果。

二、通过有限状态机实现AI

Contents Objective Step -

1: Set up the scene Step -

2: Create and place Game Objects Step -

3: Implement the BoxMovement Script Step -

4: FSM Modelled Script Step -

5: AI Script for the Box -

目的: 这篇文章的主要目的是要给你一个关于如何使用有限状态机模型在实现 AI 。

FSM 的基础知识:
在游戏中实施 AI Finite State Machine Framework是完美的，产生伟大的结果，而无需复杂的代码。它是一个模型，由一个或多个状态。可以在一段时间只有一个单一的状态处于活动状态，所以这台机器必须从一个状态到另一种的转换为执行不同的操作。

有限状态机框架通常用于管理、组织和代表不同的状态、执行流，在游戏中实现人工智能是非常有用的。"brain"是敌人，例如，可以使用有限状态机来实现: 每个状态表示一个动作，例如巡逻、 Chase、逃避或拍摄或任何其他种类的行动。

AI FSMs 的工作与Unity的的Animation FSMs，在那里一个动画状态将更改为另一个符合的要求。可以通过使用第三方插件像行为实施 AI FSM 或它可以直接由脚本以及执行。

若要获取有限状态机框架的基本理念，我们将执行一个教程最简单的方法，使用 switch 语句。然后我们将学习如何使用一个框架，使 AI 实现易于管理和扩展。

请按照下面的步骤来执行简单的有限状态机。

在这里我们将会有两个Box，在那里将由玩家控制一个Box和对方将由 AI 控制Box。此 AI 控制的Box会在chasing追逐状态或patrolling巡逻状态，即Box中将开始追逐Player Box，一旦Player Box进来的接近 AI 控制Box。它将切换回巡逻状态，如果玩家足够远逃避未未的定义的愿景。

Step - 1: Set up the scene

以一个平面和两个Box在场景中，如下图所示的设置。

Unity内的敌人AI 或者有限状态机FSM实现AI

Step - 2: Create and place Game Objects

创建空的游戏对象并将其作为游子点Wanderer Points。放置这些空的游戏对象下，为您选择平面周围。在这里蓝色的Cube是 AI Cube和红一个是玩家控制的Cube。将它们放在距离不够远。

Step - 3: Implement the BoxMovement Script

实现 BoxMovement 脚本来控制玩家的Cube的移动：如下：

public class BoxMovementScript : MonoBehaviour  
｛  
        public float speed = 0.1f;  
        private Vector3 positionVector3;  
        void Update ()  
        ｛         
                InitializePosition ();  
                if (Input.GetKey (KeyCode.LeftArrow)) ｛  
                        GoLeft ();  
                ｝  
                if (Input.GetKey (KeyCode.RightArrow)) ｛  
                        GoRight ();  
                ｝  
                if (Input.GetKey (KeyCode.UpArrow)) ｛  
                        GoTop ();  
                ｝  
                if (Input.GetKey (KeyCode.DownArrow)) ｛  
                        GoDown ();  
                ｝  
                RotateNow ();  
        ｝  
        private void InitializePosition ()  
        ｛  
                positionVector3 = transform.position;  
        ｝  
        private void RotateNow ()  
        ｛  
                Quaternion targetRotation = Quaternion.LookRotation (transform.position - positionVector3);  
                transform.rotation = targetRotation;  
        ｝  
        private void GoLeft ()  
        ｛  
                transform.position = transform.position   new Vector3 (-speed, 0, 0);             
        ｝  
        private void GoRight ()  
        ｛  
                transform.position = transform.position   new Vector3 (speed, 0, 0);  
        ｝  
        private void GoTop ()  
        ｛  
                transform.position = transform.position   new Vector3 (0, 0, speed);  
        ｝  
        private void GoDown ()  
        ｛  
                transform.position = transform.position   new Vector3 (0, 0, -speed);  
        ｝  
｝

Step - 4: FSM Modelled Script

构建FSM模型脚本：

public class FSM : MonoBehaviour  
｛  
        //Player Transform  
        protected Transform playerTransform;  
        //Next destination position of the Box  
        protected Vector3 destPos;  
        //List of points for patrolling  
        protected GameObject[] pointList;  
        protected virtual void Initialize ()｛  
        ｝  
        protected virtual void FSMUpdate ()｛  
        ｝  
        protected virtual void FSMFixedUpdate ()｛  
        ｝  
        void Start ()  
        ｛  
                Initialize ();  
        ｝  
        void Update ()  
        ｛  
                FSMUpdate ();  
        ｝  
        void FixedUpdate ()  
        ｛  
                FSMFixedUpdate ();  
        ｝  
｝

Step - 5: AI Script for the Box

构建 AI 脚本作为Box扩展.

public class BoxFSM : FSM  
｛  
        public enum FSMState  
        ｛  
                None,  
                Patrol,  
                Chase,  
        ｝  
        //Current state that the Box is in  
        public FSMState curState;  
        //Speed of the Box  
        private float curSpeed;  
        //Box Rotation Speed  
        private float curRotSpeed;  
        //Initialize the Finite state machine for the  AI Driven Box  
        protected override void Initialize ()  
        ｛  
                curState = FSMState.Patrol;  
                curSpeed = 5.0f;  
                curRotSpeed = 1.5f;               
                //Get the list of points  
                pointList = GameObject.FindGameObjectsWithTag ("WandarPoint");  
                //Set Random destination point for the patrol state first  
                FindNextPoint ();  
                //Get the target enemy(Player)  
                GameObject objPlayer = GameObject.FindGameObjectWithTag ("Player");  
                playerTransform = objPlayer.transform;  
                if (!playerTransform)  
                        print ("Player doesn't exist.. Please add one "   "with Tag named 'Player'");  
        ｝  
        //Update each frame  
        protected override void FSMUpdate ()  
        ｛  
                switch (curState) ｛  
                case FSMState.Patrol:  
                        UpdatePatrolState ();  
                        break;  
                case FSMState.Chase:  
                        UpdateChaseState ();  
                        break;  
                ｝  
        ｝  
        protected void UpdatePatrolState ()  
        ｛  
                //Find another random patrol point on reaching the current Point   
                //point is reached  
                if (Vector3.Distance (transform.position, destPos) <= 2.5f) ｛  
                        print ("Reached to the destination point\n"   "calculating the next point");  
                        FindNextPoint ();  
                ｝  
                //Check the distance with player Box  
                //When the distance is near, transition to chase state  
                else if (Vector3.Distance (transform.position, playerTransform.position) <= 15.0f) ｛  
                        print ("Switch to Chase State");  
                        curState = FSMState.Chase;  
                ｝  
                //Rotate to the target point  
                Quaternion targetRotation = Quaternion.LookRotation (destPos - transform.position);  
                transform.rotation = Quaternion.Slerp (transform.rotation, targetRotation, Time.deltaTime * curRotSpeed);  
                //Go Forward  
                transform.Translate (Vector3.forward * Time.deltaTime * curSpeed);  
        ｝  
        protected void FindNextPoint ()  
        ｛  
                print ("Finding next point");  
                int rndIndex = Random.Range (0, pointList.Length);  
                float rndRadius = 5.0f;  
                Vector3 rndPosition = Vector3.zero;  
                destPos = pointList [rndIndex].transform.position   rndPosition;  
                //Check Range to Move and decide the random point  
                //as the same as before  
                if (IsInCurrentRange (destPos)) ｛  
                        rndPosition = new Vector3 (Random.Range (-rndRadius, rndRadius), 0.0f, Random.Range (-rndRadius, rndRadius));  
                        destPos = pointList [rndIndex].transform.position   rndPosition;  
                ｝  
        ｝  
        protected bool IsInCurrentRange (Vector3 pos)  
        ｛  
                float xPos = Mathf.Abs (pos.x - transform.position.x);  
                float zPos = Mathf.Abs (pos.z - transform.position.z);  
                if (xPos <= 8 && zPos <= 8)  
                        return true;  
                return false;  
        ｝  
        protected void UpdateChaseState ()  
        ｛  
                //Set the target position as the player position  
                destPos = playerTransform.position;  
                //Check the distance with player Box When  
                float dist = Vector3.Distance (transform.position, playerTransform.position);  
                //Go back to patrol as player is now too far  
                if (dist >= 15.0f) ｛  
                        curState = FSMState.Patrol;  
                        FindNextPoint ();  
                ｝  
                //Rotate to the target point  
                Quaternion targetRotation = Quaternion.LookRotation (destPos - transform.position);  
                transform.rotation = Quaternion.Slerp (transform.rotation, targetRotation, Time.deltaTime * curRotSpeed);  
                //Go Forward  
                transform.Translate (Vector3.forward * Time.deltaTime * curSpeed);  
        ｝  
｝

此脚本适用于Cube是要跟随玩家，不要忘记把player标记Tag为 Player 和 Tag 为 WandarPoint，现在如 FSMUpdate() 所示的脚本将调用方法，这在子类中重写和它将在每个 update () 上执行。

在这里switch case被实施将用于执行的当前状态的操作。因此扩展 AI 是很简单的仅仅通过添加新的state。Initialize() 方法也重写，并将在 start () 方法中调用执行。UpdatePatrolState() 将在每次更新上执行，当当前状态是patrol 周围巡逻，也将会发生在 UpdateChaseState()，当玩家在接近度 AI Box。如果当处于巡逻，玩家进来的 AI Box中，状态将更改为巡逻，相同类型的检查仍在追逐模式检查如果球员已远离其视野范围，然后切换回巡逻状态，在每个更新，检查状态更改。

结论:

FSM 的很容易理解和实现，Fsm 可以用于执行复杂的 AI 。他们也可以表示使用图，允许开发人员很容易理解，因此开发人员可以调整、改变和优化的最终结果。有限状态机使用的函数或方法来代表状态执行是简单、功能强大、易于扩展。可以使用基于堆栈的状态机，确保易于管理和稳定的执行流，而不会产生消极影响的代码应用甚至更复杂的 AI。所以让你的敌人更聪明使用有限状态机，让您的游戏获得成功。

如社区发表内容存在侵权行为，您可以点击这里查看侵权投诉指引

标签：

状态机 Unity List 场景人工智能坦克

首页

出海助力

开发者社区

大奖赛

同行

合作案例

关于我们

Unity内的敌人AI 或者有限状态机FSM实现AI

Unity内的敌人AI 或者 有限状态机FSM实现AI

Unity内的敌人AI 或者有限状态机FSM实现AI