使用 XNA/AI/AI 引擎建立遊戲

一般資訊

如今，建立一個針對特定主題的整體解決方案是普遍的做法。這些解決方案通常被稱為引擎。每天都會湧現出新的引擎。例如，針對 3D 圖形、聲音、網路甚至人工智慧，尤其是遊戲的人工智慧。這些用於遊戲的 AI 引擎解決了遊戲開發過程中經常出現的幾個問題，例如尋路、決策、學習、移動、戰術和轉向行為等。因此，存在著許多 AI 引擎和庫，它們提供了一些這些演算法。這些演算法使您能夠使您的遊戲更加智慧和具有挑戰性。

適用於 XNA 的 AI 引擎

SharpSteer

SharpSteer 由 Bjoern Graf 和 Michael Coles 開發，它是 OpenSteer（C++）的 C# 版本，OpenSteer 是一個開源庫，用於幫助構建遊戲和動畫中自主角色的轉向行為，它根據 MIT 許可證進行分發 。它的最後一個版本釋出於 2008 年 3 月，專為 XNA 2.0 設計，但它也適用於 3.1。人們希望將其移植到 XNA 4.0，但轉換尚未完成 。顧名思義，SharpSteer 的職責在於轉向行為，例如凝聚、分離、對齊等等。它的當前版本包含 200 個模擬鳥群物體（也稱為鳥群）的演示 。在 SharpSteer 中，鳥群可以是遊戲中任何東西（足球運動員、敵方士兵、汽車）。它至少需要具有 SharpSteer 的 IVehicle 介面。最重要的類是 SteerLibrary.cs。它是 SharpSteer 的核心，包含了轉向行為的主要演算法。

• 對齊行為：沿附近其他車輛的平均方向移動

  

  如果有另一輛車在淡藍色區域內，它將影響這輛白色的車。

// Alignment behavior
        public Vector3 SteerForAlignment(float maxDistance, float cosMaxAngle, List<IVehicle> flock)

• 凝聚行為：向附近車輛的平均位置移動。

// Cohesion behavior
        public Vector3 SteerForCohesion(float maxDistance, float cosMaxAngle, List<IVehicle> flock)

• 分離行為：遠離附近其他車輛以避免擁擠

// Separation behavior -- determines the direction away from nearby boids
        public Vector3 SteerForSeparation(float maxDistance, float cosMaxAngle, List<IVehicle> flock)

這三個函式獲得了三個相等的引數：浮點值 maxDistance 定義了其他車輛影響此車輛的臨近區域。浮點值 cosMaxangle 定義了其他車輛不會影響此車輛的角度邊界。顯然，IVehicle 列表包含所有可能影響此車輛的車輛。但這還不是全部。還有

• 迴避行為：遠離特定車輛。

// evasion of another this
        public Vector3 SteerForEvasion(IVehicle menace, float maxPredictionTime)

值 menace 是應該避免的車輛。值 maxPredictionTime 是預測 menace 未來位置的時間點。

此外還有數十種其他行為

     public Vector3 SteerForWander(float dt)
		
     // Seek behavior
     public Vector3 SteerForSeek(Vector3 target)

     // Flee behavior
     public Vector3 SteerForFlee(Vector3 target)

     // Path Following behavior
     public Vector3 SteerToFollowPath(int direction, float predictionTime, Pathway path)

     public Vector3 SteerToStayOnPath(float predictionTime, Pathway path)
	
     // Obstacle Avoidance behavior
     public Vector3 SteerToAvoidObstacle(float minTimeToCollision, IObstacle obstacle)
	
     // avoids all obstacles in an ObstacleGroup
     public Vector3 SteerToAvoidObstacles<Obstacle>(float minTimeToCollision, List<Obstacle> obstacles)
			where Obstacle : IObstacle
	
     // Unaligned collision avoidance behavior: avoid colliding with other
     // nearby vehicles moving in unconstrained directions.  Determine which
     // (if any) other other this we would collide with first, then steers
     // to avoid the site of that potential collision.  Returns a steering
     // force vector, which is zero length if there is no impending collision.
     public Vector3 SteerToAvoidNeighbors<TVehicle>(float minTimeToCollision, List<TVehicle> others)
			where TVehicle : IVehicle
		
     // Given two vehicles, based on their current positions and velocities,
     // determine the time until nearest approach
     public float PredictNearestApproachTime(IVehicle other)

     // Given the time until nearest approach (predictNearestApproachTime)
     // determine position of each this at that time, and the distance
     // between them
     public float ComputeNearestApproachPositions(IVehicle other, float time)
	
     // avoidance of "close neighbors" -- used only by steerToAvoidNeighbors
     // XXX  Does a hard steer away from any other agent who comes withing a
     // XXX  critical distance.  Ideally this should be replaced with a call
     // XXX  to steerForSeparation.
      public Vector3 SteerToAvoidCloseNeighbors<TVehicle>(float minSeparationDistance, List<TVehicle> others)
			where TVehicle : IVehicle
		

		
	// ------------------------------------------------------------------------
	// pursuit of another this (& version with ceiling on prediction time)
      public Vector3 SteerForPursuit(IVehicle quarry)

      public Vector3 SteerForPursuit(IVehicle quarry, float maxPredictionTime)

      public Vector3 SteerForTargetSpeed(float targetSpeed)

簡單 AI

Simple AI 是 Piotr Witkowski 為 XNA 開發的引擎，它具有網格地圖、尋路演算法、路徑跟蹤以及尋路、跟隨路徑、到達、保持編隊等行為。 與專門針對凝聚、對齊和分離等轉向行為的 SharpSteer 相反，該引擎專注於使用 A* 進行各種圖和尋路。因此，行為與表示為網格的圖相關聯，並且它們依賴於尋路演算法。

XNA 尋路庫

該庫非常輕量級。它只提供了 A*、深度和廣度搜索。它適用於 XNA 3.1 和 4.0。由於體積小巧，它具有高度適應性。

其他 AI 引擎

http://www.c-sharpcorner.com/UploadFile/rmcochran/AI_OOP_NeuralNet06192006090112AM/AI_OOP_NeuralNet.aspx

您自己的 AI 引擎

如果您想編寫自己的引擎，您需要考慮其結構設計。您應該考慮其用途，即它是一個更通用的解決方案還是專門針對特定型別的遊戲。此外，必須有一個用於決策的通用機制，即哪種行為是當前行為，即使用了哪種 AI 演算法。因此，每個演算法都必須服從這種機制。儘管如此，您的 AI 引擎機制包含一個介面，用於您的演算法與遊戲世界互動，因為沒有感官（輸入）就無法做出適當的反應（輸出）。當然，行為和智慧行動遊戲物件的動畫之間應該存在聯絡。此外，您的引擎架構使它適用於擴充套件引擎本身及其演算法，任何希望編寫自己的行為或安裝新 AI 技術的人都可以這樣做。與往常一樣，您應該重視可重用性、適應性和可維護性。因此，完整的 AI 引擎將擁有一箇中心池，其中包含可以應用於任何型別的遊戲物件的任何型別的遊戲（無論是射擊遊戲還是文字冒險遊戲）的預定義 AI 演算法，如果 AI 引擎是一個通用解決方案。

"臨時指南"

應該討論可用的引擎（可能不僅僅是 XNA），用於處理 AI。

例如，Nelxon 網站 列出了以下用於人工智慧的引擎

• Engine Nine – 包含尋路和轉向行為
• SharpSteer – 我發現它有很多用途……
• 基於狀態機的行為模型 - 好文章，樣本舊了……
• 轉向行為、避障 - 好的示例（西班牙語）

可以在此處找到一些有趣的程式碼示例：http://create.msdn.com/en-US/education/catalog/?devarea=11

作者

nexuschild 深入研究