十一.先进的AI

1.介绍 

 TopDown引擎提供了一个先进的AI系统，它将帮助您创建各种有趣的模式和属性。简要概述您可以用它做什么，您可以查看MinimalAI演示场景，它将展示您可以用这个系统创建的一小部分东西。

2.核心内容

 先进的AI系统是基于您可以在MMTools/AI/文件夹中找到的几个核心类：

1.AIState : 状态是一个或多个actions和一个或多个transitions的组合。一个state的例子是“巡逻直到敌人到达射程”。

2.AIAction :actions是一种行为，并描述你的角色在做什么。例如巡逻、射击、跳跃等。该引擎带有很多预定义的操作，并且很容易创建你自己的操作。 

3.AIDecision : Decisions是将通过转换、每一帧进行评估的组件，并将返回真或假。示例包括在状态中花费的时间、到目标的距离或区域内的对象检测。

4.AITransition : Transitions是一个或多个decisions和目标状态的组合，无论这些转换是真的还是假的。transition的一个例子可能是“如果敌人进入射程，过渡到射击状态”。

5.AIBrain : AI大脑根据定义的transitions负责从一种state走到另一种state。它基本上只是一个states的集合，它是你将所有的actions、decisions、states和transitions连接在一起的地方。

所有这些都将被放在一个已经设置的角色之上，并有可能利用所有现有的能力。 

3.创建一个先进的AI角色

 我们将重新创建KoalaDungeon场景中可用的一个示例角色，NinjaSwordMaster。创建基本角色和创建任何角色都没有什么不同。一旦这个基本角色准备好了，你将想要向它添加一个AIBrain。

 我们想要从这个角色中得到以下行为：在敌人足够接近之前什么都不做，如果是这样的话，如果离它足够接近就进行攻击。然后，如果目标超出了范围，回到什么都不做，等待一个目标。

为了达到这一点，我们将使用引擎中一些现成的actions和decisions。我们将添加以下组件：AIDecisionDetectTargetRadius2D，AIDecisionTargetIsAlive，AIActionDoNothing，AIActionMoveTowardsTarget2D，AIActionShoot2D，AIDecisionDistanceToTarget。每一个都有一个面板，我们需要设置一些东西：

 我们的角色现在有了我们定义其行为所需要的所有actions和decisions。剩下要做的就是把这些都插入它的大脑。如前所述，我们的角色将有两种状态：巡逻和攻击。所以在它的AIBrain组件中，我们只需按右下角的“+”符号三次就可以添加三个状态。我们将把第一个状态命名为““Detecting”，第二个状态命名为““Moving”，第三个状态命名为““Attacking”。

现在在Detecting状态下，我们将只有一个action和一个transition，所以我们将通过按下它们各自的“+”符号一次来添加一个Action和一个Decision。现在我们将把角色的目标组件拖到动作的数组槽，并将AIDecisionDetectTargetRadius2D拖到转换的第一个Transitions槽。我们想在玩家在范围内切换到移动，所以我们将把“Moving”在我们的过渡的True状态字段。 

 我们将以同样的方式继续我们的第二个state：我们将添加一个action，这次，三个过渡，然后拖动AIActionMoveTowardsTarget2D组件到Moving的槽，然后拖动AIDecisionDetectTargetRadius2D第一个transition的槽，AIDecisionTargetIsAlive到第二个transition的槽，最后AIDecisionDistanceToTarget在第三个transition的槽。当目标不再在范围内时，我们想回到检测，所以我们将把Detecting在第一个过渡的假状态，我们也想回到Detecting当目标死亡时，所以我们将把Detecting放在第二个过渡的假状态。如果到目标的距离足够近，我们想要攻击，所以我们将把Attacking放在第三过渡的真状态。

 在我们最后的状态Attacking，我们将添加一个action和一个transition。然后我们想在Action中拖动AIActionShoot2D，以及AIDecisionDistanceToTarget到transition的槽中。如果这个距离太远，我们想回到Detecting，所以我们将把Detecting放在假状态中。

为了确保AIbrain是正确的，我们可以“阅读”它。从上到下，我们有一个角色什么都不做，同时等待目标到达它的半径内。然后它开始移动，除非目标已经死亡或太远/看不见。然而，如果目标足够近，它就会发动攻击，并返回到检测目标是否到达足够远。 

 你已经完成了什么可能是与TopDown引擎“最难”做的事情，现在你知道如何创建各种角色行为了。当然，您可以在一个状态下有多个动作（例如跑步和跳跃），在一个状态下有多个过渡，所以您可以真正想出复杂的东西。

4.Actions

 该引擎带有所有这些预定义的操作，可以在您自己的角色中使用：

1.AIActionAimObject : 将让您对象的轴（通常是右或向前）指向角色的运动方向或目标方向。

 2.AIActionAimWeaponAtMovement : 将迫使武器瞄准运动的方向。

3.AIActionChangeWeapon : 强迫你的角色切换到另一种武器。只要把一个武器预制体拖进它的NewWeapon槽就好了。

4.AIActionCrouchStart : 让你的角色蹲下

5.AIActionCrouchStop :让你的角色停止蹲伏

6.AIActionDoNothing :顾名思义，他什么也不做。在那里等着。

7.AIActionMMFeedbacks : 可以让您播放您绑定到其面板中的任何MMFeedbacks 

8.AIActionFaceTowardsTarget2D : 这个AI动作可以让你改变CharacterOrientation2D面向的方向，Koala场景中的一个例子有使用到。

9.AIActionMoveAwayFromTarget2D/3D :使角色向与目标相反的方向移动

10.AIActionMovePatrol2D/3D : 将让角色通过MMPath组件中定义的一组节点进行巡逻。确保您将MMPath的cycle option设置为Loop或BackAndForth（您不能在OnlyOnce模式下沿着路径巡逻，它必须是连续的）。

11.AIActionInvertPatrolDirection : 让您反转目标2D或3D巡逻的方向

12.AIActionMoveRandomly2D/3D :使角色随机移动，直到在路径中发现障碍，在这种情况下它会随机选择一个新方向

13.AIActionMoveRandomlyGrid :在网格上随机移动，无论是2D还是3D网格

14.AIActionMoveTowardsTarget2D/3D :指示CharacterHorizontalMovement 的能力，以向目标的方向移动。

15.AIActionPathfinderToPatrol3D :将使用Pathfinding3D 能力移动到其最后一个巡逻点

16.AIActionPathfinderToTarget3D ：如果能找到一条路径，将使用Pathfinding3D 能力移动到目标

17.AIActionReload : 导致代理重装其当前的武器

18.AIActionRotateConeOfVision2D :将该AI的ConofVision2D转向AI的移动或武器瞄准方向

19.AIActionRotateTowardsTarget2D/3D :使CharacterOrientation3D 能力将角色旋转到大脑的目标上

20.AIActionRunStart : 将导致代理开始跑步（需要一个CharacterRun 能力）

21.AIActionRunStop : 将导致代理停止跑步（需要一个CharacterRun 能力）

22.AIActionSetLastKnownPositionAsTarget :将将目标的最后已知位置设置为新目标

23.AIActionShoot2D/3D : 使用目前装备的武器进行射击。如果你的武器处于自动模式，将射击到你退出这个状态，并且只会在半自动模式下射击一次。您可以选择将角色面（左/右）作为目标，并瞄准它（如果武器具有WeaponAim组件），或者选择各种原点来定义如何计算目标方向。

24.AIActionSwapBrain :让你从一个角色当前的大脑变成另一个大脑。例如，对于boss阶段很有用

25.AIActionUnityEvents :允许您触发绑定到其面板中的任何Unity事件

就像引擎中的其他东西一样，你也被鼓励创建自己的AI。让我们看看一个Action的代码，看看它是如何工作的：

public class AIActionJump : AIAction
{
    public int NumberOfJumps = 1;
    protected CharacterJump _characterJump;

    protected int _numberOfJumps = 0;

    protected override void Initialization()
    {
        _characterJump = this.gameObject.GetComponent<CharacterJump>();
    }

    public override void PerformAction()
    {
        Jump();
    }

    protected virtual void Jump()
    {
        if (_numberOfJumps < NumberOfJumps)
        {
            _characterJump.JumpStart();
            _numberOfJumps++;
        }            
    }

    public override void OnEnterState()
    {
        base.OnEnterState();
        _numberOfJumps = 0;
    }
}

如您所看到的，这个类重载了一些方法：

1.Initialization：我们将做任何我们需要做的事情来初始化我们的操作，在这种情况下，我们存储了CharacterJump功能，以备将来使用。

2.PerformAction : 每次我们的角色处于这个动作所处的状态时，它都会被调用。在这种情况下，我们只需调用我们的Jump方法，如果满足我们的条件，它将依次调用CharacterJump的JumpStart方法。

3.OnEnterState : 每次我们返回此操作的状态时，我们都希望重置当前的jumps次数。

5.Decisions

1.AIDecisionDetectTargetConeOfVision2D/3D :  使用一个视场来确定一个目标是否在视图中。如果是这样，则返回true。

2.AIDecisionDetectTargetLine2D : 如果其TargetLayer上的任何对象进入其视线，将返回true。它还将设置大脑的目标为该目标。您可以选择让它处于射线模式，在这种情况下，它的视线将是一条实际的线（射线)，或者让它更宽。您还可以为射线的原点指定一个偏移量，以及一个将阻挡它的障碍layer。

3.AIDecisionDetectTargetLine3D :允许您在3D中使用射线型或box型检测目标

4.AIDecisionTargetRadius2D/3D : 如果其TargetLayer上的对象在其指定的半径内，将返回true，否则返回false。它还将设置大脑的目标为该目标。

5.AIDecisionDistanceToTarget :如果当前大脑的目标在指定的范围内，将返回true，否则返回false。

6.AIDecisionGrounded : 如果角色在地面，将返回true，否则false。

7.AIDecisionHealth :如果满足指定的健康状况条件，将返回true。您可以使它低于指定值、、等于、高于指定值。

8.AIDecisionHit : 如果角色被命中此帧，或者在达到指定的命中数之后，则返回true。

9.AIDecisionLineOfSightToTarget2D/3D :如果从指定的偏移中追踪到目标，并且没有击中指定的层，则将返回true

10.AIDecisionNextFrame :当进入此决定开启的状态时，将返回真。

11.AIDecisionRandom : 如果结果低于或等于其面板中指定值，将掷骰子并返回true

12.AIDecisionReloadNeeded : 如果需要在其评估的帧上重新加载，则返回true

13.AIDecisionTargetFacingAI2D : 如果大脑的当前的目标面对这个角色，将返回真。

14.AIDecisionTargetIsAlive : 如果目标还活着，将返回true

15.AIDecisionTargetIsNull : 如果目标为空，将返回true

16.AIDecisionTimeInState : 将在指定的持续时间（以秒）通过后返回true，因为大脑已经处于这个决定的状态。

17.AIDecisionTimeSinceStart : 在加载关卡后指定的持续时间（以秒为单位）后将返回true。

就像actions一样，创建你自己的Decisions也很容易。

6.组织AI组件

当构建复杂的角色时，角色的组件面板可以在代理的核心类（Character, TopDownController,等）、能力、大脑、动作和决策之间获得相当繁杂。我们可以将这些能力分成多个节点的能力，这对大脑、行动和决策也是如此。

您可以在Loft3D演示场景中看到一个角色设置的示例，使用PatrolSeekAndDestroyAI预制体。在它的顶层，你会找到它的核心类。然后，在嵌套在它下面的空游戏对象上，你会发现一个具有其能力（能力）和一个具有其大脑的节点(AIBrain)。为了进一步推动事情，如果需要，操作和决策也可以跨越更多的节点进行分割。关于这个设置，唯一重要的事情是确保你已经绑定了你的大脑到Character的面板，在它的CharacterBrain。如果你不做，它会自动在自己的子物体寻找一个。