【UEAI】虚幻AI人机基础（上）

一. 行为树

1.1 概述

•  行为：受思想支配而表现出来的外表活动（如：做出动作，发出声音，作出反应）
•  树：一种逻辑描述（树结构）
•  行为树：遵循树结构特点（有根，有节点），遵循从上至下，从左至右的顺序执行行为
  • 行为可复用（如闲逛的行为可以使用于当前行为树，也适用于其他行为树）
  • 所有复杂行为可以拆分为单一行为（如闲逛，打招呼都是行为）
  • 行为树实现不唯一，顺序并不固定

 

1.2 虚幻行为树

• UE中的行为树：
  • 以数据为驱动元，进行逻辑节点检查，寻找合理逻辑叶子节点，然后进行动作执行
  • 扩展方便，容易转接，被广泛使用在各种AI设计中，是一种优良的程序设计方案
  • 可以解决复杂AI需求，使用方便，支持横向扩展节点和向下延伸

 

• 行为树的结构：

• • ① Root 根节点：无法被附着，可以用来设置黑板数据

 

• • ② Composite 节点：定义一个分支的根起点，及该分支如何被执行的基本规则
    • Root下只能跟随composite
    • 包含Selector，Sequence，Simple Parallel
    • 节点内容简单，但是附加逻辑项多，逻辑点繁琐
    • 所有逻辑结构设计尽量遵循 Composite 规则

      

      • Sequence：从左至右执行，只要有一个子项不成立，则停止执行剩余项（所有子项成立，则sequence成立）
      • Selector：从左至右执行，只要有一个子项条件成立，则停止向下执行（任意子项成立，则selector成立）
      • Simple Parallel 并行树：允许单个任务在任务树旁执行（Finish Mode 中的设置将确定节点是否立即完成、是否终止次要树，或是否延迟次要树的完成）

 

• • ③ Task 节点：是行为树的叶子，实际“执行”操作，不含输出连接
    • 真正在干活的角色，可以重写，支持扩展
      • Make Noise，制造噪音，需要Pawn带PawnNoiseEmitter组件，其他Pawn如果带有PawnSensing组件，则可以听到噪音
      • Move To移动到目标点，通过黑板提供
      • Play Sound 播放声音
      • Run Behavior 执行其他行为树
      • Wait，Wait BB Time，等待事件，无法被终止
      • Play Anim，促使控制Pawn播放动画

 

 

• • ④ Decorator 条件语句节点：附着于其他节点，用来约束节点或是分支是否可以执行
    • 装饰器，用来决定节点是否可以进行执行，是一个条件检查工具，可以附着到任务节点和复合节点
      • Blackboard，借助一个黑板数据，进行逻辑操作判定
        • Blackboard 黑板是行为树中的核心模块，用于支撑行为树中的数据存储和读取，相当于草稿纸，可以把需要参与逻辑的数据罗列在上面，使用方便，数据扩展性强，有较好的维护性
      • Compare Blackboard Entries，对比黑板内两个数据
      • Cone Check，锥形检测，可以检测目标是否在锥形范围内
      • Cooldown，锁定节点或是分支，直到时间结束
      • Does Path Exist，检查AB两点见路径是否可行
      • Force Success decorator 将节点结果改为成功
      • Is At Location，检查AI控制的角色是否在指定的位置
      • Keep in Cone，持续检查锥形范围内目标
      • Loop，以一定次数或是无限次数循环节点
      • TimeLimit，节点逻辑时间定时器
    • 当父节点是Selector时则具备所有终结逻辑：
      • NONE，不终止执行
      • Self，中止 self，以及在此节点下运行的所有子树
      • Lower Priority，中止此节点右方的所有节点
      • Both，终止 self、此节点下运行的所有子树、以及此节点右方的所有节点

 

• • ⑤ Services 节点：附着在 Composite 或Task节点上，只要其分支节点被执行，便将按所定义的频率执行，常用于检查和更新黑板

    • 可以按照指定的频率执行，主要意图在于检查和更新黑板内容

    • 以行为树系统的形态取代了传统平行节点，一般会重写此节点

 

1.3 虚幻行为树特点

1. 事件驱动型
   • 在UE中，行为树避免了在高速运行的引擎中去检查逻辑节点，采用了事件通知的方式，没有无用的迭代操作
   • 只有执行位置或黑板数值发生变化了，才会产生影响

2. 叶子节点不是条件语句

   • 在行为树标准模型中，条件语句即为叶子节点
   • UE中引入了Decorator系统作为条件语句（D语句在UI结构中易读，罗列条件可以直观查看条件状态）

3. 并发行为处理（UE）

   • 标准行为树通常使用 Parallel composite 节点来处理并发行为（Parallel 节点同时执行其所有子项，在一个或多个子项树完成时，特殊规则将取决于所需行为来决定如何执行
   • UE4 行为树抛弃了复杂 Parallel 节点，使用 Simple Parallel 节点和称为 Services 的特殊节点，以实现同类行为
4. 抛弃 Parallel 节点
   • Parallel 不利于性能优化，无法方便构建事件驱动型集合
   • 在多平行行为中容易迷失，无法追寻逻辑方向

5. Simple Parallel 节点

   • 利用 Simple Parallel 节点简便地进行一些事件驱动型优化
   • Simple Parallel 节点支持 Parallel 节点的多数用法，只允许有两个选项，一个必为单独任务节点（含可选 decorators），另一个为一个完整的分支树
6. UE4并发行为树的优点
   • 清晰明了：使用 Services 和 Simple Parallel 节点可创建出易于理解的简单行为树
   • 易于纠错：图表更清晰，便于纠错。除此之外，更少的同时执行路径十分便于观察图表中实际发生的状况
   • 优化简单：如没有较多同时执行的分支树，事件驱动型图表将更易于优化

 

 二. EQS系统

 2.1 EQS概述

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

未完待续...