使用 XNA/AI/AI 引擎创建游戏

一般信息

如今，创建一个针对特定主题的整体解决方案是普遍的做法。这些解决方案通常被称为引擎。每天都会涌现出新的引擎。例如，针对 3D 图形、声音、网络甚至人工智能，尤其是游戏的人工智能。这些用于游戏的 AI 引擎解决了游戏开发过程中经常出现的几个问题，例如寻路、决策、学习、移动、战术和转向行为等。因此，存在着许多 AI 引擎和库，它们提供了一些这些算法。这些算法使您能够使您的游戏更加智能和具有挑战性。

适用于 XNA 的 AI 引擎

SharpSteer

SharpSteer 由 Bjoern Graf 和 Michael Coles 开发，它是 OpenSteer（C++）的 C# 版本，OpenSteer 是一个开源库，用于帮助构建游戏和动画中自主角色的转向行为，它根据 MIT 许可证进行分发 。它的最后一个版本发布于 2008 年 3 月，专为 XNA 2.0 设计，但它也适用于 3.1。人们希望将其移植到 XNA 4.0，但转换尚未完成 。顾名思义，SharpSteer 的职责在于转向行为，例如凝聚、分离、对齐等等。它的当前版本包含 200 个模拟鸟群物体（也称为鸟群）的演示 。在 SharpSteer 中，鸟群可以是游戏中任何东西（足球运动员、敌方士兵、汽车）。它至少需要具有 SharpSteer 的 IVehicle 接口。最重要的类是 SteerLibrary.cs。它是 SharpSteer 的核心，包含了转向行为的主要算法。

• 对齐行为：沿附近其他车辆的平均方向移动

  

  如果有另一辆车在淡蓝色区域内，它将影响这辆白色的车。

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

• 凝聚行为：向附近车辆的平均位置移动。

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

• 分离行为：远离附近其他车辆以避免拥挤

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

这三个函数获得了三个相等的参数：浮点值 maxDistance 定义了其他车辆影响此车辆的临近区域。浮点值 cosMaxangle 定义了其他车辆不会影响此车辆的角度边界。显然，IVehicle 列表包含所有可能影响此车辆的车辆。但这还不是全部。还有

• 回避行为：远离特定车辆。

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

值 menace 是应该避免的车辆。值 maxPredictionTime 是预测 menace 未来位置的时间点。

此外还有数十种其他行为

     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)

简单 AI

Simple AI 是 Piotr Witkowski 为 XNA 开发的引擎，它具有网格地图、寻路算法、路径跟踪以及寻路、跟随路径、到达、保持编队等行为。 与专门针对凝聚、对齐和分离等转向行为的 SharpSteer 相反，该引擎专注于使用 A* 进行各种图和寻路。因此，行为与表示为网格的图相关联，并且它们依赖于寻路算法。

XNA 寻路库

该库非常轻量级。它只提供了 A*、深度和广度搜索。它适用于 XNA 3.1 和 4.0。由于体积小巧，它具有高度适应性。

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

如果您想编写自己的引擎，您需要考虑其结构设计。您应该考虑其用途，即它是一个更通用的解决方案还是专门针对特定类型的游戏。此外，必须有一个用于决策的通用机制，即哪种行为是当前行为，即使用了哪种 AI 算法。因此，每个算法都必须服从这种机制。尽管如此，您的 AI 引擎机制包含一个接口，用于您的算法与游戏世界交互，因为没有感官（输入）就无法做出适当的反应（输出）。当然，行为和智能行动游戏对象的动画之间应该存在联系。此外，您的引擎架构使它适用于扩展引擎本身及其算法，任何希望编写自己的行为或安装新 AI 技术的人都可以这样做。与往常一样，您应该重视可重用性、适应性和可维护性。因此，完整的 AI 引擎将拥有一个中心池，其中包含可以应用于任何类型的游戏对象的任何类型的游戏（无论是射击游戏还是文字冒险游戏）的预定义 AI 算法，如果 AI 引擎是一个通用解决方案。

"临时指南"

应该讨论可用的引擎（可能不仅仅是 XNA），用于处理 AI。

例如，Nelxon 网站 列出了以下用于人工智能的引擎

• Engine Nine – 包含寻路和转向行为
• SharpSteer – 我发现它有很多用途……
• 基于状态机的行为模型 - 好文章，样本旧了……
• 转向行为、避障 - 好的示例（西班牙语）

可以在此处找到一些有趣的代码示例：http://create.msdn.com/en-US/education/catalog/?devarea=11

作者

nexuschild 深入研究