关于Unity中AI随机巡逻障碍物预判与快速运动时物理穿透的思考

如果不想用Unity的导航系统，很多时候就要解决如何预判前进路径中的障碍物问题，之前也看过一些非常经典的寻路算法例如AStar寻路，虽然也可实现功能，但总感觉有些小题大做。寻路算法大多数都是为了得出最优解，但如果只是用在一个区域内随机运动的远程怪身上的话，根本就不需要用这么复杂的算法。

就比如上面这个简单的远程怪，它根本就不想接近玩家，它的运动方式就是在一定的距离内朝任意方向走一段，到达了就朝玩家来一发，然后就这么反复，直到它被打死。（哎，这悲伤的命运）

然后问题就出现了，因为它就这么呆萌呆萌地一直朝选定的下一个随机位置运动，那么很可能在途中遭遇不可逾越的障碍物，假如这怪物能跳的话那还好说，碰到了障碍物就飞奔而起，来个360度空中转体3周半，惊艳全场。可惜的是它并又没有Get这个技能，所以你就会看到一个顶着障碍物干瞪眼的家伙与障碍物进行着永无天日的持久抗争，于心不忍的你开始给它增加一些预判障碍物的方法：

1.最简单最粗暴，能不能直接用时间来呢，一段时间内还没有任何的距离运动，那说明遇到障碍物了，直接就洗脑重新随机下一个目标位置，如果随机的下一个位置又有障碍物，那就继续，直到可以继续运动为止。其实这里更优的做法应该是进行学习，每次随机到障碍物位置后就记下来，以后周围半径1的范围内都不再成为下一个随机点。

public override TaskStatus OnUpdate()
{
    if (timer > .2f)
    {
        if ((transform.position - posAtlastTimer).sqrMagnitude < .1f)
        {
            //记录当前位置...
            //重新随机目标位置...
        }
        timer = 0f;
        posAtlastTimer = transform.position;
    }
}

需要一个计时器timer和记录目标上一timer位置的变量posAtlastTimer。

 

2.考虑利用OnCollisionEnter(Collision collision)方法来检测，判断碰到的碰撞体的标签，如果是障碍物，就记录当前位置并重新随机。这种方式可以避免因为反复随机到障碍物位置而产生的卡顿问题。

public override void OnCollisionEnter(Collision collision)
{
    if (collision.transform.tag == "Collider")
    {
        //记录当前位置...
        //重新随机目标位置...
    }
}

 

3.在每次随机运动前就进行射线检测，发出一条从当前点到目标点方向的射线（也可以按照物体的上下左右边缘发出多条），射线的长度即为当前位置到目标位置的距离，如果射线碰到了障碍物，那么就可以提前得知该路径是无效的。

private Vector3 RayCheckCollider(Vector3 tarPos)
{
    Vector3 offset = tarPos - transform.position;
    Ray ray = new Ray(transform.position, offset);
    RaycastHit info;
    if (Physics.Raycast(ray, out info, offset.magnitude))
    {
        if (info.collider.tag == "Collider")
        {
            //记录当前位置...
            //重新随机目标位置...
            tarPos = RayCheckCollider(tarPos);//递归检测
        }
    }
    Debug.DrawLine(ray.origin, tarPos,Color.red);
    return tarPos;
}

 

以上三种方法并不冲突，可同时使用。一般第三种方法要优于前两种，它可以提前避免遭遇障碍物，但往往这样做也缺乏了一定的真实性，可以额外设置一个视野范围进行优化，判断AI是否能提前察觉障碍物，此时发出的射线长度也应该是该视野半径值，一旦AI在行进目标位置的过程中发现障碍物，不等碰到障碍物之前就重新随机下一个目标位置。

 

AI通过学习记录的无效目标位置集合可用于每次随机出下一目标位置的判定依据，该集合点可设定为所有AI进行随机判定的全局变量。

private void CheckDeadZone(Vector3 tarPos)
{
    foreach(var item in deadPoints)
    {
        if ((item - tarPos).sqrMagnitude < 1f)
        {
            //重新随机目标位置...
            return;
        }
    }
}

 

后来发现在遇到快速运动的物体的物理穿透问题时也可以用到射线检测作为预判，在快要到达障碍物时脱离当前运动状态或将速度迅速降低，可有效解决物理穿透的问题。