Unity学习笔记：有限状态机

目录

AI介绍

应用案例

1. 问题【需求】

2. 分析：

3. 设计类图

4. 实现

AI介绍

人工智能（Artificial Intelligence, AI）

人工智能范围很大，分支很多，工业军事等

机器人的人工智能

这里讲的是在游戏中的人工智能

大型游戏敌人的AI很多

设计AI要注意：

1. AI可能会有多套：尽可能复用相同的内容。
2. 一套AI可以调整：AI不要硬编码：
3. 调整但不改代码：配置
4. AI--有限状态机---行为树（行为上的判断，有很多插件）

AI构成

1. FSM（Finite-state machine）有限状态机
2. Perception智能感知 寻路
3. Steering自动操控

    操控：运动操控

    算法：靠近，离开，到达，跟随，徘徊，拦截，逃离等等

个体操控SingleSteering，群体操控GroupSteering

有限状态机，又称有限状态自动机，简称状态机，

1状态：

这里的状态指的是：对象的行为：

人的状态：  清醒 糊涂

身体的状态：健康 感冒 康复中

小怪的状态: 待机 死亡 追逐 攻击

2 有限状态：对象的状态是有限的。

3 状态机：

状态机是一个数学模型，

状态机是一个有向图形，

状态机是表示有限多个状态在不同的条件下相互转换的图

例如1：身体的状态：健康 感冒 康复中

条件：淋雨(t1)，吃药(t2)，打针(t3)，休息(t4)。

健康-（t4）->健康；

健康-（t1）->感冒；

感冒-（t3）->健康；

感冒-（t2）->康复中；

康复中-（t4）->健康，等等。

例如2：灯泡的状态：开 关

条件：

应用案例

1. 问题【需求】

主角攻击妖怪,妖怪要有一些可能性的行为反应——有限状态机

《状态转换表》

1待机	3.1	1生命为0	死亡
	3.2	2发现目标	追逐
2死亡
3追逐		生命为0	死亡
	3.3	3目标进入攻击范围	攻击
		4丢失玩家	转为默认状态
4攻击		生命为0	死亡
	3.4作业	8玩家离开攻击范围	追逐
		5打死目标	转为默认状态
5巡逻		生命为0	死亡
		发现目标	追逐
	3.5	9完成巡逻	待机

阶段1：待机》【生命为0】》死亡

阶段2：待机》【发现目标】》追逐

阶段3：追逐》【目标进入攻击范围】》攻击

阶段4：攻击》【玩家离开攻击范围】》追逐

阶段5：巡逻》【完成巡逻】》待机

1. 分析：

分析思路

状态与条件的数量及种类不断变化，所以将变化的部分单独封装，抽象状态类及条件类，未来有新状态及新条件时，增加新的状态或条件派生类即可，这样设计是满足开-闭原则的。修改成本最小。

状态的切换与发生的条件相关，所以由状态对象来管理本状态相关联的条件对象，在本状态做为当前状态时，执行所有条件对象的检测（Reason）并执行当前状态提供的行为（Action），如果有条件发生时，则调用状态机来改变当前状态（ChangeActiveState）。

状态机是一个包含AI所需所有状态的容器，负责状态对象的初始化配置，负责状态的切换；状态机实时执行（Update）当前状态的行为(currentState.Action)及条件检测(currentState.Reason)。

1. 各个状态要独立，各自封装一个类,抽象一个状态父类

2. 各个条件要独立，各自封装一个类，抽象一个条件父类

状态可能会有增加或减少 --加新状态类

转换条件可能会有增加或减少或修改-加新条件类

3. 条件与状态是有关系,一个状态中可能拥有多个条件对象.

 每个状态中的每个条件都对应一个输出结果,每个状态都有一个条件转换状态映射表

4. 同样转换条件可能在不同状态下输出的状态可能会不同,具体的转换过程由谁来做?

定义一个状态机，负责管理AI所需的所有状态.并且协调和组织转换的过程

有限状态机类结构

工作原理

当前状态工作时，如果检测到条件达成，则退出当前状态，进入新状态。

状态机 控制状态的切换！

              状态机工作原理

  

1. 设计类图 

类图1：状态编号 FSMStateID

	状态编号 FSMStateID
1	无	None
2	待机	Idle
3	死亡	Dead
4	追逐	Pursuit
5	攻击	Attacking
6	默认	Default
7	巡逻	Patrolling

类图2：状态转换条件： FSMTriggerID

	转换条件  FSMTriggerID
1	生命为0	NoHealth
2	发现目标	SawPlayer
3	目标进入攻击范围	ReachPlayer
4	丢失玩家	LosePlayer
5	完成巡逻	CompletePatrol
6	打死目标	KilledPlayer
7	目标不在攻击范围 玩家离开攻击范围	WithOutAttackRange

类图3：动画参数类AnimationParams

     [Serializable]

    public class AnimationParameter

    {

        public string Idle = "idle";        

        public string Dead = "dead";

        public string Run = "run";

        public string Walk = "walk";

        public string Attack = "attack";

    }

类图4：条件抽象类

类图5：状态抽象类

类图6：状态机 BaseFSM

类图7：BaseFSM2.0

给状态机BaseFSM增加以下功能

类图8：

Assets\StreamingAssets 添加AI_01.txt

[Idle]

NoHealth>Dead

SawPlayer>Pursuit

[Dead]

1. 实现