Unity 3D | 敌人AI控制脚本状态机(FSM)

前言

原文链接 https://www.yuque.com/finctive/game-dev/fsm-ai

本文参考自：

• Unity3d College - Unity3D AI with State Machine (FSM), Drones, and Lasers!（视频教程）
• 游戏设计模式-状态模式 （译文）
• Game Programming Patterns - State （英语原文）

在阅读完本文后，请查看上述链接内容。

本文使用的示例工程：FINCTIVE/lost-in-the-wilderness-nightmare（荒野迷踪：噩梦）欢迎Star！

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应用场景

在荒野迷踪：噩梦中，敌人的行为如下图（在线运行demo）：

Artboard1.png

文字描述再详细也不如你亲自打开网页玩一下 :D

看起来可以用大大的 if{...}else if{...}else{...} 语句实现，但实际上手开发之后我发现……

切入正题：一个状态指AI的一系列行为，例如本项目中的静止、追逐、自爆状态，可以使用一个类描述。对于一个状态，应该把处理代码写在一个类中。比如，“追逐玩家”状态相关的代码，尽量不要写到其他状态的类里面。

解决方案

敌人AI游戏对象截图

www.png

以下是状态的基类

public abstract class BaseState : MonoBehaviour
{
    // 执行本状态的相关操作，返回值是下一次游戏循环的状态
    public abstract BaseState Tick();
    // 与本状态有关的初始化代码
    public virtual void OnStateStart(){}
    // 与本状态有关的退出代码
    public virtual void OnStateExit(){}
}

状态机

public class StateMachine : MonoBehaviour
{
    public BaseState defaultState;
    [HideInInspector]public BaseState currentState;

    private void Awake()
    {
        currentState = defaultState;
    }

    void FixedUpdate()
    {
        BaseState nextStateType = currentState.Tick();
        if (nextStateType != currentState)
        {
            nextStateType.OnStateStart();
            currentState.OnStateExit();
        }
        currentState = nextStateType;
    }
}

我把与所有状态相关的控制脚本写在了EnemyController组件中，暴露出公共方法让状态机脚本调用。这样可以复用代码，并且让状态机的逻辑代码只负责更高一层的控制，而不管细节如何。

以下是追逐状态的代码，其他状态同理。

public class EnemyChasingState : BaseState
{
    public EnemyAttackingState enemyAttackingState;
    public EnemyIdlingState enemyIdlingState;
    
    private EnemyController _enemyController;

    private void Awake()
    {
        _enemyController = GetComponent();
    }
    private static readonly int AnimMove = Animator.StringToHash("move");
    public override BaseState Tick()
    {
        Vector3 targetPos = PlayerController.playerTransform.position;
        _enemyController.MoveToTarget(targetPos);
        
        float distanceSqrMag = (targetPos - transform.position).sqrMagnitude;
        // 距离足够近，开始攻击（自爆）
        if(distanceSqrMag < _enemyController.enemyInfo.startAttackingDistance*_enemyController.enemyInfo.startAttackingDistance)
        {
            return enemyAttackingState;
        }
        
        // 距离太远，放弃追逐
        if(distanceSqrMag > _enemyController.enemyInfo.stopChasingDistance*_enemyController.enemyInfo.stopChasingDistance)
        {
            return enemyIdlingState;
        }
        return this;
    }

    public override void OnStateExit()
    {
        _enemyController.modelAnimator.SetFloat(AnimMove, 0f);
    }
}

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