群体的操控行为

组行为

组行为的复杂性来源于个体间的交互，并遵守一些简单的规则。

模仿群体行为需要下面几种操控行为

• 分离：避免个体在局部过于拥挤的操控力
• 队列：朝向附近同伴的平均朝向的操控力
• 聚集：向附近的同伴的平均位置移动的操控力

检测附近的AI角色

从上面的几种操控行为可以看出，每种操控行为都取决于附近的同伴。为了实现组行为，首先需要检测当前AI角色附近的其他AI角色，这要用一个雷达脚本来实现。

一般来说，角色的领域由一个距离和一个角度来定义。有时为了简化，用一个圆来定义。

1using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class Radar : MonoBehaviour
{
    private Collider[] colliders;//碰撞体的组数
    private float timer = 0;//计时器
    public List neighbors;
    public float checkInterval = 0.3f;//设置检测的时间间隔
    public float detectRadius = 10f;//设置邻域半径
    public LayMask layersChecked;//设置检测哪一层的游戏对象

    void Start()
    {
        neighbors = new List();
    }

    void Update()
    {
        timer += Time.deltaTime;
        if(timer > checkInterval)
        {
            neighbors.Clear();
            colliders = Physics.OverlapSphere(transform.position, detectRadius, layersChecked);//查找当前AI角色邻域内的所有碰撞体
            for(int i = 0; i < colliders.Length; i++)//对于每个检测到的碰撞体，获取Vehicle组件，并且加入邻居列表钟
            {
                if (colliders[i].GetComponent())
                    neighbors.Add(colliders[i].gameObject);
            }
            timer = 0;
        }
    }
}

分离

分离的目的是使角色与周围其他角色保持一定距离。实现时，为了计算分离行为所需的操控力，需要搜索指定领域内的其他邻居，然后对每个邻居计算与角色的距离向量，进行一系列处理得到操控力

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class SteeringForSeparation : Steering
{
    public float comforDistance = 1;//可接受的距离
    public float multiplierInsideComfortDistance = 2;//当AI角色与邻居距离过近时的惩罚因子
 public override Vector3 Force()
    {
        Vector3 steeringForce = new Vector3(0, 0, 0);
        foreach(GameObject s in GetComponent().neighbors)//遍历这个AI角色的邻居列表中的每个邻居
        {
            if ((s != null) && (s != this.gameObject))
            {
                Vector3 toNeighbor = transform.position - s.transform.position;//计算当前AI角色与邻居s之间的距离
                float length=toNeighbor.magnitude;
                steeringForce += toNeighbor.normalized / length;//计算这个邻居引起的操控力
                if (length < comforDistance)
                    steeringForce *= multiplierInsideComfortDistance;
            }
        }
        return steeringForce;
    }
}

队列

队列的目的是保持AI角色的运动朝向与邻居一致

通过迭代所有邻居，可以求出AI角色平均朝向向量以及速度平均向量，得到想要的朝向，然后减去AI当前朝向，就可以得到队列操控力

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class SteeringForAlignment : Steering
{
    public override Vector3 Force()
    {
        Vector3 averageDirection = new Vector3(0, 0, 0);//当前AI角色的邻居平均朝向
        int neighborCount = 0;
        foreach(GameObject s in GetComponent().neighbors)//遍历邻居
        {
            if ((s != null) && (s != this.gameObject))
            {
                averageDirection += s.transform.forward;
                neighborCount++;
            }
        }
        if(neighborCount > 0)
        {
            averageDirection/=(float)neighborCount;//求出平均朝向向量
            averageDirection -= transform.forward;//求出操控向量
        }
        return averageDirection;
    }
}

聚集

聚集的目的是使多个AI角色聚到一起。实现时，迭代所有邻居求出AI角色位置的平均值，然后利用靠近行为，将这个平均值作为目标位置。

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class SteeringForCohesion :Steering
{
    private Vector3 desiredVelocity;
    private Vehicle m_vehicle;
    private float maxSpeed;
    void Start()
    {
        m_vehicle = GetComponent();
        maxSpeed = m_vehicle.maxSpeed;
    }

    public override Vector3 Force()
    {
        Vector3 steeringForce = new Vector3(0, 0, 0);//操控向量
        Vector3 centerOfMass = new Vector3(0, 0, 0);//AI角色的所有邻居的质心
        int neighborCount = 0;
        foreach (GameObject s in GetComponent().neighbors)//遍历邻居
        {
            if ((s != null) && (s != this.gameObject))
            {
                centerOfMass += s.transform.position;
                neighborCount++;
            }
        }
        if (neighborCount > 0)
        {
            centerOfMass /= (float)neighborCount;//求出平均位置向量
            desiredVelocity = (centerOfMass - transform.position).normalized * maxSpeed;//与其速度为邻居平均位置与当前位置之差
            steeringForce = desiredVelocity - m_vehicle.velocity;
       }
        return steeringForce;
    }
}