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AI角色和AI智能体

概述​

本文档主要介绍如何在项目中创建非游戏玩家的AI角色（AI Character）和AI智能体（AI Agent）。

配置和驱动默认AI角色​

创建角色​

在组件编辑器中创建一个新关卡，然后依次点击创建游戏对象（Create Game Object） -> 角色（Character）来创建一个默认角色对象。

配置默认目标角色。在大纲（Hierarchy）面板中选中刚才所创建的角色对象，然后在观察器（Inspector）面板中选中CharacterMesh0(Inherited)，点击下方

骨架网格体配置文件（Skeletal Mesh Config File）属性旁的 按钮，在弹出的文件浏览器（File Browser) 窗口中选择一个.actor文件，最后点击OK按钮完成添加。

注意：所选择的组合体（.actor）需预设好骨骼和动画资产。

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在观察器（Inspector）面板中选中CollisionCylinder(Inherited)和CharacterMesh0(Inherited)后，分别调整胶囊体和网格体的位置，使它们均位于地形上方。

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创建黑板和行为树​

下面以驱动AI角色移动到指定位置为例，创建一个行为树资源（ai_walkman.bt）和一个黑板资源（ai_walkman.bb）。

创建驱动角色行为树文件。可参考行为树编辑器用户手册 -> 创建行为树和创建黑板，分别创建行为树和黑板资源。

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在资源预览窗口中双击黑板资源ai_walkman.bb，打开行为树编辑器并进入到黑板编辑模式。

在行为树编辑器（Behavior Tree Editor）中点击新键（New Key），添加一个名为Init、类型为布尔值（Bool）的黑板键和一个名为WayPoint、类型为向量（Vector）的黑板键，完成添加后点击保存（Save）。

添加黑板键的具体步骤可参考编辑黑板。

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在资源预览窗口中双击行为树资源ai_walkman.bt，打开行为树编辑器并进入行为树编辑模式。

为该行为树指定一个关联的黑板资源，在行为树图中点击Entry节点，然后在详细面板（Details Panel）中设置刚才所创建的黑板资源为该行为树所关联的黑板。

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关联完成：

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在行为树图中点击Entry节点引脚并拖拽到空白处，在弹出的菜单中选择选择器（Selector）节点。

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由选择器（Selector）节点引脚处拖拽出引线，依次创建并连接两个序列（Sequence）节点。

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在左边的序列（Sequence）节点上右击，依次点击添加新装饰器节点（Add New Decorator Node） -> 黑板（Blackboard），为该序列节点链接一个黑板装饰节点。

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选中该黑板装饰节点，在详细面板（Details Panel）面板中设置黑板键（Blackboard Key）为Init，黑板键操作（Key Operation）为尚未设置（Is Not Set）。

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为另一个序列（Sequence）节点也链接一个黑板装饰节点，并将该节点的黑板键（Blackboard Key）设置为Init，黑板键操作（Key Operation）设置为已经设置（Is Set）。

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为左边的序列节点连接一个等待（Wait）节点，并在详细面板（Details Panel）中将等待时间（Wait Time）改为1.0。

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设置了AI角色所要移动到的位置点。继续为左边的序列节点连接一个设置向量值（Set Vector Value）节点，在详细面板（Details Panel）中设置值X（Value X）、值Y（Value Y）和值Z（Value Z）（此处数值可根据当前所处关卡进行自定义设置），设置该节点名称（Name）为Set WayPoint，将黑板键（Blackboard Key）改为WayPoint。

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为左边的序列节点再连接一个设置布尔值（Set Bool Value）节点，修改该节点的名称（Name）为Set BB Key Initialize Value，并勾选当前值（Current Value），并将黑板键（Blackboard Key）修改为Init。

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为右边的序列节点连接一个移动至（Move To）节点，并在详细面板（Details Panel）中将节点名称（Name）修改为Move to WayPoint，将黑板键（Blackboard Key）修改为WayPoint。

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最后为右边的序列节点连接一个等待（Wait）节点，将等待（Wait Time）设置为300.0。

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编辑完成后，点击保存（Save）。

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可通过行为树编辑器用户手册详细了解行为树的相关内容。

设置AI角色​

在大纲（Hierarchy）面板中选中LCharacter，然后在观察器（Inspector）面板中选中LCharacter(Instance)，勾选自动控制AI（Auto Control AI）属性，然后点击行为树（Behavior Tree）旁的 按钮，在弹出的窗口中选择一个行为树文件，此处选择了刚才所创建的行为树文件。

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配置AI命令处理脚本。在大纲面板中选中LSceneSettings-1，然后在观察器面板中点击AI脚本（AI Script）旁的 按钮，在弹出的窗口中选择所要配置的脚本文件ai_command_processor。（所用到的脚本文件在引擎资源的editor_script/pl_ai下，可在此先将ai_command_processor.lua和public_attr.lua复制到Project文件夹下的Script文件夹中，再进行添加AI脚本（AI Script)。)

注意：确保资源目录为编辑器可定位到的目录。

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脚本文件：

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至此，就已经完成配置并驱动一个非游戏玩家的AI角色了。

运行​

为了方便运行之后查看结果，可再创建一个默认Pawn（Default Pawn）对象。依次点击创建游戏对象（Create Game Object） -> 默认Pawn（Default Pawn）。

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创建完成后，调整默认Pawn（Default Pawn）的位置和角度，并将自动持有玩家（Auto Possess Player）改为玩家0（Player 0）。

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点击运行按钮可查看此例（AI角色移动至指定位置）的最终结果。

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自定义AI行为​

引擎目前提供两种回调方式来实现自定义AI行为（AI Behavior），即C++和Lua。

C++代码示例​

头文件：i_ai_command_processor.h

函数声明：

// 回调函数原型
// 添加对象
typedef void (*on_add_ai_object)(IAICommandProcessor* from, PERSISTID object,
    const char* bt_file);

// 移除对象
typedef void(*on_remove_ai_object)(IAICommandProcessor* from, PERSISTID object,
    const char* bt_file);

// 服务
typedef void (*on_service)(IAICommandProcessor* from, PERSISTID object, 
    const char* bt_file, const char* bb_key);

// 移动到
typedef void (*on_move_to)(IAICommandProcessor* from, PERSISTID object, 
    bool is_move_to_object, PERSISTID goal_object, 
    const XMFLOAT3& goal_position, float accept_radius);

// 播放动画
typedef void (*on_play_animation)(IAICommandProcessor* from, PERSISTID object, 
    const char* animation_name);

// 中止播放动画
typedef void(*on_abort_play_animation)(IAICommandProcessor* from, PERSISTID object,
    const char* animation_name);

// 播放声音
typedef void(*on_play_sound)(IAICommandProcessor* from, PERSISTID object,
    const char* sound_name, bool is_non_block);

// 自定义任务
typedef void (*on_custom_task)(IAICommandProcessor* from, PERSISTID object, 
    const char* bt_file, const char* custom_task_name, const char* custom_task_data);

// 中止移动到
typedef void (*on_abort_move_to)(IAICommandProcessor* from, PERSISTID object);

// 中止自定义任务
typedef void(*on_abort_custom_task)(IAICommandProcessor* from, PERSISTID object,
    const char* bt_file, const char* custom_task_name, const char* custom_task_data);

// 更新AIObject朝向
typedef void(*on_update_direction)(IAICommandProcessor* from, PERSISTID object,
    float x, float y, float z);

回调注册方法：

// 注册回调
virtual bool RegisterOnAddAIObject(on_add_ai_object f);
virtual bool RegisterOnRemoveAIObject(on_remove_ai_object f);
virtual bool RegisterOnService(on_service f);
virtual bool RegisterOnMoveTo(on_move_to f);
virtual bool RegisterOnPlayAnimation(on_play_animation f); 
virtual bool RegisterOnCustomTask(on_custom_task f);
virtual bool RegisterOnPlaySound(on_play_sound f) override;
virtual bool RegisterOnUpdateDirection(on_update_direction f) override; 

// 注册中止任务回调
virtual bool RegisterOnAbortMoveTo(on_abort move_to f) override;
virtual bool RegisterOnAbortCustomTask(on_abort_custom task f) override; 
virtual bool RegisterOnAbortPlayAnimation(on_abort_play_animation f) override;

参数类型：

IAICommandProcessor* from：AIcommandProcessor对象

PERSISTID object：当前AIObject对象ID

const char* bt_file：当前绑定的行为树资产文件

const char* bb_key：当前ServiceNode设置的黑板键

回调函数注册查询：

AICommandProcessor::IsRegisterCallback(EAICommandCallback:: OnService)

Lua代码示例​

默认回调文件是组件编辑器中SceneSettings的AI脚本（AI Script）选项中配置的脚本文件。

如：引擎提供的ai_command_processor.lua已经提供了默认实现。

--AI
function on_init(self)
    nx_log("ai init")
    
    --开启调试信息发送
    local ai_world = nx_value("ai_world")
    ai_world.EnableDebug = true
    
    --初始化：添加AI对象回调，可以初始化黑板
    nx_callback(self, "on_add_ai_object", "ai_add_ai_object")
    
    --任务：移动
    nx_callback(self, "on_move_to", "ai_move_to")
    
    --中断任务：移动
    nx_callback(self, "on_abort_move_to", "ai_abort_move_to")
    
    --任务：播放动画
    nx_callback(self, "on_play_animation", "ai_play_animation")
    
    --任务：自定义任务(当引擎实现的通用任务暂未包含时用于定制）
    nx_callback(self, "on_custom_task", "ai_custom_task")
    
    --服务：定期更新黑板
    nx_callback(self, "on_service", "ai_service")
    
    --事件: 更新对象朝向
    nx_callback(self, "on_update_object_direction", "update_object_direction")
    
    return 1
end

注册回调函数示例代码：

--AI
function on_init(self)
    --服务：更新黑板
    nx_callback(self, "on_service", "ai_service")
    return 1
end

函数示例代码：

function ai_service(self, target, behavior_tree, blackboard_key)
    // 文件判断
    
    if "" == behavior_tree then
        // TODO Something
    end

    // 黑板键判断
    if "" == blackboard_key then
        // TODO Something
    end
end

创建AI智能体​

AI智能体（AI Agent）提供了一种让开发者可以重新构建所有AI行为的开发方式。

AI智能体包含AI属性和AI事件的回调功能，可以重载或修改对应的实现来创建新的AI行为。

激活AI智能体​

在大纲面板中选中LSceneSettings-1，勾选观察器面板中的使用AI智能体（Use AI Agent）。开启该功能后，关卡中所有的AI角色都会被AI智能体托管。

初始的AI智能体类（AI Agent Class）是引擎提供的默认的AI智能体类，若希望能自定义实现部分或全部的AI行为（AI Behavior），可以重载引擎中提供的默认类LAIAgentObject，并将重载的类名填写在AI行为这一栏中。

注意：设置成功后，关卡中所有的AI角色属性和行为都将回调到新的派生类中。非LAIAgentObject派生的类对象，都将会设置无效。

接口文件名：

i_ai_agent_interface.h

默认回调AI行为（部分）：

public: /* 避障 */

    /* 是否开启群体避障 */
    virtual bool IsEnabledDetourCrowd() const { return false; }

    /* 获取当前群组标记 */
    virtual int GetAvoidanceGroup() const { return -1; }

public: /* 事件 */
    virtual void OnAddedToAIWorld(class IAIWorld* pAIWorld) {}
    virtual void OnRemovedFromAIWorld(class IAIWorld* pAIWorld) {}

    /* 路径跟踪事件 */
    virtual void OnPathFollow() {};
    virtual void OnAbortPathFollow() {};
    virtual void OnPathFollowFinished(bool bSuccess) {};

public: /* 行为 */

    virtual bool OnPlayAnimation(const char* sAniName) { return false; }
    virtual bool OnAbortPlayAnimation(const char* sAniName) { return false; }

    virtual bool OnPlaySound(const char* sSoundName, bool bNonBlock) { return false; }
    virtual bool OnAbortPlaySound(const char* sSoundName) { return false; }

    virtual bool OnMoveTo(XMFLOAT3 vGoalPosition, float fGoalRadius,
        float fTimeout = 0.0f) { return false; }
    virtual bool OnAbortMoveTo() { return false; }

    virtual bool OnCustomTask(const char* sFileName, const char* sTaskName,
        const char* sTaskData) { return false; };
    virtual bool OnAbortCustomTask(const char* sFileName, const char* sTaskName,
        const char* sTaskData) { return false; };

默认回调属性（部分）：

    virtual void SetScale(float x, float y, float z) {}
    virtual void SetAngle(float x, float y, float z) {}
    virtual void SetPosition(float x, float y, float z) {};

    virtual bool GetScale(float& x, float& y, float& z) const { return false; }
    virtual bool GetAngle(float& x, float& y, float& z) const { return false; }
    virtual bool GetPosition(float& x, float& y, float& z) const { return false; };
    virtual XMFLOAT3 GetPosition() const { return XMFLOAT3(FLT_MAX, FLT_MAX, FLT_MAX); };
    virtual XMFLOAT3 GetVelocity() const { return XMFLOAT3(0.0f, 0.0f, 0.0f); };

    virtual void SetPositionX(float fValue) {}
    virtual void SetPositionY(float fValue) {}
    virtual void SetPositionZ(float fValue) {}

    virtual bool GetPositionX(float& fOutValue) const { return false; }
    virtual bool GetPositionY(float& fOutValue) const { return false; }
    virtual bool GetPositionZ(float& fOutValue) const { return false; }

    virtual void SetAngleX(float fValue) {}
    virtual void SetAngleY(float fValue) {}
    virtual void SetAngleZ(float fValue) {}

    virtual float GetAngleX() const { return 0.0f; }
    virtual float GetAngleY() const { return 0.0f; }
    virtual float GetAngleZ() const { return 0.0f; }
    virtual float GetYaw() const { return 0.0f; }
    virtual float GetRoll() const { return 0.0f; }
    virtual float GetPitch() const { return 0.0f; }

    virtual bool GetEyeHeight(float& fOutValue) const { return false; }
    virtual bool GetAgentHeight(float& fOutValue) const { return false; }
    virtual bool GetAgentRadius(float& fOutValue) const { return false; }

    virtual void SetEnableFocus(bool bValue) {}
    virtual bool GetEnableFocus() const { return true; }
        
    virtual bool GetAgentBoundsExtent(float& ExtentX, float& ExtentY,
        float& ExtentZ) const { return false; }

    virtual float GetMaxSpeed() const { return 0.0f; }

    virtual bool IsCanFly() { return false; }
    virtual bool IsCanWalk() { return false; }
    virtual bool IsCanJump() { return false; }
    virtual bool IsCanSwim() { return false; }
    virtual bool IsCanCrouch() { return false; }

    virtual bool IsFlying() { return false; }
    virtual bool IsFalling() { return false; }
    virtual bool IsWalking() { return false; }
    virtual bool IsJumping() { return false; }
    virtual bool IsSwimming() { return false; }