简介

　　有限状态机难以模块化，编写代码麻烦容易出错。相比较而言，行为树（Behavior Tree）层次清晰，易于模块化，并且可以利用通用的编辑器简化编程，简洁高效。

　　行为树编辑器在Unity3d商店中就有，可以直接使用，不过大部分都是花钱的。

行为树技术原理

　　行为树主要采用4种节点来描述行为逻辑，分别是顺序节点、条件节点、选择节点和行为节点。每一棵行为树表示一个AI逻辑。要执行其逻辑，需要从根节点开始遍历执行整棵树。

　　节点从结构上分为两类：组合节点、叶节点。

　　　　组合节点：树中间的节点。

　　　　叶节点：没有孩子的节点，一般用来放置执行逻辑和条件判断。

　叶节点

　　　　叶节点包括两种类型节点，分别是条件节点和行为节点

　　　 1.条件节点

　　　　　　可以理解为if条件测试，用来测试当前是否满足某些性质或条件，例如：“玩家是否在20米之内？”

　　　　　　如果条件测试结果为真，那么向父结点返回success，否则返回failure

　　　 2.行为节点

　　　　　　用来完成实际的工作，例如：播放动画、规划路径、让角色移动位置、感知敌人、更换武器、播放声音、增加生命值等。

　　　　　　在执行这种节点的时候，可能只需要一帧，也可能需要多帧。

　　　　　　绝大部分动作节点会返回success。

　组合节点

　　　　用来控制数的遍历方式，最常用的组合节点有选择节点、顺序节点、并行节点、修饰节点等

　　　 1.选择节点

　　　　　　也称为优先级Selector节点，它会从左到右依次执行所有子节点，只要子节点返回failure，就继续执行后续子节点，直到有一个节点返回success或running为止，这时它会停止后续子节点的执行，向父节点返回success或running。若所有子节点都返回failure，那么它向父节点返回failure。

　　　　　　需要注意的是，当子节点返回running时选择节点会“记录”返回running的这个子节点，下个迭代会直接从该节点开始执行（行为节点对应的代码执行时间较长，这时返回running）

// C#伪代码 Selector节点

for (int i = 0; i < n; i++)
{
    state = Tick(child(i));
    if (state == Running)
        return Running;
    if (state == Success)
        return Success;
}
return Failure;

　　　 2.顺序节点

　　　　　　它会从左到右依次执行所有子节点，只要子节点返回success，它就继续执行后续子节点，直到有一个节点返回failure或running为止，这时它会停止后续子节点的执行，向父节点返回failure或running。若所有子节点都返回success，那么它向父节点返回success。

　　　　　　它与选择节点正好是相反的感觉（选择节点类似于解决怎么进入这个房间如“爆破”、“踹门”，而顺序节点类似于解决能不能成功做这一件事如“爆破”，我有没有炸弹包，引线，火源）

// C#伪代码 Sequence节点

for (int i = 0; i < n; i++)
{
    state = Tick(child(i));
    if (state == Running)
        return Running;
    if (state == Failure)
        return Failure;
}
return Success;

　　　 3.随机选择节点

　　　　　　前面提到的两种组合节点都是有优先级的，最左面的节点优先级最高，然而对于随机选择节点，它不是永远按照从左到右的顺序执行，而是会随机选择访问子节点的顺序。

　　　 4.修饰节点

　　　　　　修饰节点值包含一个子节点，用于以某种方式改变这个子节点的行为。

　　　　　　修饰节点有很多种，其中有一些是用于决定是否允许子节点运行的，这种修饰节点有时也称为过滤器，例如Until Success，Until Fail等。Until Success的行为是这样的：循环执行子节点，直到子节点返回success为止。

　　　　　　例如，检测“视线中是否有敌人”，在修饰节点的作用下，会不停地检测，直到发现敌人为止。

　　　　　　Limit节点用于指定某个子节点的最大运行次数。例如：如果子节点的连续运行次数小于3，那么如果大于等于3返回failure。

　　　　　　Time节点设置了一个计数器，它不会立即执行子节点，而是等待一段时间，时间到了才开始执行。

　　　 5.并行节点（Parallel）

　　　　　　有多个子节点，与顺序节点不同的是，这些子节点的执行是并行的——不是一次执行一个，而是同时执行，直到其中一个返回failure（或全部返回successs）为止。此时，并行节点向父节点返回failu（或success），并终止其它所有子节点的执行。

　　　　　　并行节点用在如下一帧发生了某种事件，需要打断这些节点的执行。这种情况显然顺序节点是无法实现的，而并行节点可以实现，因为并行必须保证所有结点为success

　子树的复用

　　　　游戏中可能有多种的AI，需要不同的行为树，但是可能它们的行为树中的战斗系统是一样的，这时，为了避免重复工作，就可以复用战斗的子树。

　使用行为树与有限状态机的权衡

　　　　行为树和有限状态机在游戏AI中已经十分常见，但它们并不能互相代替，所以应用的时候加以权衡，了解它们不同的适用性。

　　　　（1）对于状态机来说，每个时刻都是出于某种“状态”，等待某个事件（转换）的发生。本质上是“事件驱动”的，即周围游戏世界发生的“事件”驱动角色的“状态”变化。从实现上来看，状态机既可以采用轮询的方式实现（每帧主动查询是否发生了某种事件），也可以采用事件驱动的方式实现（例如，注册一个回调函数，每当事件发生时，调用这个函数，在其中改变状态机的状态，或是利用消息，当事件发生时，发送消息）。

　　　　（2）对于行为树，处理周围游戏世界的变化的任务是由条件节点来完成的，这相当于每次遍历行为树时，条件节点都向周围世界发出某种“询问”，以这种方式来监视游戏世界发生的事情。因此，这实际上是“轮询”的方式——不断的主动查询。虽然目前已经有了一些高级的技术，能够将事件的驱动集成在行为树中，但在实现中，绝大多数行为树都是自顶向下，采用轮询的方式实现的。

　　　　（3）一般来说，行为树不太适合需要事件驱动的行为。例如AI角色需要对大量的外部事件作出反应——当AI角色正在向某个目标移动时，突然发生了某个事件，如同伴需要救援，玩家被击中等事件，需要立即终止这个移动过程，需要重新做出新的决策等。在遇到这种情况的时候，还是在状态机和行为树直间好好做一下权衡。

　行为树执行时的协同（Coroutine）

　　　　也就是所谓的行为节点的多帧执行。在Unity中就用StartCoroutine开启协同程序就好了。