游戏开发中的人工智能4
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FACULTY OF SOFTWARE
游戏开发中的人工智能
--------群聚
1
FACULTY OF SOFTWARE
群聚
基本群聚 群聚实例 避开障碍物 跟随领头者
2
FACULTY OF SOFTWARE
群聚
群体行为的核心是基本的群聚算法。 本章用“单位”（unit）指代组成群体的个别 实体。
3
FACULTY OF SOFTWARE
基本群聚
Reynolds基本群聚算法核心：凝聚规则、对 齐规则、分隔规则。 凝聚规则：每个单位都往其邻近单位的平均 位置行动。 对齐规则：每个单位行动时，都要把自己对 齐在其邻近单位的平均方向上。 分隔规则：每个单位行动时，要避免撞上其 邻近单位。
4
FACULTY OF SOFTWARE
FACULTY OF SOFTWARE
7
FACULTY OF SOFTWARE
有限视野
狭窄视野
8
FACULTY OF SOFTWARE
4-2宽(270度)、窄(45度)视野的队形
9
FACULTY OF SOFTWARE
群聚实例
行进模式：每个单位视为刚体，在该单位的前端 左侧或右侧施加转向力。转向力的大小是所有规 则应用后的所得的累加值。必须确保不是单一规 则主导一切，即要做好两方面的工作。首先，要 调控好每条规则所贡献的转向力；其次，要调整 行进模式，以确保每个单位都获得平衡。 邻近单位：邻近单位多少的是由视野角度及视野 半径为参数的函数。由于群体中的单位位置会随 时变动，因此，游戏循环每运行一轮，每个单位 都必须更新其视野。当单位数量增加时，邻近单 位搜索将十分耗费运算资源。
5
FACULTY OF SOFTWARE
砖块环境中的移动模组，移动数组 2、用Bresenham线段算法计算不同的移动 模式 3、将模式标准化 4、设定前进速率，按照设定好的移动模式 移动，当到达线段的端点时检查移动数组， 以确定移动方向。
6
4-1单位的视野（宽广视野）
基本群聚
Reynolds基本群聚算法是没有领导核心的； 就某种意义而言，它们都跟着整个群体移动。 每个单位都必须有行进的能力；每个单位都 必须知道其局部周围的情况，即邻近单位位 置、方向以及群体中与自身最靠近的单位之 间的距离。 在仿真物理环境中可以对仿真中的单位施加 转向力使其改变方向；在砖块环境中可以采 用视线方法让单位改变方向或朝特定点移动。
11
FACULTY OF SOFTWARE
避开障碍物
算法思路： 替每 个单位在前方安装 虚拟触角(feeler)， 当触角碰到东西， 则需要转向。在3D 游戏中可以用虚拟 的体积代替。
12
FACULTY OF SOFTWARE
跟随领头者
用某些简单规则建立领头者 让领头者完成某些预订模式
13
10
FACULTY OF SOFTWARE
群聚实例
凝聚：让每个单位都呆在同一个群体中。即 每个单位都应该朝其邻近单位的平均位置 （各个位置的向量总和除以总邻近单位数） 前进。 对齐：让群聚中的所有单位都大致朝相同的 方向前进。每个单位应在行进时，试着以等 同于其邻近单位平均方向的方向前进。 分隔：让每个单位彼此间保持最小距离。
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--------群聚
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群聚
基本群聚 群聚实例 避开障碍物 跟随领头者
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群聚
群体行为的核心是基本的群聚算法。 本章用“单位”（unit）指代组成群体的个别 实体。
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基本群聚
Reynolds基本群聚算法核心：凝聚规则、对 齐规则、分隔规则。 凝聚规则：每个单位都往其邻近单位的平均 位置行动。 对齐规则：每个单位行动时，都要把自己对 齐在其邻近单位的平均方向上。 分隔规则：每个单位行动时，要避免撞上其 邻近单位。
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有限视野
狭窄视野
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4-2宽(270度)、窄(45度)视野的队形
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群聚实例
行进模式：每个单位视为刚体，在该单位的前端 左侧或右侧施加转向力。转向力的大小是所有规 则应用后的所得的累加值。必须确保不是单一规 则主导一切，即要做好两方面的工作。首先，要 调控好每条规则所贡献的转向力；其次，要调整 行进模式，以确保每个单位都获得平衡。 邻近单位：邻近单位多少的是由视野角度及视野 半径为参数的函数。由于群体中的单位位置会随 时变动，因此，游戏循环每运行一轮，每个单位 都必须更新其视野。当单位数量增加时，邻近单 位搜索将十分耗费运算资源。
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砖块环境中的移动模组，移动数组 2、用Bresenham线段算法计算不同的移动 模式 3、将模式标准化 4、设定前进速率，按照设定好的移动模式 移动，当到达线段的端点时检查移动数组， 以确定移动方向。
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4-1单位的视野（宽广视野）
基本群聚
Reynolds基本群聚算法是没有领导核心的； 就某种意义而言，它们都跟着整个群体移动。 每个单位都必须有行进的能力；每个单位都 必须知道其局部周围的情况，即邻近单位位 置、方向以及群体中与自身最靠近的单位之 间的距离。 在仿真物理环境中可以对仿真中的单位施加 转向力使其改变方向；在砖块环境中可以采 用视线方法让单位改变方向或朝特定点移动。
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避开障碍物
算法思路： 替每 个单位在前方安装 虚拟触角(feeler)， 当触角碰到东西， 则需要转向。在3D 游戏中可以用虚拟 的体积代替。
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跟随领头者
用某些简单规则建立领头者 让领头者完成某些预订模式
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群聚实例
凝聚：让每个单位都呆在同一个群体中。即 每个单位都应该朝其邻近单位的平均位置 （各个位置的向量总和除以总邻近单位数） 前进。 对齐：让群聚中的所有单位都大致朝相同的 方向前进。每个单位应在行进时，试着以等 同于其邻近单位平均方向的方向前进。 分隔：让每个单位彼此间保持最小距离。