本系列為筆者初學(xué)c/c++和游戲AI開發(fā)的學(xué)習(xí)過程，算法為主，不涉及到具體的游戲開發(fā)軟件學(xué)習(xí)(如unity，虛幻4等),若有錯誤請?jiān)谠u論區(qū)留下批評意見。

• 語言：c/c++ (11及以上)?

• 平臺：macOS mojave?

• 編譯器：vs Code / g++

? Boids，類鳥群，最早由Craig Reynolds在1986年BBC的紀(jì)錄片中提出的計(jì)算模型，指在計(jì)算機(jī)中模擬自然界中鳥群和魚群的行為模式，并稱其為操控行為。

? 該操控行為（Steering Behaviors）主要有三種行為模式：

• 體積排斥：個體占據(jù)一定的體積，且永不相交，即每個個體都會避免與最近的個體發(fā)生碰撞。

• 速度對齊：每個個體與其近鄰（如與第k個粒子距離最近的Nk個鄰居）保持速度同步。

• 聚集傾向：粒子不會傾向于獨(dú)立行動（粒子群保持維持），每個個體會盡量與附近個體靠近，以避免孤立。

? 個體運(yùn)動是獨(dú)立的，每個個體均獨(dú)立執(zhí)行以上三個行為模式，即每個個體只會根據(jù)附近其他個體的運(yùn)動來調(diào)整自身當(dāng)前的運(yùn)動狀態(tài)，而沒有任何“領(lǐng)導(dǎo)”在起作用。

? 在計(jì)算機(jī)模型中，個體（boid）可以獲取整個場景的全部信息，但要發(fā)生群集的行為需要個體的領(lǐng)域（neighborhood）內(nèi)出現(xiàn)一個群體（flockmates）。

? 鄰域有兩個特征：一是距離（從boid的中心測量），二是角度（從boid的飛行方向測量）。

? 不在個體鄰域內(nèi)的群體會被忽略掉。鄰域可以被當(dāng)做是一個有限感知模型，但更正確的說法是，領(lǐng)域定義了一個區(qū)域，在這個區(qū)域里，群體影響著個體的航向（行為）。

有關(guān)Boids的所有資料均可在Craig Reynolds的個人網(wǎng)站上查閱到：http://www.red3d.com/cwr/boids/

? 類鳥群是一個很好的有關(guān)自治智能體的樣本，它能幫我們很好的理解和實(shí)現(xiàn)一個自治智能體程序。所謂自治智能體，是指能在一定條件下對周圍的環(huán)境做出有限的自治行為的對象。

一個自治智能體是這樣一個系統(tǒng)，它位于一個環(huán)境的內(nèi)部，是環(huán)境的一部分，且能感知該環(huán)境對他它有效實(shí)施的作用，并永遠(yuǎn)按此進(jìn)行，為未來的新感知提供條件。

----《游戲人工智能編程案例精粹》

? 自治智能體在游戲中有著很好的應(yīng)用，適用于非常多的場景，如游蕩的怪物自動避開障礙物，巡邏的衛(wèi)兵避開人群等等。

? 當(dāng)然也可以通過編寫硬規(guī)則來實(shí)現(xiàn)上述的功能，但這樣就會讓NPC看起來傻傻呆呆的，同時也會讓游戲失去許多樂趣，不是么。

? 自治智能體的運(yùn)行過程可以分解為三個步驟：

• 行動選擇：負(fù)責(zé)制定計(jì)劃，選定目標(biāo)。

• 操控：負(fù)責(zé)分解目標(biāo)，發(fā)出控制信號，服務(wù)行動選擇環(huán)節(jié)制定的目標(biāo)和計(jì)劃。

• 移動：負(fù)責(zé)執(zhí)行操控行為發(fā)過來的控制信號，做出具體的動作。

? 舉個例子，你半夜時候突然感到餓了，決定到冰箱拿點(diǎn)東西吃，于是你掀起被子、下床，打開冰箱拿出了牛奶和面包吃了起來。

? 在這整個過程當(dāng)中，對“感到餓了”這個環(huán)境的變化，大腦會做出“吃東西”這樣的計(jì)劃，并將目標(biāo)定在“冰箱”；之后，大腦中其他部位會將計(jì)劃分解為“下床，打開冰箱，吃東西”這一系列操作，并通過各種神經(jīng)信號發(fā)送給手腳；最后，你的手和腳執(zhí)行這些操控信號，走到了目標(biāo)點(diǎn)，開心的吃了一頓。

? 該項(xiàng)目仍然來自《游戲人工智能編程案例精粹》，但是由于各種原因的限制，筆者對其進(jìn)行了大量的修改，并且會按照自己的理解來講解該項(xiàng)目，但其核心思想和內(nèi)容不會改變。

? 具體的演示視頻，筆者已經(jīng)上傳到B站，可以在這里看到。

? 筆者選用了跨平臺的第三方庫SFML來實(shí)現(xiàn)圖形界面的開發(fā)，這是一個簡單方便的多媒體庫，??非常適合用來當(dāng)做簡單的2D游戲引擎，開發(fā)小游戲。

? 具體的安裝教程，在這篇文章里有個簡單的介紹。

? 至于SFML的使用教程，推薦直接參考官方文檔：https://www.sfml-dev.org/ ，也可以跟著這本書學(xué)習(xí)《SFML Game Development》。

參考：?

• 《游戲人工智能編程案例精粹》

• http://www.red3d.com/cwr/boids/? ??Craig Reynolds
  

相關(guān)代碼下載：https://github.com/linpeijie/GameToy/tree/master/GameAI