Unity 的行为决策树的技术原理

Unity的行为决策树是一种强大的工具，用于创建复杂的游戏人工智能（AI）。行为决策树是一种图形化的编程工具，它可以将游戏角色的行为和决策过程可视化，从而使开发人员更容易理解和调试游戏AI。在本文中，我们将详细讲解Unity的行为决策树的技术原理，并给出相应的代码实现。

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一、行为决策树的基本概念

行为决策树是一种树形结构，用于描述游戏角色的行为和决策过程。它由一系列节点组成，每个节点代表一个行为或决策。节点之间通过连接线相连，形成一个有向无环图（DAG），从而描述了游戏角色的行为和决策过程。

行为决策树的节点有多种类型，包括条件节点、动作节点、选择节点、序列节点等。条件节点表示一个条件，如“是否有敌人在视野范围内”；动作节点表示一个行为，如“向目标移动”；选择节点表示一个选择，如“选择攻击还是逃跑”；序列节点表示一个序列，如“先向目标移动，再进行攻击”。

行为决策树的执行过程是从根节点开始，逐级向下遍历，直到找到一个叶子节点为止。叶子节点表示一个行为，执行该行为并返回结果。如果该行为执行成功，则向上返回成功；否则向上返回失败。节点之间的连接线有多种类型，包括顺序连接、选择连接、并行连接等。顺序连接表示节点之间的顺序关系，如“先执行A节点，再执行B节点”；选择连接表示节点之间的选择关系，如“如果条件成立，则执行A节点，否则执行B节点”；并行连接表示节点之间的并行关系，如“同时执行A节点和B节点”。

二、行为决策树的实现

Unity中提供了一个行为决策树插件——Behavior Designer，它可以帮助开发人员创建复杂的游戏AI。Behavior Designer提供了一系列节点类型，包括条件节点、动作节点、选择节点、序列节点等。开发人员可以根据游戏需求自定义节点类型，并将它们添加到行为决策树中。

Behavior Designer的节点脚本使用C#编写，每个节点脚本继承自BehaviorDesigner.Runtime.Tasks.Task类。每个节点脚本都实现了一个Execute方法，该方法用于执行节点的行为或决策过程。在节点的Execute方法中，开发人员可以访问游戏对象的属性和方法，从而实现游戏AI的行为和决策过程。

Behavior Designer的行为决策树使用Unity的序列化机制进行保存和加载。开发人员可以将行为决策树保存为一个.asset文件，并在游戏中加载它。在游戏中加载行为决策树后，可以通过Behavior Designer提供的API来执行行为决策树并获取结果。

三、行为决策树的实例

下面我们来看一个简单的行为决策树实例，该实例描述了一个游戏角色的巡逻行为。

首先我们需要创建一个行为决策树，并添加一个序列节点。在序列节点中添加两个动作节点，分别表示“向目标移动”和“等待一段时间”。在“向目标移动”节点中，我们需要访问游戏对象的位置属性，并计算出与目标位置的距离。如果距离小于一定值，则返回成功；否则返回运行状态。在“等待一段时间”节点中，我们需要使用协程来实现等待功能。代码如下：

using UnityEngine;
using BehaviorDesigner.Runtime;
using BehaviorDesigner.Runtime.Tasks;
using System.Collections;

public class MoveToTarget : Action
{
    public SharedGameObject target;
    public float moveSpeed = 5f;
    public float stoppingDistance = 1f;

    private Transform targetTransform;
    private Transform agentTransform;

    public override void OnStart()
    {
        targetTransform = target.Value.transform;
        agentTransform = transform;
    }

    public override TaskStatus OnUpdate()
    {
        float distance = Vector3.Distance(targetTransform.position, agentTransform.position);
        if (distance < stoppingDistance)
        {
            return TaskStatus.Success;
        }
        else
        {
            agentTransform.position = Vector3.MoveTowards(agentTransform.position, targetTransform.position, moveSpeed * Time.deltaTime);
            return TaskStatus.Running;
        }
    }
}

public class WaitForSeconds : Action
{
    public float waitTime = 1f;

    public override IEnumerator GetEnumerator()
    {
        yield return new UnityEngine.WaitForSeconds(waitTime);
        yield return TaskStatus.Success;
    }
}

在上面的代码中，MoveToTarget节点表示“向目标移动”行为，WaitForSeconds节点表示“等待一段时间”行为。我们可以将这两个节点添加到行为决策树中，并设置相应的参数。

最后，我们需要将行为决策树添加到游戏对象上，并在游戏中执行它。代码如下：

using UnityEngine;
using BehaviorDesigner.Runtime;

public class Patrol : MonoBehaviour
{
    public BehaviorTree behaviorTree;

    void Start()
    {
        behaviorTree = GetComponent<BehaviorTree>();
        behaviorTree.EnableBehavior();
    }
}

在上面的代码中，Patrol脚本用于将行为决策树添加到游戏对象上，并在游戏中执行它。我们可以将该脚本添加到游戏对象上，并设置相应的参数。