Unity 有限状态机（Finite State Machine）的理解 与 实现简单的可插拔（Pluggable）AI脚本对象。

#Unity 有限状态机（Finite State Machine）的理解 与 实现简单的可插拔AI脚本对象。

参考官方教程：Pluggable AI With Scriptable Objects
Github完整项目：TanksPluggableAI
大神Blog：【游戏设计模式】之三 状态模式、有限状态机 & Unity版本实现

　　一般的游戏AI都是使用状态机的设计模式来实现的。发现官方有教程，就跟了一遍，这里就总结一下。
　　先简单说一下状态模式。就是根据当前状态和对应条件，选则需要转换的下一个状态。例如本文的例子，坦克默认状态是巡逻（状态），在发现有敌人时（条件），转换成追杀（状态），在敌人逃脱或死掉了之后（条件），又变成巡逻（状态）。

　　游戏场景：绿色标签为巡逻点。蓝色标签为玩家出生点。红色为AI出生点。（如图玩家被两个AI追杀。）

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AI对象结构

　　每个AI对象都有一个状态控制器（StateController）脚本组件，包含一个当前状态（State），且状态包含需要执行动作（Action），还有状态转换的条件（Transition）。

　　Unity中文件分类层级如下。其中DefaultEnemyStats是默认AI的一些配置。包括攻击距离，移动速度，旋转速度等等。

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State （状态）

using UnityEngine;

[CreateAssetMenu (menuName = "PluggableAI/State")]
public class State : ScriptableObject 
{
    public Action[] actions;                        //动作
    public Transition[] transitions;                //通过决定，选择下一种动作决定
    public Color sceneGizmoColor = Color.gray;      //拿来渲染eyes的Gizmos颜色

    //每一帧更新状态，在StateController的OnUpdate中调用。
    public void UpdateState(StateController controller)
    {
        DoActions(controller);                      //执行动作
        CheckTransition(controller);                //检测转换状态
    }

    //顺序执行动作列表的动作。
    private void DoActions(StateController controller)
    {
        for (int i = 0; i < actions.Length; i++)
            actions[i].Act(controller);
    }

    //检查所有转换状态，并改变状态。
    private void CheckTransition(StateController controller)
    {
        for (int i = 0; i < transitions.Length; i++)
        {
            //这里条件转换只有两个，所以直接用Bool类型来判断。当然也可以有多种条件转换。
            bool decisionSucceeded = transitions[i].decision.Decide(controller);

            if (decisionSucceeded)
                controller.TransitionToState(transitions[i].trueState);
            else
                controller.TransitionToState(transitions[i].falseState);
        }
    }

}

状态名	说明	配置
Remain State	保持原来状态。不包含任何属性。	略。
PatrolChaser	巡逻者状态。在巡逻点之间巡逻，如果检测到敌人，转为追杀状态。
ChaseChaser	追杀者状态。导航到目标一定距离并持续攻击，直到目标死掉，转回巡逻者模式。
PatrolScanner	同Patrol Chaser。巡逻到敌人，转为追杀。
ChaseChaser	同Chase Chaser 。追杀敌人，但到目标死掉，转换成警觉模式。
AlertScanner	警觉模式。其实就是旋转扫描敌人，直到扫描到目标或超过了一定时间。

　　通过上表其实可以发现有两个非常相似的动作，只是为了演示Alert Scanner 的。其实是可以优化的，就是修改Transition的结构，不再是只有两种状态选择，而是多种，这样就可以更好的重用状态。

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Action（动作）

using UnityEngine;

public abstract class Action : ScriptableObject 
{
    //State直接调用这个方法来执行动作。
    public abstract void Act(StateController controller);
}

动作名	说明	原理
PatrolAction	巡逻动作。从StateController搞来巡逻点列表。在这些巡逻点之间巡逻移动。	设置巡逻点为导航目标点，到达后设置下一个巡逻点为导航点。
ChaseAction	追随动作。最短距离到达目标。	设置目标为导航目标点，导航过去就是了。
AttackAction	攻击动作。攻击目标。	射出检测射线（红色的），检测到目标就发炮攻击。

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Decision（决定）

using UnityEngine;

public abstract class Decision : ScriptableObject 
{
    //通过这个方法的返回值来判断决定的选择。
    public abstract bool Decide(StateController controller);
}

决定名	说明	原理
LookDecision	检测决定。检测到目标就设置为追踪目标，并且返回True。	射出检测球体射线（绿色的）来检测。
ActiveStateDecision	活动状态决定。就是判断追踪的目标是否active（激活状态）。	直接返回追踪目标的active的bool值。
ScanDecision	扫描决定。说是扫描其实并没有扫描，只是在转圈而已。一直转到外部条件改变状态，或者超过了扫描限定的时间。	停止导航。配合Time.deltaTime旋转自己。返回是否超过扫描限定时间。

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Transitions（状态转换）

//状态转换。通过决定的返回值，选则两种状态中其中一个
[System.Serializable]
public class Transition 
{
    public Decision decision;
    public State trueState;
    public State falseState;
}

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测试结果

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第一种，巡逻->发现目标->追杀->目标死亡->巡逻。（颜色配合下图样例使用。）

1. 起始 Patrol Chase 状态，巡逻点之间移动，还没有检测到目标，眼里射出的是清澈的绿色。

2. 发现了目标，转为Chase Chaser 状态，射出了充满愤怒的红色射线，并且一直攻击目标。

3. 当目标化为灰烬，转回 Patrol Chase 状态。

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第二种，巡逻->发现目标->追杀->目标死亡->旋转扫描目标->｛两种情况：1. 发现目标，回到第二步。2. 超过扫描时间，回到第一步（巡逻）。（颜色配合下图样例使用。）

1. 起始 Patrol Scanner 状态，巡逻，眼里射出的是原谅的绿色。

2. 发现刚刚杀了蓝孩子的小红，转为 Chase Scanner 状态，追杀之。

3. 杀掉小红之后，转为 Alert Scanner 状态。旋转扫描周围是否有敌人。

4. 没有扫到，回到 Patrol Scanner 状态。

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