每年的GDC大会上，全球顶尖的游戏开发者们将齐聚在这里，交流彼此的想法，构想游戏业的未来方向。接下来雷火UX公众号会选择一部分高质量的演讲，陆续为大家进行介绍。旨在通过对这些演讲内容进行学习，了解游戏领域的最新研究热点趋势，并期待与全世界的游戏爱好者一起产生更多创新和灵感的碰撞。
GDC 2021
Daniel Dolui
AI Summit
Daniel Dolui 是 Wolcen Studio 公司的首席执行官兼创意总监。
James Hancox
AI Summit
James Hancox 是 Kythera AI 的首席 AI 开发人员，他领导团队开发 Kythera AI 工具集并为客户提供支持。他为 Wolcen: Lords of Mayhem、Aquanox Deep Descent 和其他即将推出的主机游戏开发过AI。
《破坏领主》是一款类似于黑暗破坏神的游戏，这款游戏在RPG游戏中注入了更多动作类元素，比如本次演讲要介绍的游戏AI；游戏里没有职业的概念，玩家可以选择任意职业从而在游戏中有更多自由发展的空间；此外，游戏还拥有强大的故事情节和丰富的故事线；
《破坏领主》游戏于2015年启动，2020年2月发行，下面将介绍几个在游戏中运用的AI机制。
路径生成
设计路径生成机制的目的是给游戏中引入更多不确定的因素。比如把一个从A点移动到B点的任务变成一系列的线索告诉玩家，以及加入随机的怪物猎杀、森林BOSS刷新机制等。
上图的几个算法中，右下角的红色路径是传统的A*寻路算法，按照这个路径走玩家会错过将近一半的地图空间，对游戏来说不太合适；绿色的路径是理想结果，多生成几条这样的路径可以增加游戏的随机性；而黄色的路径是糟糕的：玩家在行走时会猎杀途中怪物，这样让他们走了回头路 。
路径生成机制会经历三个步骤：路径发现、路径选择和路径平滑：
路径发现
首先通过不断地调用A*算法、调整地图不同部分的权重，让A*能尽可能地找出所有可能的路径。但是这些结果并不会被游戏直接采纳，因为A*计算出来的路径有些太短、有些太长、或者有些弯弯绕绕。在经历过数次迭代之后，A*已经能够找出我们需要的路径集合了。
路径选择
从生成的所有路径里面建立有向无环图，用节点表示每一个具体位置，位置之间的行走方案构成边。在每次从起点出发后，路过每个节点时会随机选择一条出边，然后根据游戏剧情对路线进行调整，这样就形成了最终路径方案。
路径平滑
如上图所示，利用随机半径将角落里的小路挪出来，然后用曲线拟合路径并做一些收拢（如上图将红色路径变成绿色路径），以此在游戏中获得比较好的视觉效果。
算法效果
从游戏设计的角度来说，路径生成机制的表现效果超出预期，甚至对玩家有种“催眠”效果：因为玩家跟随着它设计的路线去打怪，而不用自己思考。路径生成机制还会触发一些随机事件让经过相同地区的玩家有着不同的体验，从而大大提高了游戏的可重玩性。
军队编排
《破坏领主》中使用AI构建了怪物军团，他们有组织、有纪律，玩家跟它们进行战斗比跟普通怪物打架会有趣很多。AI军团的设计目标就是让军团内的怪物在参与集体行动的同时，每个怪物个体都有自己的反应及行动，帮它们决定需要去哪、攻打的目标以及制定行动策略（比如往某个目标发射弓箭）。
阵 型
AI军团的阵型和布局由若干个单位构成，每个单位都可以加入或者离开这个军团，并且拥有自己的位置、方向和攻击。军团的阵型可以自由变换：可以变成方针进行守卫或者变成新月形状对目标进行包围。
导 航
当一个军团在角落里生成的时候，需要经过很多羊肠小道和障碍物才能到达目的地。比如上图生成虚线框内的导航网格，以军团的阵型是无法通过的，军团在经过此处时需要调整军队的宽度以进入狭窄的路径，同时在经过拐角时改变移动方向避免撞墙。
算法效果
在怪物军团的制作上AI的表现非常棒，但同样存在一些问题：由于单个怪物太弱，所以它们需要聚在一起导致军团看起来密密麻麻的，而且很容易被玩家团灭；以及可以尝试做一些队形扫射之类的动画来提升玩家体验。
怪物移动
在普通的避障场景里，我们一直使用ORCA算法检测碰撞，这个算法在大部分场景下的表现是好的，但是如上图所示，它需要对空间进行切割，所以当面前是一堵墙时导致没有潜在空间可供切割，所以此时的表现效果并不是很好。
转向控制
在转向控制中，除了转向力，还有很多基于上下文的行为，每个行为都给出了有关问题空间的上下文，比如偏好哪条路线、哪条路线是不能走的。我们把容易发生碰撞检测的区域定义为问题领域，转向控制算法的目标就是尽可能缩小问题领域的范围。在问题领域上进行梯度下降搜索，首先从调整速度开始，把速度降下来使问题领域的范围缩小，从而慢慢到达目标位置，这个算法在游戏中的效果很好。
算法效果
怪物的移动调整让AI军团变得更强壮，玩家可以和更多的敌人战斗，战斗体验更好。
总 结
《破坏领主》因为AI元素的加入与传统的RPG游戏有着不同，玩家可以在破坏领主中瞬间消灭所有敌人，AI军团并不像我们想象的那么强大，这一点是需要改进的。通过《破坏领主》中AI创造的新世界玩家能获得更多的认同感和代入感。
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