前言
我最近学习使用C#脚本实现Unity行为树，并使用行为树实现了对“空洞骑士”中，“假骑士”的AI行为逻辑的简单实现。本文主要记录了在这个过程中的一些要点。
行为树的原理及实现教程来自这位大佬的博客：
游戏AI行为决策——Behavior Tree（行为树）
一、运作逻辑
行为树的运作逻辑在大佬的博客中有详细说明，这里为了方便我自己查阅，就简单描述一下。
与状态机（FSM）不同，状态机的原理是停留在某一状态，重复执行该状态的逻辑，直到达成条件转换为别的状态；而行为树是不断从根节点向下搜索（根节点驱动），找到达成条件的节点执行，执行完成后重新从跟节点开始，一直重复这个过程。
行为树顾名思义是一个树状结构，它具有树状结构的特点，开发者可以灵活地进行组装，实现节点的重复利用，避免写重复的代码，提高了开发效率。其缺点可能就是每次都要从根节点重新遍历，性能开销和复杂性略大于有限状态机。
行为树的节点类型包含以下几种：
- 组合节点（Composite），指有多个子节点的特殊节点，具体包括：
- 顺序器（Sequence）
- 选择器（Selector）
- 并行器（Parallel）
- 过滤器（Filter）
- 主动选择器（ActiveSelector）
- 监视器（Monitor）
- 修饰节点（Decorator），指仅有一个子节点的特殊节点，具体包括：
- 取反器（Inverter）
- 重复执行器（Repeat）
- 动作节点，指可以自定义的节点，比如「攻击」、「巡视」之类的
树形结构的实现则是采用链表和栈，利用链表按顺序记录节点的所有子节点，利用栈暂时记录根节点便于调用。
具体的实现代码在大佬的博客中有详细代码，这里不多赘述，为了方便理解这里贴出我在学习后整理出的类图
（最后所有的节点都会聚合到BehaviorTreeBuilder中统一调用，类图中为了美观没有一一连线）
二、行为树的应用
行为树一般用于实现AI行为逻辑，我使用了我半年前用有限状态机制作的一个空洞骑士假骑士boss战的一个项目进行行为树应用练习，将假骑士的有限状态机更改为行为树
1. 设计行为树
在没有可视化的情况下，构建一个行为树还是比较复杂的，容易混乱，建议先像我这样将树形结构画出来，对照着图一步步构建。
我计划使用顺序器（Sequence）和选择器（Selector）组合以实现这个行为树。根据行为树和组合节点的特点：
选择节点会依次遍历检查它的子树，如果有一个子树成功执行就会返回成功并停止遍历，执行完成后重新从头开始
顺序节点会依次遍历检查它的子树，如果有一个节点执行失败就会返回失败并停止遍历，然后重新从头开始
我们可以将执行节点的条件（上图中连接线上的语句）单独作为节点放在行为节点前。按照这个思路，我将行为树的模拟图进行细化
蓝色的节点为条件节点，我又加了攻击和追击的cd判定，防止怪物不停的追着玩家或者不停的攻击。
利用选择节点从左到右依次检查的特性，我将待机节点放在最后，这样就不用为待机加条件节点了，前面的的节点如果都没有达成运行条件，就会运行待机。
2.节点实现
对于行为节点的实现，我相信大家各有各的手段，我就不展示我杂乱且业余的的代码了。这里主要说以下cd判定节点的实现。cd计时器我使用了协程，当可执行标记为true时进入协程并返回success，协程中将标记置为false，并在cd时间（我设置为5秒）后将标记置为true。
代码很简单，但是问题在于开启协程的方法StartCoroutine()只能在继承了MonoBehavior的类中使用，而cd判定节点必须继承自Behavior，且C#不支持多继承。
最后从网上找到大佬的解决办法。在场景中创建一个空物体（MonoStub），然后在空物体上挂载一个继承自MonoBehavior的空脚本MONOStub.cs ，最后利用MonoStubTemp.GetComponent<MONOStub>().StartCoroutine());语句调用StartCoroutine();
完整脚本在这里：
using System.Collections;
using UnityEngine; public class CDNode : Behavior{ private float cd; private bool isCoolingDown; public CDNode(float cd){ this.cd = cd; this.isCoolingDown = false; } protected override EStatus OnUpdate(){ if (isCoolingDown) return EStatus.Failure; MStartCoroutine(); return EStatus.Success; } private void MStartCoroutine(){ GameObject MonoStubTemp = GameObject.Find("MonoStub"); if (MonoStubTemp == null){ MonoStubTemp = new GameObject(); MonoStubTemp.name = "MonoStub"; MonoStubTemp.AddComponent<MONOStub>(); } MonoStubTemp.GetComponent<MONOStub>().StartCoroutine(CoolDown(cd)); //Debug.Log("开始计时器协程"); } IEnumerator CoolDown(float cd){ isCoolingDown = true; yield return new WaitForSeconds(cd); isCoolingDown = false; }} public partial class BehaviorTreeBuilder{ public BehaviorTreeBuilder CDNode(float cd){ var node = new CDNode(cd); AddBehavior(node); return this; }}
3.构建树
构建树就比较简单了，参照模拟图按部就班的写就行，这里我学着大佬写的有层次一点
private void BuildTree(){ builder.Seletctor() .Sequence() .DeidTrigger() .Died(anim, rb) .Back() .Sequence() .SkillTrigger() .ChangeDirection(rb) .Skill(anim, rb) .Back() .Sequence() .CDNode(5) .AttackTrigger(rb) .ChangeDirection(rb) .Attack(rb, anim) .Back() .Sequence() .CDNode(5) .WatchTrigger(rb) .ChangeDirection(rb) .Track(rb, anim) .ChangeDirection(rb) .Back() .Sequence() .Idle(anim) .Back() .End();
}
将这个方法放在start()中运行，然后将builder.TreeTick();放在Update()中即可
private void Start(){ BuildTree();
} private void Update(){ builder.TreeTick();
}
三、总结
相比于有限状态机，行为树在实现较为复杂的AI逻辑时具有很大的优势，行为节点和条件节点的组合使用极大地提升了代码的复用性，也使一些多阶段动作的实现更容易了。
那么之后我应该会去继续学习分层任务网络（HTN），据说是比行为树更先进一些，学习更先进更高级的东西使我快乐。
最终效果演示：使用行为树重新设计假骑士的行为逻辑_哔哩哔哩_bilibili
项目源码：使用行为树重新设计假骑士的行为逻辑_哔哩哔哩_bilibili
