AI设计：如何给动作游戏的敌人设计人工智能？

游戏中的AI可简单理解为计算机控制的智能角色，这些智能角色能够依据周遭环境或事件的变化进行逻辑判断，进而与玩家产生特定的行为交互。

AI由三个基本元素组成，分别是AI的基本逻辑、AI的基本能力和AI的基本属性。

1、AI的基本逻辑

a. 感知（Perception）

感知指的是AI在所处环境或世界中，侦测周遭环境或事件变化的能力，这种能力由游戏设计者决定并赋予。例如在潜行游戏里，敌人的视野范围为其前方90度角的扇形区域。若游戏设定该AI仅具备视野这一唯一的感知能力，那么只有当玩家进入敌人视野时才会被发现。即便玩家在AI周围大声开枪、用枪抵住AI，甚至开枪打伤它，AI也无法感知到玩家近在咫尺。因此，游戏设计者需要全面考量游戏中AI应侦测的内容，赋予AI完善且生动的感知能力。

b. 行动（Action）

行动是指AI自主决定执行一系列行为，游戏设计者通过设定一系列规则和逻辑次序来控制这些AI的行动。例如在《魔兽世界》（WOW）中，有个NPC白天会守在熄灭的火堆前来回巡逻，夜晚降临时则会去点燃火堆并静静坐着。若游戏设计者想打造一个热闹的城市，可以设计多种不同的AI角色，有的沿着街道从一处跑到另一处，有的小贩站在原地吆喝，甚至可以让两个NPC在行走过程中相遇并交谈。一个拥有丰富AI角色的游戏世界，能让玩家更易融入其中。

c. 反应（Reaction）

反应是指AI在感知到玩家行为所引发的刺激信息时触发的行为。比如在《求生之路》（Left 4 Dead）里的Hunter，探测到玩家位置后会伺机从远距离扑向玩家。若玩家朝Hunter开枪，它会尝试使用天花板跳、三级跳等技能躲避射击；若玩家不射击，它则会直接从远距离扑过来。这种反应也可称为怪物攻击策略，有趣且生动的AI反应能让玩家感受到挑战的乐趣。

大多数游戏AI若能实现上述三点，基本就能满足游戏设计者的需求。

d. 学习（Learning）

较为复杂的游戏AI会记录玩家的行为变化。例如策略游戏的AI可能会根据玩家的策略变化，持续分析玩家的行为，从而做出更复杂的决策，如选择与玩家结盟，或联合其他国家攻击玩家；许多国外RPG游戏中的NPC会依据玩家在游戏中的善恶表现，对玩家展现出截然不同的态度；在射击游戏中，若玩家驾驶坦克，AI使用步枪，两者遭遇时，AI一开始用步枪攻击，发现无效后会去寻找反坦克导弹来摧毁坦克。

高级AI的学习需要随时记录玩家的行为变化，并将这些信息放入专门的分析系统中逐一分析，以得出最有利于自身的反应。具备学习能力的AI相当聪明，但更出色的游戏设计者需要设计一个完善的分析系统，该系统通常用于控制游戏难度。当玩家多次尝试失败后，高级AI会分析出玩家的优缺点，例如玩家射击能力较差，AI便会略微降低自身的移动反应速度，让玩家更容易击中自己。

明确基本逻辑后，我们就可以构建逻辑流程，设计出不同的逻辑类型。例如在《魔兽世界》中，石像鬼和亡灵的生命值（HP）和攻击力相同，但AI逻辑仅有两处不同：

• 石像鬼：原地石化 -> 侦查 -> 进攻 -> 逃跑 -> 死亡
• 亡灵：四处巡逻 -> 侦查 -> 进攻 -> 逃跑 -> 死亡

2、AI的基本能力

作为游戏AI设计者，首先要分析并归纳出所设计游戏中AI的基本能力，明确这些基本能力有助于游戏设计者更便捷地制作更多有趣的AI。

大多数游戏中AI的能力大致可分为以下几种：

• 检测潜在威胁，确认对方身份（敌人还是朋友）
• 确认威胁级别（专注于威胁最大的目标）
• 与敌对者交战（战斗技能）
• 特殊行为（根据游戏需要特意设计的AI行为）

我们可以将这些基本能力作为可调整的嵌入参数，以获得更多类型的AI。例如，10级的石像鬼和5级的精英石像鬼生命值和攻击力相同，但AI能力有两处不同：

• 石像鬼：侦查 -> 进攻 -> 逃跑 -> 死亡
• 精英石像鬼：侦查 -> 横扫技能 -> 进攻 -> 逃跑 -> 死亡

也就是说，我们可以保证基本逻辑流程一致，即编写一套基本的AI逻辑：侦查 -> 进攻 -> 逃跑 -> 死亡，在其中嵌入多样化的能力，从而实现AI类型的多样化。

3、AI的基本属性

设计好AI的基本属性至关重要。

大多数游戏中AI的基本属性大致可分为：

• 身份（阵营）
• 战斗参数（生命值、攻击力、防御力）
• 交互范围（追击距离、仇恨侦测距离、攻击交互距离）
• 侵略性（攻击技能使用频率）
• 仇恨（主要攻击目标查找）

游戏设计者可以通过调整基本属性设计出“个性”各异的AI。例如在《魔兽世界》中，若要塑造一个凶猛的兽兵，其属性可能是血厚、攻击力高、防御力低、速度快；若要塑造一个坚毅的人兵，属性则可能是血中等、攻击力中等、防御力高、速度缓慢。两者的不同仅体现在外形、动画、生命值和攻击力上，但AI逻辑完全相同，均为简单的侦查 -> 进攻 -> 逃跑 -> 死亡。

如何利用以上基本元素设计游戏中的AI？

第一步：定义游戏中AI的基本挑战

单个的AI挑战往往需要与关卡设计的挑战相结合，形成一个基本的挑战模式（Challenge Pattern）。在游戏设计者拿到怪物详细概念设计之前，必须明确本款游戏中最重要的游戏挑战所在，即玩家玩游戏的乐趣是什么，以及所设计的游戏AI会出现在游戏的哪个部分，扮演何种角色。例如在《超级马里奥》中，玩家需要通过跳跃躲避怪物的直接接触（一碰即死），或准确跳到怪物头上消灭怪物。游戏中最简单的怪物AI表现为在两点之间匀速来回巡逻，这可成为一个基本的挑战模式。越往后的关卡，怪物AI会更复杂，比如有的怪物会使用技能主动攻击玩家，玩家既要躲避怪物的直接接触，又要躲避怪物发出的攻击子弹，这就构成了难度更高的挑战模式。

第二步：设计挑战中的AI基本能力和基本属性

同样以《超级马里奥》为例，怪物的基本能力、基本属性和挑战模式相互关联。通过多样化的能力和属性组合，我们可以获得更多样化的挑战。

第三步：设计AI的逻辑图

这一步通常由游戏设计师和游戏程序员共同商讨完成。若游戏设计师能提供一个结构清晰的游戏AI运行流程，将有助于程序员更好地理解游戏中怪物的行为，有时可能还需要设计者亲自参与AI的制作。如下图是一个简单的RPG游戏中怪物的AI运行流程，也可称为AI逻辑转换结构图。

AI的状态也可理解为程序员常说的状态机。AI会在一个状态下完成指定行为，当指定条件达成时，AI会从一个状态转换到另一个状态，如上图绿色方框所示，包括出生、待命、战斗判定、技能、追击等。

AI的逻辑即AI状态之间来回转换的条件，如上图灰色菱形所示，包括出生状态是否完成、是否巡逻、玩家是否在仇恨范围内等。

第四步：测试游戏中的AI

没有人能保证自己的设计从一开始就是完美的，作为游戏设计者，要时常以玩家的心态去不断测试和体验自己的设计。