達人專欄
我終於收齊了！！順便還收臺灣中文版
在寫這篇的時候，我一直在思考，這到底是要放在開發知識還是遊戲閒聊?因為這篇的的確確就是在介紹一種AI的設計，可是另一方面卻也是在介紹一款遊戲的實際內容，所以最後我還是決定把它放在閒聊內吧，反正AI設計也講得不夠深嘛~
由於上一篇介紹了遊戲的AI設計中最常見的兩個AI架構(沒看過的可以點這裡)。然後我就想，Fuck it. 乾脆把我看過、覺得有趣的AI都介紹一下好了。所以接下來的這兩篇依然還是圍繞著這主題做一些非常淺的閒聊(畢竟在深一點我也看不懂)。
這次要聊的，也是現今很頻繁被使用的一個邏輯，基本上想要聰明一點的AI就會使用這套，而這就是所謂的"目標導向"，英文簡稱為G.O.A.P. 而對G.O.A.P.的普及做出巨大貢獻的作品則是2005年上市的恐怖射擊遊戲：戰慄突擊(F.E.A.R)
靠!現在想想都已經是15年前的事了，學生時期玩戰慄突擊被嚇得差點濕褲子，這款遊戲真的是夭、壽、恐、怖。不過在當年，他的AI也是數一數二聰明，我到現在依然還記得被NPC戰術圍毆致死的遊戲體驗，那時真的覺得他的敵人很猛。
雖然要介紹的是恐怖遊戲(還是當年最恐怖那種)，但由於這篇著重於它的AI設計，所以內容跟恐怖基本搭不上邊，可以放心閱讀，不用擔心會跟我當年一樣差點嚇尿。
目標導向(Goal Oriented Action Planning)
先來簡單哈拉一下目標導向是啥吧!
目標導向系統，全稱為 Goal Oriented Action Planning，簡稱為G.O.A.P.，是一種可以讓AI自行尋找解決方案的架構。這個AI概念早在1970年代就有了，其中也有幾次運用在遊戲中，但真正發揚光大並完全打入遊戲產業的，則是靠2005年上市的戰慄突擊，以及它的大力推動者：傑夫·奧金。
這世界上總是會有這麼幾個想搞事的，傑夫·奧金就是這麼一個，與其跟其他開發者一樣用狀態機寫個AI，他就是要將目標導向放到遊戲裡面。要知道，自1970年代，目標導向就是AI的一大難題，因為要讓AI思考並執行可沒有這麼容易，它智障起來你真的不知道它在幹嘛。而傑夫·奧金經歷了好幾年的研究，還真的讓它給整活了，並且還給遊戲業帶來了不小的衝擊。
如今這架構也跟行為樹一樣，在遊戲產業異常活躍，只要是想做看起來很聰明的AI，可能就會使用目標導向系統。
▲GOAP的推動者傑夫·奧金，以及它對F.E.A.R. AI 的心得。
目標導向會給AI設定一個目標，例如：移動至指定地點、攻擊特定單位、巡邏等等......然後，AI會自己去尋找達到目標的方式。而這個AI會自行去尋找解決方法並執行的過程，就被稱為AI Planing. 中文也就是"AI自動規劃"
這點跟之前提到的狀態機有些不同，狀態機他不但讓AI知道現在的狀態，同時也直接告訴AI"現在要做什麼"，AI並沒有"規劃"，它只是照當前狀態辦事而已。但目標導向則是告訴現在的目標後，就讓AI吃自己去了，所以AI就要自行規劃達成目標的方式。
要達成AI自行規劃，那就需要讓它知道環境的狀況，所以AI會不斷讀取環境資料，像是場景上有什麼、自己身上有什麼、他們是什麼狀態等等......然後把這些資料存成紀錄供自己參考用。
一堆文字雲來雲去，難以理解對吧?以下來舉個例子來讓大家看得更透徹一點:
假設世界上有一扇門，我們叫它"門1"(因為命名是很重要的)，而且它是關著的，但我想要讓一個NPC去開它，那AI就會需要記錄這個門的狀態，它是開著還是關著?(畢竟去開一扇開著的門很蠢)，所以當前世界的狀態就是：有一扇關著的門。
既然AI已經知道了世界有一扇關著的門1，那它就能做規劃，去打開它了。
現在，將門放在房間A與房間B之間，並且把AI放在房間A中。然後確保AI能夠獲得正確的環境資料，門1是關的，房間A與房間B的唯一通路就是門1。那麼，我們只需要給AI一個"去房間B"的目標，AI就會自己規劃路徑 -> 打開門 -> 走到房間B。
▲只要環境條件符合，那只需要給予AI一個目標，AI就會自己思考並執行要做的事。
簡單來說，這就是GOAP到底在幹嘛。讓AI自行思考該怎麼做，並按照順序去完成目標。
當然上面舉例也只是看起來可行而已，跟實際運作起來相比還有許多細節需要考慮。例如：開門時AI該站在哪? 要面對什麼方向? 像上面的舉例只有單純判斷門是關的，並且與AI在同一區，因此就邏輯上來說，AI會隔空開門。所以若要把GOAP用在遊戲中，會比單純規劃還要再複雜一些。
接下來就要來看看，戰慄突擊是怎麼實現目標導向系統的了。
------戰慄突擊
之前我們談過了狀態機為何，它是一個非常緊密的AI架構，藉由環境變化來進入其他狀態，並去執行該狀態下的行為。什麼狀態下要做什麼都訂得死死的，所以當一款遊戲複雜的時候一個AI可能擁有好幾十種狀態供切換。
然而，戰慄突擊中雖然也運用到了狀態機，不過你以為它會很複雜嗎? 但其實它就只有長這樣：
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
這她媽是三小? 就這三個狀態也能叫狀態機? 是在開玩笑逆?
並沒有，它真的就這麼簡單。驚不驚喜? 意不意外? 我第一眼看到也是挺訝異的，不過且聽我娓娓道來
這狀態機之所以這麼簡單，就要談到遊戲AI的核心目的是啥了。
其實不論什麼遊戲的AI，目標都只是在特定狀況下播特定的動畫，如：移動時播移動動畫、攻擊時播攻擊動畫等等......而當這些動畫在對的時機、對的地點播出時，你就會覺得這個AI好像有點東西。
▲AI的最終的目的就是讓NPC在對的時機、對的地點播對的動畫(相反的，播錯就很智障)。
而戰慄突擊的這三個狀態，最終的目標就是：播動畫罷了。
移動狀態：是用來播走路、跑步、跳躍等.......的移動型動畫，同時讓AI位移至指定地點。
純動畫狀態：則是很簡單的，就是原地播一個動畫，例如換子彈、驚嚇或是單純的待機。
互動狀態：當然就是跟物件互動，像打開開關、坐椅子、踢桌子，或是先前就提到過的：開門。
這點就跟典型狀態機不同，比起每個行為都要一個狀態的狀態機，戰慄突擊把這些通通都扔給資料庫去處理，處理完後，再把行為和要播的動畫替換到僅有的三個狀態內就好了。而這些動畫只要播對時機點，碰!看起來聰明的AI就誕生了。
那AI要怎麼知道自己要去哪個狀態和要播什麼動畫呢? 這時就要用到之前提到的目標導向系統了。
------戰慄突擊的AI
在戰慄突擊中，任何NPC都是用同一套架構。也就是說，不論哪種型態的敵人、友軍，甚至是路邊的老鼠，也都是用目標導向系統在做事的。甚至裡面常伴主角的紅衣小妹妹也不例外，只是行為經過設計師特別設計罷了。
在這套系統下，若沒有給AI設定目標，那AI就什麼都不會做，我是說，真的，啥事都不幹，廢人一個。所以必須給予AI一個目標，這樣目標導向系統才會發揮作用，讓AI去思考現在該幹什麼，並且如何達成。
設計師設計了約70個目標能去達成，例如：巡邏、攻擊、找掩護、埋伏等等......每個目標可以被啟動、更新、移除，而且更重要的是，讓AI去評估現在要處理哪個目標。
換句話說，AI可以被給予多個目標，讓AI自己去判斷哪個比較可行，並去處理它。例如AI有"巡邏"和"殺死玩家"兩個目標，但目前沒看到玩家阿! 總不能亂槍打鳥吧? 所以既然沒看到玩家，那它就去巡邏。不過一旦看到玩家後，AI評估殺死玩家比較重要，就會以殺死玩家為主要目標。
▲遊戲中全部的AI都是使用目標導向系統，就連紅衣小妹妹都不例外。
▲AI可以一次給予多個目標，然後由AI自行判斷當前要先處理哪個。若沒發現玩家，則會處理"巡邏"，一旦發現玩家，則會處理"攻擊玩家"好啦~ 現在AI有目標了，那AI就會開始想辦法達成它。那為了達成目標，就需要一些行動提供給AI取用。遊戲中大約有120個行動可以給AI使用，讓AI根據當前狀況來安排自己要做什麼。如：換子彈、射擊、奔跑、蹲下、或甚至發呆等等...…
不過當然，並不是全部的AI都可以使用120個行動的，根據種類的不同，可以選擇的行動是不一樣的。像刺客可能會攀牆，但一般的步兵就辦不到。
最後，還要做一項保護措施，概念有點像是行為樹中斷功能，用來確保自己的計劃是否被其他AI打斷或解決，如果有，那它就要重新規劃。例如：我原本想開門的，但另一個混帳傢伙把門開了(那是我要做的欸)，那麼我就要中斷開門的想法，並開始重新規劃，甚至，請求新的目標。
再訂好目標、選擇好行動，並且規劃沒有被其他渾蛋中斷的情況下，那AI就可以放心地從資料庫中提取需要的行動資料，然後扔回一開始的狀態機內，接下來，玩家就看到了劃時代的酷炫聰明AI啦~
▲每個種類的敵人可用的行動不同，所以刺客可以攀牆，但普通的士兵就無法這麼做。
▲AI把選擇好的行動以及對應的動畫扔進狀態機內，讓狀態機去處理接下來的事，看起來炫酷屌爆的聰明AI就完成了。總結
戰慄突擊的目標導向系統對遊戲產業來說是一個非常巨大的貢獻。尤其是當年才2005年，大家都還在有限狀態機的AI架構下做事，對於讓AI變聰明這一點來說是一個麻煩的領域。因為再怎麼說，有限狀態機的行為都是寫死在狀態裡的，熟悉了就不難預測。
而戰慄突擊透過目標導向系統直接讓AI有了自行思考的方法，這樣子的設計可以讓AI自己透過對於當前狀況的感知來決定自己現在幹嘛，並不是死的狀態機架構，而是讓AI自己去尋找"最佳解"。這點就讓AI看起來格外聰明，因為它是真的在尋找對付玩家的最佳處理方式。
另外值得一提的是，戰慄突擊中的AI其實並無法感知其他AI的存在，簡單來說他們並不知道自己有隊友，他們只是在做自己認為最佳的行動而已。但因為給予的目標不同，所以他們不但沒有互扯後腿，反而看起來就像是精彩的互相合作，這點想想其實還蠻猛的。
如今距離戰慄突擊上市已經16個年頭了，這個目標導向的系統依然在遊戲業活躍得不行，很多3A級大作，如：垂死之光、魔多之影、全軍破敵系列等等......依然靠著這個架構來讓自己的AI看起來更加聰明、增加遊戲的挑戰性以及耐玩度。
這次的閒聊其實更像是翻譯，因為這也只是我從網路上找那些外文的GOAP資料，然後把它用淺顯易懂的中文寫出來罷了。畢竟我也不是什麼很厲害的程式大師，只是單純覺得這很值得一提。
若讀者對於恐怖遊戲不排斥的話，個人是非常推薦去玩玩看戰慄突擊的。撇開它對於AI設計的貢獻，它的恐怖氣氛拿捏也是頂尖水準。就算對AI設計不感興趣，但體驗一款優秀的恐怖射擊遊戲不吃虧阿! 對吧?
那這次就先聊到這裡，之後還有一篇跟AI相關的專題，而且還是近代的作品，各位可以猜猜看是個啥XDD(提示：跟外星人有關)。那接下來也請大家多多捧場囉~ 我是靈巧，下次再見。
參考資料：
其他AI相關文章:
