赛车游戏中的驾驶员AI

我很好奇在赛车游戏中如何控制汽车。

我的AI代理是否应该使用“油门在0.35上，方向盘在0.5上在右，制动在0.0上”这样的命令来控制汽车？还是我应该预先计算汽车所遵循的曲线，而诸如前轮转向之类的视觉效果只是为了使一切看起来都一致？还是还有其他方法？

我们可以说游戏在某种程度上遵循了预先计算的路径。由于赛车游戏的轨迹（通常）始终是预先计算的路径。

即使我们正在谈论随机生成轨道，游戏也必须在汽车到达那一刻计算出轨道的当前部分。

好吧，那很容易。还有其他吗？

遵循预先计算的路径并系统地控制汽车在游戏行业中都有用。答案是同时使用两者。

首先，我想提到“计算曲线”可能意味着两件事：

• 创建将在曲线上输出位置的函数，并将要查询的距离作为参数。

• 创建一条路径，理解为要遵循的要点（或指令和其他控制信息）列表。

前者可用于预测或某些物理模拟。但是，当我们谈论控制对象时，建议使用后者。

注意：对于较早的游戏（1980年代），其他汽车更喜欢移动障碍物。他们在那里是为了避免它们并超越它们。我们不是在谈论那些。

• 预先计算一条路径：这对于电影或可重复场景很有用。例如，在GTA圣安地列斯，追逐任务执行追逐目标，所有汽车都遵循预定的路径（这确保了追逐目标可以避免交通※）。但是，一旦您干扰了它们，它们就会退回到AI控制之下，在这种情况下，AI将不得不寻找路径以到达应该遵循其常规路径的位置。

  ※：实际上是预先录制的。记录和回放是GTA SA游戏引擎的新功能之一。

• 由AI控制：

  最简单形式的AI是状态机。它检查状态是什么，并根据状态执行一些操作。我将把状态和动作的这些组合称为行为。这些动作不必与玩家的游戏手柄匹配。行为也没有。

  对于一个简单的游戏，您可能只需要两个显着的行为：1）如果它在赛道上，则沿着赛道避开其他汽车和任何障碍物； 2）如果它不在赛道上，那就回到赛道上。

  在此阶段，走一条路径（轨道）不远。但是，由于轨道并不是真正的直线，所以我们并不是在谈论沿着一条路径走，而是要保持靠近它（同时避免其他车辆和任何障碍物）。这意味着AI必须解决“转向，制动和加速”问题。

  对于现代游戏，汽车还需要进行物理模拟（以解决碰撞并保持真实感）。因此，游戏循环的每次迭代都会根据汽车的速度和加速度对其进行更新，并且还将应用“转向，制动和加速”（对速度进行调整）以遵循当前行为。

  我还要提及的是，现代游戏的行为可能更复杂，例如，AI可能选择撞上另一辆汽车或挡住道路。实际上，AI甚至可以根据某种形式的机器学习来选择要应用的应用程序，但我离题了。

  最后，请考虑在玩家视野之外对AI汽车进行更简单的控制也可能有用。无论是性能还是橡皮筋（在这种情况下，它们都使AI汽车靠近玩家以保持比赛趣味性，当您不能真正落后于任何对手时，可以将其视为AI作弊）。

关于动画，通常独立地模拟轮子的物理效果不是一个好主意。如果这样做，可能会增加游戏的真实感，但会降低性能。通常，游戏会根据行为对轮子进行动画处理，而不是根据轮子的运动来表达行为并模拟后果。

当然，无论车轮是否与地面接触，您都可能需要考虑其他因素。也许是动画暂停。

我强烈建议您从汽车控制器中分离出汽车物理/状态模型，并使AI代理和播放器控制器成为两种可互换的控制器，并使用高级命令（如您在问题中建议的命令）。

这有很多不错的效果：

• 您可以为播放器和AI一次实现和调试物理/状态模型
• 物理/状态模型的任何新功能都立即适用于播放器和AI
• 播放器和AI赛车在赛道上的表现始终如一，从而增加了感知和实际的公平性（当然，如果您想让赛车手受挫，您可以通过更改赛车的参数来做到这一点）
• 各种多人游戏支持变得更容易开发。

顺便说一下，这是MVC分离的一种特殊情况。