概要

ゲームのAIに使われるBehaviourTreeの勉強についてのメモです。
BehaviourTreeをUniRxで実装するところまで書きます。

Behavior Tree

参考文献は幻塔戦記グリフォンの AI で使っている Behaviour Treeです。
ゲームのAIを実装をステートマシンで実装すると下記の問題があります。

状態の数が増えると管理すべき遷移の数が膨大に増える。
再利用性が低い。

一方、BehaviourTreeで実装すると下記の利点があります。

AIが複雑になっても管理しやすい。
各Nodeの使い回しが可能。

Nodeについて

下記4つの代表的なNodeを組み合わせるとAIが実装できます。

ActionNode

特徴
- 実行するのみ
- 子は持てない

DecoratorNode

ある条件のチェックを行う
- 条件が通ったら子を実行して、子が返すステータスを返す。
- 通らなかったらFailureを返す。
子は一つだけ。

SelectorNode

成功する子が見つかるまで、子を一つ一つ実行する。
- 見つかったら処理を止めて、Successを返す。
- 見つからなかったらFailureを返す。

SequencerNode

順番に子を実行するノード。
- 子が成功したら次の子の処理に移る。
- 子が失敗したらすぐにFailureを返す。
- 全てのノードが成功したらSuccessを返す。

サンプル

今回実装するのは下記のようなAIです。動きの流れとしてはこうなります。
1. 自分のHPが10より大きい場合は、5m以内の敵を攻撃
2. 10以下の場合はいちばん近くのタワーに移動して待機
3. 行動が完了したら1から同じ行動を繰り返す。

下記がUnityのサンプルコードの一部です。
全ソースコードはGitHub上にあります。
BehaviourtreeSample

BehaviourTreeSample.cs

using UnityEngine;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using UniRx;

namespace BehaviourTrees
{
    /// <summary>
    /// BehaviourTreeのサンプル。
    /// </summary>
    public class BehaviourTreeSample : MonoBehaviour {

        BehaviourTreeInstance node;

        void Start(){

            var attackNode = new DecoratorNode(IsHpLessThan, new ActionNode(AtackEmeny));

            var moveTowerNode = new SequencerNode(new BehaviourTreeBase[]{
                new ActionNode(MoveNearTower),
                new ActionNode(Wait)}
                );

            var rootNode = new SelectorNode(new BehaviourTreeBase[]{
                attackNode,
                moveTowerNode}
            );


            node = new BehaviourTreeInstance(rootNode);
            node.finishRP.Where(p=>p!=BehaviourTreeInstance.NodeState.READY).Subscribe(p=>ResetCoroutineStart());
            node.Excute();
        }


        private ExecutionResult IsHpLessThan(BehaviourTreeInstance instance){
            var enemyhp = Random.Range(0,10);
            if(enemyhp <= 4){
                Debug.Log("敵のHPが4以下。チャンス。");
                return new ExecutionResult(true);
            }
            Debug.Log("敵のHPが4より大きい。まだ慌てる時間じゃない。");
            return new ExecutionResult(false);
        }


        private ExecutionResult AtackEmeny(BehaviourTreeInstance instance)
        {

            Debug.Log("敵を攻撃する");

            return new ExecutionResult(true);
        }


        private ExecutionResult MoveNearTower(BehaviourTreeInstance instance)
        {

            Debug.Log("一番近くのタワーにいく。");

            return new ExecutionResult(true);
        }


        private ExecutionResult Wait(BehaviourTreeInstance instance)
        {

            Debug.Log("待機。");

            return new ExecutionResult(true);
        }


        void ResetCoroutineStart(){
            StartCoroutine(WaitCoroutine());
        }


        IEnumerator WaitCoroutine(){
            yield return new WaitForSeconds(1.5f);
            node.Reset();
        }
    }
}

Behaviour TreeをUniRxで実装してみた

概要