射撃でインテリジェントな敵を実装する方法は？

誰もが知っている、非常に単純なシューティングを想像してください。

あなたはプレイヤーです（緑）。あなたの動きはX軸に制限されています。私たちの敵（または敵）は画面の上部にあり、彼の動きもX軸に制限されています。プレイヤーは敵に弾丸（黄色）を発射します。

プレイヤーの弾丸を回避するのに本当に優れているはずの敵にAIを実装したいと思います。私の最初のアイデアは、画面を個別のセクションに分割し、それらに重みを割り当てることでした。

2つの重みがあります。「弾丸の重量」（灰色）は、弾丸によって課される危険です。弾丸が敵に近ければ近いほど、「弾丸の重量」0..1が高くなります（ここで、1が最も危険です）。弾丸のないレーンのウェイトは0です。2番目のウェイトは「距離ウェイト」（ライムグリーン）です。すべての車線に0.2移動コストを追加します（この値は現在では任意であり、調整可能です）。

次に、重みを追加し（白）、重みが最も小さいレーンに移動します（赤）。しかし、このアプローチには明らかな欠陥があります。最適な場所は、 2つの入ってくる弾丸の間（白い矢印で示されているように）であるため、極小値を簡単に見落とす可能性があるからです。

だからここに私が探しているものがあります：

• 弾丸の脅威を課す場所がない場合でも、弾丸嵐を乗り越える方法を見つける必要があります。
• 敵は、最適な（またはほぼ最適な）ソリューションを選択することで、確実に弾丸をかわすことができます。
• アルゴリズムは、弾丸の移動速度を考慮できる必要があります（異なる速度で移動する可能性があるため）。
• さまざまなレベルの難易度を適用できるようにアルゴリズムを微調整する方法（超知能の敵には馬鹿です）。
• 敵は弾丸を避けたいだけでなく、プレーヤーを撃つこともできるため、アルゴリズムはさまざまな目標を許可する必要があります。つまり、弾丸をかわすときは、敵がプレイヤーを射撃できる位置が優先されるはずです。

それでは、これにどのように取り組みますか？このジャンルの他のゲームとは対照的に、私は少数の、しかし非常に「熟練した」敵を大勢の愚かな敵の代わりに持ちたいです。

あなたの基本的な考えは音だと思いますが、アナログではありません。画面全体で実行されるアナログ値フィールドが必要です。そのため、1D拡散勾配は、その線の正確なポイントで、その場で値を導き出すことができます。拡散勾配は安価で、複数の敵が一度に使用できます。それらは環境の説明であり、エンティティのビューではありません（ラジオシティライティングに少し似ています）。 。この勾配は、敵から有機的な動きを呼び起こすように比較的滑らかである必要があり、ゲームの状態と同様に明らかに更新されます。おそらく移動平均？

勾配は結合する必要があります：

• 近接
• 速度
• 弾丸の幅
• （オプション）ターゲット（プレイヤー）の位置

回避するためには、解が存在するときはいつでも解を正確に見つけることができなければなりません。敵が通り抜けるのに十分な小さな隙間があるときはいつでもそうです。つまり、できることしかできないので、この意味で勾配アプローチは他のどのアプローチよりも悪くなることはないと思います。

拡散勾配は、移動する必要性が少なく、敵を局所的な最適値（グラフのピーク）に向けてプッシュする必要があります。局所的な最小値に近づくほど、回避に対するリターン効果が減少します。これにより、敵がいつ攻撃を開始できるかについて、よりインテリジェントな意思決定への扉が開かれます。

発射する必要性が移動する必要性よりも大きい場合は、そうします。コードは、それらがどれだけ異なるかによってこれを決定することもあります。これをベースグラフの一部として実装できます。この場合、プレーヤーの位置によってグラフ内の周囲の値が減少し（敵が最下点に引き寄せられると仮定）、すべての意思決定を1つのグラフに結合するか、メインの「避けたい」グラフとは別の「発射したい」グラフを使用すると、より直接的な制御が可能になります。

IRL、発射物の回避を気にすることはありません。それは、最高の回避速度で回避が困難になり始めていることがわかっている距離内にあるまでです。若者として石を投げる体験。速度yで移動するx距離の弾丸は、2yで移動する2x距離の弾丸と同じ危険度を持っています。そのため、これを正しく考慮する必要があります。

敵の難易度に合わせてアルゴリズムを調整する方法は次のとおりです。

• グラフの更新に遅延が生じる（Born Too Slow）
• ランダムで局所的な不正確さをグラフに導入する
• 単純なAIの怠inessのために、一連の更新（1〜10フレームなど）にわたって、グラフに示されている内容に従わないようにします。

繰り返しになりますが、すべての要因を1つのグラフ（制御が少なく、複数の敵に対してあまり役に立たない）に実装するか、複数のグラフにまとめて結果を得ることができます（よりモジュラーで、おそらく複数の敵に適しています）。このアプローチを取ることができる多くの指示があるので、より具体的にするのは難しいです。

これは、パスの問題と見なすことができます。悪役が弾丸をどのように回避するかを考えるのではなく、弾丸の画像化は静的であり、悪役は弾丸を通り抜けて画面の下部に移動する必要があります。

    E    
B  B**B
  B***B  B
 B***B   B
B**B** B 
 B**B**BB
B*****B B
      P

E =敵
B =弾丸
P =プレイヤー
* =画面の下部へのパスオプション

バディが成功したパスをプロットしたら、毎回次のステップを踏むだけです。おそらく、このようなパス検索には、すでにいくつかの優れたアルゴリズムがあります。バディが弾丸と同じ速度で移動する場合、アルゴリズムの一例があります。

悪いところから始めて、左下、右下と右下の空きスペースに安全な位置をマークします。次に、作成したばかりの各安全なスペースを考慮して繰り返します。下に安全なスペースがない場合は、そのスペースを安全でないとマークし、バックトラックします。