问题

即时战略游戏(比如 WAR3)的 AI 是怎样实现的?

回答
哈哈,你这个问题问得挺有意思的!让咱们掰开了揉碎了聊聊即时战略游戏,特别是像《魔兽争霸3》(WAR3)这种经典里的AI是怎么回事儿。别担心,我不会让你看到一堆冷冰冰的算法堆砌,咱们就像老朋友唠嗑一样,把这事儿给你讲透了。

首先,得明白一个事儿:WAR3 的 AI,其实是个精明的“指挥官”

你玩WAR3的时候,会感觉到电脑对手好像挺有想法的,知道生产什么兵,知道什么时候打你,甚至知道什么时候跑路。这可不是它自己脑袋里真的在想“哎呀,今天天气不错,来推了对面吧!”。它其实是被我们这些游戏开发者设定了一套“行动指令集”和“决策逻辑”。你可以把它想象成一个非常非常详细的剧本,里面写着各种情况下的应对方法。

那么,这个“剧本”是怎么写的呢?主要有这么几个大头:

1. 信息收集者:战争迷雾下的侦察兵

你不可能一开始就知道电脑在那边干嘛。所以,AI的第一项重要工作就是“侦察”。

视野机制: 游戏里有个“战争迷雾”,AI也要遵循这个规则。它不能凭空知道你的一举一动。它需要依靠自己的单位(比如步兵、侦察骑兵,甚至是专门的侦察单位)去探索地图,把信息传回来。
信息反馈: 侦察到的信息,比如你造了什么建筑、出了什么兵种、大概有多少部队,都会被AI记录下来。这就像现实中的情报工作,知道敌人有多少实力,才能制定下一步的计划。
周期性侦察: AI不会傻傻地只侦察一次。它会定时派出单位去探路,确保自己获取最新的情报。

2. 资源管理者:手里的钱袋子得算清楚

打仗得花钱花粮(游戏里是金矿和伐木场)。AI还得是个精明的管家。

采集效率: AI会计算当前有多少农民(游戏里是农夫、民兵等)在采集,有没有资源点被浪费。它会尽量让农民效率最大化地挖矿、砍树。
经济发展优先级: 在游戏的初期,AI的首要任务是发展经济,多生产农民,多升级采集设施。这是它能打得起仗的基础。
缺钱或缺粮的应对: 如果发现资源不足以支持它想做的行动(比如造兵),它可能会暂停造兵,先补足经济,或者优先生产采集单位。

3. 生产调度者:兵工厂里的生产线

知道要打谁,有钱了,那得造兵啊。

兵种选择: 这是AI最核心的“策略”之一。它会根据侦察到的情报,以及自己当前的科技水平和资源情况,来决定生产什么兵种。
反制兵种: 如果它看到你出了很多近战单位,它可能会优先生产远程单位或者飞行单位来克制你。反之亦然。
科技树依赖: 很多高级兵种需要特定的建筑和科技支持。AI会按部就班地解锁这些,然后再生产相应的部队。
兵种组合: AI还会尝试制造不同兵种的组合,比如步兵在前排顶着,法师在后面放技能,弓箭手在侧翼输出。
生产队列: 它会把生产指令排好队,确保基地不会闲着。一旦有单位造好,它会立刻在下一个空闲的生产单位里排上新的生产任务。

4. 战术执行者:战场上的指挥官

部队造好了,就要去打仗了!

寻路与移动: AI的单位在地图上移动需要寻路算法。它会找到一条最优路径,避开障碍物,并且尽可能快地到达目的地。
攻击目标选择: 当部队遇到敌人时,AI需要决定攻击谁。
优先集火: 它可能会设定优先级,比如优先攻击对它威胁最大的单位(比如你的高攻远程兵)、优先攻击生命值最低的单位、或者优先攻击它能快速消灭的单位。
单位类型优先级: 比如,战士可能更倾向于攻击敌方的近战单位,而法师则会优先攻击敌方的脆弱单位。
技能释放: 对于有技能的单位(比如大法师的暴风雪),AI会判断释放技能的时机和目标。这通常会基于预设的逻辑,比如“当敌方有3个以上单位聚集并且生命值低于一定程度时,释放范围技能”。
战术阵型: 虽然WAR3的AI在阵型方面做得相对简单,但它也会尝试让近战单位在前,远程单位在后,形成一定的队形。
撤退与防守: 如果部队被围攻,AI会根据预设的“战斗阈值”来决定是否撤退。比如,当部队损失超过一半,或者被敌方数量压倒时,它可能会下达撤退指令,并试图找到一条安全的撤退路线。
基地防守: AI也会派部队回防,保护自己的基地不被敌人偷袭。

5. 建筑与升级:基地的扩张与进化

除了生产单位,AI还要管理好自己的基地。

建筑放置: AI会根据地形和防御需求,来决定在哪里建造新的兵营、伐木场、魔法塔等建筑。通常会选择靠近资源点或者容易防守的位置。
升级: AI会适时升级科技(比如训练兵种的科技、采集效率科技)以及建筑(比如升级兵营以解锁更高级兵种)。

支撑这一切的“技术基石”:

你可能想知道,这些“指令集”和“决策逻辑”是怎么实现的?背后通常会用到一些经典的人工智能技术:

有限状态机 (Finite State Machine, FSM): 这是最基础也最常见的AI实现方式。你可以把AI想象成在一个个“状态”之间切换。比如,AI当前可能处于“发展经济”状态,当侦察到敌人进攻时,它会切换到“防守”状态;当经济和兵力都充足时,会切换到“进攻”状态。每个状态都有自己定义好的行为。
行为树 (Behavior Tree): 这个比FSM更灵活。你可以把它想象成一个流程图,AI会按照树状结构里的逻辑节点来执行任务。比如,一个节点可能是“检查是否有敌人进攻”,如果为真,则执行“生产防御单位”的节点,否则执行“继续采集资源”的节点。这种方式可以把复杂的AI行为分解成更小、更易管理的模块。
规则系统 (RuleBased System): 类似于我们上面提到的“如果……那么……”的逻辑。比如,“如果侦察到敌方有重甲单位,那么训练克制重甲的单位。”
路径寻找算法 (Pathfinding Algorithms): 比如A算法,这是让单位能在地图上找到路的关键。
决策树 (Decision Tree): 用于在多个选项中做出选择,比如选择哪个兵种来生产,或者选择攻击哪个敌方单位。

举个WAR3人类玩家对战电脑的例子,AI的思维过程可能是这样的:

1. 开局(发展经济):
“我需要农民。派出农民,让他们去砍树和挖矿。”
“建一个兵营,这是出兵的基础。”
“农民采集效率不高,考虑再多造点农民。”

2. 初期侦察与对策(如果侦察到敌人):
“侦察到敌方有个步兵和弓箭手朝我这边来了。”
“我的农民不够安全,先派一两个农民去帮忙打一下,但主要还是要采集。”
“我应该优先生产弓箭手来克制敌方的步兵,或者先出个战士顶着。”
“如果敌方兵力太强,我可能需要先退守。”

3. 中期发展与进攻:
“我的经济已经比较稳定了,有了足够的金矿和伐木场。”
“我需要解锁我的核心科技(比如兽栏、学院)来生产更高级的单位。”
“我侦察到敌方的基地位置,他们似乎在扩张。”
“我应该集结我的部队,利用我的优势兵种(比如弓箭手和骑士)去骚扰或者推掉他们的资源点。”
“在进攻的同时,也要保证家里有部队留守,防止被偷袭。”

4. 后期决战:
“我解锁了所有的科技,拥有了最强的单位。”
“敌方的兵力也不弱,他们的部队构成也挺全面。”
“我需要观察他们的部队构成,然后用我的最强阵容去和他们决战,并且要优先集火他们的关键单位(比如大法师)。”
“如果战斗不利,要及时撤退,保存实力,然后重新组织下一波进攻。”

一点关于“人味儿”的补充:

当然,如果AI太过于死板,玩家很快就会找到破解之道。所以,在制作AI的时候,开发者们也会加入一些“随机性”和“不可预测性”,让它看起来更像一个真正的人类玩家。

随机兵种选择: 有时候,在同等条件下,AI可能会随机选择不同的兵种组合,增加变化。
随机进攻时机: 不总是在经济最完美的时候进攻,有时候会在出其不意的时候发动攻击。
战术变化: 有时候会尝试不同的战术,比如早期骚扰、中期压制、后期决战等等。
玩家行为学习(虽然WAR3的AI在这方面没那么深入): 更高级的AI可能会尝试记录玩家的常用战术,然后做出针对性的反制。

总的来说,WAR3的AI就像一个按照精心编写的剧本和一系列规则来行动的“智能体”。它通过不断收集信息、分析局势,然后执行预设好的行为逻辑来做出决策。它不是真的在“思考”,而是通过一套严谨的程序设计,模拟出一种“智能”的反应。正是这种精巧的设计,让玩家在面对电脑时也能体验到策略对抗的乐趣。

网友意见

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用的是什么算法?遗传算法?模拟退火算法?这东西写起来有多复杂?

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