C# Monogame，试图创建一个 2D 赛车 AI答案

【问题标题】：C# Monogame, trying to create a 2D racing AIC# Monogame，试图创建一个 2D 赛车 AI
【发布时间】：2020-08-27 16:30:04
【问题描述】：

所以我的任务是在暑假为大学制作一款 2D 自上而下的赛车游戏，我一直害怕做 AI，但现在是时候了。我用谷歌搜索了同一件事的许多不同方式，只是为了尝试找到一个问同样问题的人，但似乎每个人都使用 Unity 而不是 Monogame。

所以我有一辆可以加速（如缓慢加速到最高速度）、减速和左右转向的“敌人”汽车。我已经让玩家驾驶的实际汽车运行良好，但是当玩家不与任何人比赛时，游戏很无聊。我所需要的只是一个非常基本的人工智能，它会沿着路线走，如果它被撞到或发生什么事情，它会重新调整。我什至不知道从哪里开始，请帮助！！！如果您需要更多详细信息，请告诉我。

【问题讨论】：

人工智能汽车是否应该执行复杂的任务，例如从错误中学习？或者只是执行转向和加速任务？我认为，前者需要比后者更多的努力和框架。
Jacob K 它需要能够在赛道上行驶，如果它被玩家的汽车轻推，那么即使它偏离了轨道，它也应该继续沿着赛道行驶。除了玩家之外，敌人的路上有任何障碍物。另外，我忘了提到玩家和敌人可以使用“加速”来暂时加速。充能后需要 3 秒才能充能，敌方 AI 也需要知道最佳的充能位置，例如赛道的直道

标签： c# artificial-intelligence 2d monogame topdown

【解决方案1】：

我可能误解了您的问题，但您似乎并没有在您的敌车中寻找 AI 功能....如果它被撞到或发生了什么事。”。人工智能通常意味着学习，但您似乎不需要汽车从过去的错误/“经验”中学习。听起来您可以使用寻路算法来解决您的问题，因为您不需要汽车从以前与其他汽车、领域等的交互中实际学习。您可以研究的一个超级流行的算法是 A*。您可以将游戏设置为具有“提升”权重低于常见“道路”的边的图形。障碍物或寻路等效项 - 墙可以表示为高权重的边缘，这将导致您的汽车自动避开它们，本质上是 A* 寻找到某个点的最快路径。

AStar 伪代码说明：https://en.wikipedia.org/wiki/A*_search_algorithm

很棒的可视化工具：https://qiao.github.io/PathFinding.js/visual/

加速/减速

至于加速/减速可以是单独的逻辑，比如随机决定是否加速。

如果它被撞到或发生了什么事

您可以在汽车被撞时重新计算 A*，以确保您的汽车获得新的最快路径以回到正轨。实际的碰撞逻辑取决于您（不是 A* 算法的一部分）。

请注意，如果您计划的不仅仅是一条直线路径，汽车可以在其中转向（这意味着没有疯狂的弯道或转弯），那么 A* 与自然算法的差异不应太大。如果您计划支持这种轨道，您可能需要研究稍微不同的算法，因为您需要跟踪汽车的旋转角度。

【讨论】：

感谢您的回复。可视化工具真的很好知道它是如何工作的，但是我真的不知道如何实现它。 imgur.com/a/qK5B6jV 这就是你为它制作图表的意思吗？我不确定如何在游戏中实现它...编辑：然后我可以用边缘的近似距离对边缘进行加权？然后如果edge>一定距离敌方车辆加速
想象一下将您的游戏表示为 2D 数组。假设每 10 个像素是数组中的一个“点”或项目。然后，每个单元格都有一个“连接”或边缘到下一个包含一个关键项的单元格：从自身到该边缘的权重。然后重量将取决于它是哪种细胞。例如，如果您的标准权重是从一个常规单元格到另一个常规单元格的 5，则表示您希望您的算法尝试并最大化它使用的提升次数，那么您可以将这些边的权重设为 2 或 3。“图表”是一种抽象概念;这是您可以做的众多实现之一。
好的，你的意思是我应该有一个这样的数组？ imgur.com/a/OGm79i0（数字是边权重的占位符）。那么越界的地方不应该加权（0）吗？对不起，如果我看起来像一个初学者，因为我是。 :P 所以“节点”数组中的每个节点都代表地图的一个区域，例如30x30 像素？编辑：所以如果敌人的汽车是一个特定的节点，那么与该节点相邻的所有节点都会进行比较，看看哪个节点的权重最小，等等？
我会开设几个课程来实现这个目标。您可以创建一个 Node 类，该类将包含一些值，例如 tile 类型（以及您需要的所有 A* 数据）或您需要存储的任何其他内容。您还可以创建一个 Edge 类，其中包含两个节点（开始和结束）以及表示两个节点之间权重的双精度值。您的二维数组将是节点。您可以在一些初始化函数中循环遍历数组时自动生成边缘连接。
好吧，你说的“平铺类型”是什么意思？哪些属性会存储在 Node 类和 Edge 类中？（我知道二维数组是 List nodes = new List();）。

【解决方案2】：

您需要实现的内容当然取决于您的 AI 需要的复杂程度。如果它需要做的只是重新调整它的转向和监控它的速度，一辆基本的人工智能汽车可以在给定的时间步长......

如果不是最高速度则加速
如果从加速冷却下来则减速
远离赛道边界
决定是否提升

(1) 和 (2) 在给定的时间间隔内很容易实现。类似于if(speed < maxSpeed) { accel(); } else if(speed > maxSpeed) { decel(); } 的东西，其中存在double maxBoostSpeed 以限制加速期间的速度。

(3) 和 (4) 可以通过在汽车前面绘制轨迹来实现，例如 [ x + speed*Math.cos(angle), y + speed * Math.sin(angle) ]。然后（3）可以通过转向轨道中心来实现，（4）可以通过将轨迹投影成一条线并找到下一个轨道边界（也就是下一个转弯）之前的距离。如果到轨迹交叉点的距离很大，可能是时候进行提升了。

【讨论】：

感谢您的回复，但我现在意识到他们希望我实现“高级算法”，例如A* 或其他寻路算法。找到就行了；（