一次指挥大量敌人答案

【问题标题】：directing a mass of enemies at once一次指挥大量敌人
【发布时间】：2012-03-19 21:01:34
【问题描述】：

我正在开发一个简单的 2d 游戏，其中许多敌人不断产生并在 python + pygame 中追逐一个或多个玩家。我遇到的一个问题，许多编写过此类游戏的人都遇到过一个问题，那就是敌人会很快收敛。我已经为这个问题做了一个临时的解决方案，一个函数可以将任意两个距离太近的敌人随机分开。这很好用，但它是关于每帧运行的 O(n^2) 算法，并且在高敌人处程序开始减慢。

当我的程序使用这个函数运行时，敌人似乎形成了我昵称为“团块”的圆形物体。丛似乎通常是黄道的，但实际上可能更复杂（不对称），因为随着玩家的移动，敌人会被拉向不同的方向。我确实喜欢这个团块的行为方式，但是我想知道是否有更有效的方法来计算它。目前，集群中的每个敌人（通常 > 100 个）都会首先向玩家的方向移动，然后被推开。如果有一种方法可以计算团块创建的图形，以及它的移动方式，它将节省大量计算。

我不确定如何解决这个问题。或许可以计算出图形边界的移动位置，然后将其展开以确保该区域保持不变。

还有我目前用来移动敌人的两个功能：

def moveEnemy(enemy, player, speed):
    a = player.left-enemy.left
    b = player.top-enemy.top
    r = speed/math.hypot(a,b)
    return enemy.move(r*a, r*b)

def clump(enemys):
    for p in range(len(enemys)):
        for q in range(len(enemys)-p-1):
            a = enemys[p]
            b = enemys[p+q+1]
            if abs(a.left-b.left)+abs(a.top-b.top)<CLUMP:
                xChange = (random.random()-.5)*CLUMP
                yChange = ((CLUMP/2)**2-xChange**2)**.5
                enemys[p] = enemys[p].move(int(xChange+.5), int(yChange + .5))
                enemys[p+q+1] = enemys[p+q+1].move(-int(xChange+.5),-int(yChange+.5))
    return enemys

编辑：一些有关丛集外观的屏幕截图： http://imageshack.us/photo/my-images/651/elip.png/ http://imageshack.us/photo/my-images/832/newfni.png/

http://imageshack.us/photo/my-images/836/gamewk.png/

这个团块似乎主要是一个刚刚被拉伸的圆形物体（像一个日食，但可能会向多个方向拉伸），但是由于矩形敌人，它目前具有直边。

【问题讨论】：

范围的代码怎么样？那是在做距离检查吗？对于大量单元而言，这可能非常昂贵。
另外，不要每帧都这样做，而是每 X 帧都这样做。我以类似的方式解决了同样的问题，但是我允许一些重叠。它让大群蜂群看起来更危险！
根据您在此处获得的答案质量，您可能还想尝试在 gamedev.stackexchange.com 上提问。
你能提供一些图片吗？
这是关于...僵尸吗？ :)

标签： python algorithm pygame

【解决方案1】：

有几种方法可以解决这个问题，具体取决于您的游戏。以下是提高性能的一些想法：

允许一些重叠。
减少在固定帧数后进行的距离检查。
改进您的距离检查公式。如果您使用标准距离公式，则可以通过多种方式进行优化。一方面，摆脱平方根。精度无关紧要，只有相对距离。
每个单位都可以跟踪附近单位的列表。仅在该列表中的单位之间执行计算。每隔一段时间，通过检查所有单位来更新该列表。
根据您的游戏设置方式，您可以将字段划分为多个区域，例如象限或单元格。单元仅针对该单元中的其他单元进行测试。

编辑：当单位接近他们的目标时，它可能无法正常运行。我建议他们实际上寻找随机附近的目标，而不是让他们从远处瞄准确切的目标。就像偏离他们的真实目标一样。

我相信还有很多其他方法可以改进这一点，毕竟它是开放式的。我还应该指出Boids 和flocking，这可能很有趣。

【讨论】：

感谢您的回复，以回答您的建议： 1. 已经允许一些重叠，因为当敌人相距 5 个单位时，它们实际上是重叠的，因为它们是 24 x 24 方格。 2. 一个不错的选择，但移动的距离必须更大才能抵消这一点，但敌人似乎在四处跳跃。 3.取点我会取出平方根。 4. 似乎是一个不错的选择。 5. 我可能会尝试一下，但我想我只需要 4 或 5 个中的一个。我真正想要的（如果可能的话）是一种一次计算整个“团块”的方法。
@user1125600 我可以想出一些理论算法来一次计算整个团块。这类似于最大化容器中的对象数量。但我认为这对于实时游戏来说不是一个好主意。

【解决方案2】：

您可以将丛定义为一个单独的对象，该物体具有固定数量的空间“插槽”，用于丛中的每个敌方单位。每个槽都有一组相对于丛中心的坐标，并且可以是空的，也可以是对一个单元的引用。

一个试图加入集群的新单位会移动到最里面的空闲槽位，一旦它到达那里，它就会“保持编队”，它的位置总是它所占据的槽位的位置。团块的半径比单个单位大得多，会调整位置以避免重叠其他团块或未尝试加入团块的松散单位等。

不过，在某些时候，您需要处理集群中各个单元的交互，所以我不确定这是否值得。我认为 Austin Henley 提出的将场划分为单元/区域并仅针对附近单元中的单元进行测试的建议是最实用的方法。

【讨论】：

【解决方案3】：

我想你正在寻找flocking。

【讨论】：

【解决方案4】：

植绒/转向行为运动的最佳介绍：http://www.red3d.com/cwr/steer/。见附件red3d paper。以及相关的OpenSteer

【讨论】：