refactor(behavior-tree)!: 迁移到 Runtime 执行器架构 (#196)

* refactor(behavior-tree)!: 迁移到 Runtime 执行器架构

* fix(behavior-tree): 修复LogAction中的ReDoS安全漏洞

* feat(behavior-tree): 完善行为树核心功能并修复类型错误
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2025-10-31 17:27:38 +08:00
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本文介绍行为树系统的高级功能和使用技巧。
## 子树系统
子树允许你将行为树的一部分抽取为独立的资产,实现复用和模块化。
### 创建子树
子树本质上就是一个独立的行为树资产:
```typescript
import { BehaviorTreeBuilder, BlackboardValueType, TaskStatus } from '@esengine/behavior-tree';
// 创建一个巡逻子树
const patrolSubtree = BehaviorTreeBuilder.create(scene, 'PatrolBehavior')
.blackboard()
.defineVariable('patrolPoints', BlackboardValueType.Array, [])
.defineVariable('currentIndex', BlackboardValueType.Number, 0)
.endBlackboard()
.sequence('PatrolSequence')
.action('MoveToNextPoint', (entity, blackboard) => {
const points = blackboard?.getValue('patrolPoints') || [];
const index = blackboard?.getValue('currentIndex') || 0;
if (points.length === 0) return TaskStatus.Failure;
const target = points[index];
console.log(`移动到巡逻点 ${index}:`, target);
// 移动逻辑...
return TaskStatus.Success;
})
.action('UpdateIndex', (entity, blackboard) => {
const points = blackboard?.getValue('patrolPoints') || [];
const index = blackboard?.getValue('currentIndex') || 0;
const nextIndex = (index + 1) % points.length;
blackboard?.setValue('currentIndex', nextIndex);
return TaskStatus.Success;
})
.wait(1.0)
.end()
.build();
```
### 使用SubTree节点
在主树中引用子树:
```typescript
const mainTree = BehaviorTreeBuilder.create(scene, 'EnemyAI')
.blackboard()
.defineVariable('health', BlackboardValueType.Number, 100)
.endBlackboard()
.selector('Root')
.sequence('Combat')
.compareBlackboardValue('health', CompareOperator.Greater, 50)
.action('Attack', () => TaskStatus.Success)
.end()
// 使用子树
.subTree(patrolSubtree, {
inheritParentBlackboard: true, // 继承父黑板
propagateFailure: true // 传播失败状态
})
.end()
.build();
```
### 从资产加载子树
使用编辑器创建的子树资产:
```typescript
import {
BehaviorTreeAssetSerializer,
BehaviorTreeAssetLoader,
BehaviorTreeBuilder
} from '@esengine/behavior-tree';
// 加载子树资产
const subtreeJson = await loadFile('patrol-behavior.btree.json');
const subtreeAsset = BehaviorTreeAssetSerializer.deserialize(subtreeJson);
// 在主树中使用
const mainTree = BehaviorTreeBuilder.create(scene, 'MainAI')
.selector('Root')
.subTreeFromAsset(subtreeAsset, scene, {
namePrefix: 'Patrol',
inheritParentBlackboard: true
})
.end()
.build();
```
### 子树黑板继承
当启用 `inheritParentBlackboard` 时,子树可以访问父树的黑板变量:
```typescript
// 父树定义的变量
const parent = BehaviorTreeBuilder.create(scene, 'Parent')
.blackboard()
.defineVariable('playerPosition', BlackboardValueType.Vector3, { x: 0, y: 0, z: 0 })
.endBlackboard()
.subTree(childTree, { inheritParentBlackboard: true })
.build();
// 子树可以访问父树的 playerPosition 变量
const child = BehaviorTreeBuilder.create(scene, 'Child')
.action('UseParentData', (entity, blackboard) => {
const playerPos = blackboard?.getValue('playerPosition');
console.log('玩家位置:', playerPos);
return TaskStatus.Success;
})
.build();
```
## 异步操作
### 异步动作
对于需要多帧完成的操作,返回 `TaskStatus.Running`
```typescript
.action('LoadResource', (entity, blackboard, deltaTime) => {
// 检查是否已开始加载
let loadingState = blackboard?.getValue('loadingState');
if (!loadingState) {
// 第一次执行,开始加载
startAsyncLoad().then(result => {
blackboard?.setValue('loadingState', 'completed');
blackboard?.setValue('loadedData', result);
});
blackboard?.setValue('loadingState', 'loading');
return TaskStatus.Running; // 继续等待
}
if (loadingState === 'loading') {
return TaskStatus.Running; // 仍在加载中
}
if (loadingState === 'completed') {
// 加载完成
blackboard?.setValue('loadingState', null);
return TaskStatus.Success;
}
return TaskStatus.Failure;
})
```
### 超时控制
使用装饰器实现超时:
```typescript
.timeout(5.0, 'LoadTimeout') // 5秒超时
.action('SlowOperation', () => {
// 长时间运行的操作
return TaskStatus.Running;
})
.end()
```
## 全局黑板
全局黑板在所有行为树实例之间共享数据。
### 创建全局黑板
### 使用全局黑板
```typescript
import { GlobalBlackboard } from '@esengine/behavior-tree';
import { GlobalBlackboardService } from '@esengine/behavior-tree';
import { Core } from '@esengine/ecs-framework';
// 获取全局黑板服务
const globalBlackboard = Core.services.resolve(GlobalBlackboardService);
// 设置全局变量
GlobalBlackboard.setValue('gameState', 'playing');
GlobalBlackboard.setValue('playerCount', 4);
GlobalBlackboard.setValue('difficulty', 'hard');
globalBlackboard.setValue('gameState', 'playing');
globalBlackboard.setValue('playerCount', 4);
globalBlackboard.setValue('difficulty', 'hard');
// 读取全局变量
const gameState = globalBlackboard.getValue('gameState');
const playerCount = globalBlackboard.getValue<number>('playerCount');
```
### 在行为树中访问全局黑板
### 在自定义执行器中访问全局黑板
```typescript
.action('CheckGameState', (entity, blackboard) => {
const gameState = GlobalBlackboard.getValue('gameState');
import { INodeExecutor, NodeExecutionContext, BindingHelper } from '@esengine/behavior-tree';
import { GlobalBlackboardService } from '@esengine/behavior-tree';
import { Core } from '@esengine/ecs-framework';
if (gameState === 'paused') {
return TaskStatus.Failure;
export class CheckGameState implements INodeExecutor {
execute(context: NodeExecutionContext): TaskStatus {
const globalBlackboard = Core.services.resolve(GlobalBlackboardService);
const gameState = globalBlackboard.getValue('gameState');
if (gameState === 'paused') {
return TaskStatus.Failure;
}
return TaskStatus.Success;
}
return TaskStatus.Success;
})
}
```
### 全局黑板监听
监听全局变量变化:
```typescript
const unsubscribe = GlobalBlackboard.subscribe('difficulty', (newValue, oldValue) => {
console.log(`难度从 ${oldValue} 变为 ${newValue}`);
// 调整AI行为
});
// 取消监听
unsubscribe();
```
## 性能优化
### 1. 使用对象池
### 1. 降低更新频率
复用行为树实体以减少GC压力
对于不需要每帧更新的AI,可以使用冷却装饰器:
```typescript
class BehaviorTreePool {
private pool: Map<string, Entity[]> = new Map();
private scene: Scene;
constructor(scene: Scene) {
this.scene = scene;
}
acquire(asset: BehaviorTreeAsset, poolKey: string): Entity {
let pool = this.pool.get(poolKey);
if (!pool) {
pool = [];
this.pool.set(poolKey, pool);
}
if (pool.length > 0) {
const entity = pool.pop()!;
BehaviorTreeStarter.restart(entity);
return entity;
}
return BehaviorTreeAssetLoader.instantiate(asset, this.scene);
}
release(entity: Entity, poolKey: string) {
BehaviorTreeStarter.stop(entity);
const pool = this.pool.get(poolKey) || [];
pool.push(entity);
this.pool.set(poolKey, pool);
}
clear() {
for (const [key, pool] of this.pool) {
for (const entity of pool) {
entity.destroy();
}
}
this.pool.clear();
}
}
// 使用示例
const pool = new BehaviorTreePool(scene);
// 获取AI实例
const enemyAI = pool.acquire(enemyAsset, 'enemy');
// 释放回池
pool.release(enemyAI, 'enemy');
```
### 2. 降低更新频率
对于不需要每帧更新的AI可以在行为树内部使用节流逻辑
```typescript
// 方法1: 在行为树根节点使用Cooldown装饰器
const ai = BehaviorTreeBuilder.create(scene, 'ThrottledAI')
.cooldown(0.1) // 每0.1秒执行一次
.selector()
// AI逻辑
// 每0.1秒执行一次
const ai = BehaviorTreeBuilder.create('ThrottledAI')
.cooldown(0.1, 'ThrottleRoot')
.selector('MainLogic')
// AI逻辑...
.end()
.end()
.build();
```
// 方法2: 在Action中实现自定义节流
.action('ThrottledAction', (entity, blackboard, deltaTime) => {
const lastUpdate = blackboard?.getValue('lastUpdateTime') || 0;
const currentTime = Date.now();
const updateInterval = 100; // 100ms
### 2. 条件缓存
在自定义执行器中缓存昂贵的条件检查结果:
```typescript
export class CachedCheck implements INodeExecutor {
execute(context: NodeExecutionContext): TaskStatus {
const { state, runtime, totalTime } = context;
const cacheTime = state.lastCheckTime || 0;
// 如果缓存未过期(1秒内),直接使用缓存结果
if (totalTime - cacheTime < 1.0) {
return state.cachedResult || TaskStatus.Failure;
}
// 执行昂贵的检查
const result = performExpensiveCheck();
const status = result ? TaskStatus.Success : TaskStatus.Failure;
// 缓存结果
state.cachedResult = status;
state.lastCheckTime = totalTime;
return status;
}
reset(context: NodeExecutionContext): void {
context.state.cachedResult = undefined;
context.state.lastCheckTime = undefined;
}
}
```
### 3. 分帧执行
将大量计算分散到多帧:
```typescript
export class ProcessLargeDataset implements INodeExecutor {
execute(context: NodeExecutionContext): TaskStatus {
const { state, runtime } = context;
const data = runtime.getBlackboardValue<any[]>('dataset') || [];
let processedIndex = state.processedIndex || 0;
const batchSize = 100; // 每帧处理100个
const endIndex = Math.min(processedIndex + batchSize, data.length);
for (let i = processedIndex; i < endIndex; i++) {
processItem(data[i]);
}
state.processedIndex = endIndex;
if (endIndex >= data.length) {
return TaskStatus.Success;
}
if (currentTime - lastUpdate < updateInterval) {
return TaskStatus.Running;
}
blackboard?.setValue('lastUpdateTime', currentTime);
// 执行实际逻辑
performAILogic();
return TaskStatus.Success;
})
```
### 3. 条件缓存
缓存昂贵的条件检查结果:
```typescript
.action('CacheExpensiveCheck', (entity, blackboard) => {
const cacheKey = 'expensiveCheckResult';
const cacheTime = blackboard?.getValue('expensiveCheckTime') || 0;
const currentTime = Date.now();
// 如果缓存未过期1秒内直接使用缓存结果
if (currentTime - cacheTime < 1000) {
const cachedResult = blackboard?.getValue(cacheKey);
return cachedResult ? TaskStatus.Success : TaskStatus.Failure;
reset(context: NodeExecutionContext): void {
context.state.processedIndex = 0;
}
// 执行昂贵的检查
const result = performExpensiveCheck();
// 缓存结果
blackboard?.setValue(cacheKey, result);
blackboard?.setValue('expensiveCheckTime', currentTime);
return result ? TaskStatus.Success : TaskStatus.Failure;
})
}
```
### 4. 分帧执行
将大量计算分散到多帧:
```typescript
.action('ProcessLargeDataset', (entity, blackboard, deltaTime) => {
const data = blackboard?.getValue('dataset') || [];
let processedIndex = blackboard?.getValue('processedIndex') || 0;
const batchSize = 100; // 每帧处理100个
const endIndex = Math.min(processedIndex + batchSize, data.length);
for (let i = processedIndex; i < endIndex; i++) {
// 处理单个数据项
processItem(data[i]);
}
blackboard?.setValue('processedIndex', endIndex);
if (endIndex >= data.length) {
// 全部处理完成
blackboard?.setValue('processedIndex', 0);
return TaskStatus.Success;
}
return TaskStatus.Running; // 继续下一帧
})
```
## 序列化和反序列化
### JSON格式
标准的可读格式:
```typescript
import { BehaviorTreeAssetSerializer } from '@esengine/behavior-tree';
// 序列化为JSON
const asset = createBehaviorTreeAsset();
const json = BehaviorTreeAssetSerializer.serialize(asset);
// 保存到文件
await saveFile('ai-behavior.btree.json', json);
// 从JSON加载
const loadedJson = await loadFile('ai-behavior.btree.json');
const loadedAsset = BehaviorTreeAssetSerializer.deserialize(loadedJson);
```
### 二进制格式
体积更小的二进制格式通常比JSON小60-70%
```typescript
// 序列化为二进制
const binary = BehaviorTreeAssetSerializer.serializeToBinary(asset);
// 保存二进制文件
await saveFile('ai-behavior.btree.bin', binary);
// 从二进制加载
const loadedBinary = await loadFile('ai-behavior.btree.bin');
const loadedAsset = BehaviorTreeAssetSerializer.deserializeFromBinary(loadedBinary);
```
### 格式转换
在JSON和二进制之间转换
```typescript
// JSON转二进制
const jsonData = await loadFile('tree.btree.json');
const asset = BehaviorTreeAssetSerializer.deserialize(jsonData);
const binary = BehaviorTreeAssetSerializer.serializeToBinary(asset);
await saveFile('tree.btree.bin', binary);
// 二进制转JSON
const binaryData = await loadFile('tree.btree.bin');
const asset2 = BehaviorTreeAssetSerializer.deserializeFromBinary(binaryData);
const json = BehaviorTreeAssetSerializer.serialize(asset2);
await saveFile('tree.btree.json', json);
```
## 调试技巧
### 1. 日志节点
### 1. 使用日志节点
在关键位置添加日志
在关键位置添加日志:
```typescript
.log('开始战斗序列', 'info')
.sequence('Combat')
.log('检查生命值', 'debug')
.compareBlackboardValue('health', CompareOperator.Greater, 0)
.log('执行攻击', 'info')
.action('Attack', () => TaskStatus.Success)
.end()
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('Debug')
.log('开始战斗序列', 'StartCombat')
.sequence('Combat')
.log('检查生命值', 'CheckHealth')
.blackboardCompare('health', 0, 'greater')
.log('执行攻击', 'Attack')
.end()
.build();
```
### 2. 黑板快照
定期输出黑板状态:
### 2. 监控黑板状态
```typescript
.action('DebugBlackboard', (entity, blackboard) => {
console.log('=== 黑板快照 ===');
const vars = blackboard?.getAllVariables();
for (const [key, value] of Object.entries(vars || {})) {
console.log(`${key}:`, value);
}
return TaskStatus.Success;
})
const runtime = entity.getComponent(BehaviorTreeRuntimeComponent);
// 输出所有黑板变量
console.log('黑板变量:', runtime?.getAllBlackboardVariables());
// 输出活动节点
console.log('活动节点:', Array.from(runtime?.activeNodeIds || []));
```
### 3. 条件断言
验证重要条件:
### 3. 在自定义执行器中调试
```typescript
.action('AssertPlayerExists', (entity, blackboard) => {
const player = blackboard?.getValue('player');
export class DebugAction implements INodeExecutor {
execute(context: NodeExecutionContext): TaskStatus {
const { nodeData, runtime, state } = context;
if (!player) {
console.error('断言失败: 玩家不存在');
return TaskStatus.Failure;
console.log(`[${nodeData.name}] 开始执行`);
console.log('配置:', nodeData.config);
console.log('状态:', state);
console.log('黑板:', runtime.getAllBlackboardVariables());
// 执行逻辑...
return TaskStatus.Success;
}
return TaskStatus.Success;
})
}
```
### 4. 性能分析
测量节点执行时间
测量节点执行时间:
```typescript
.action('ProfiledAction', (entity, blackboard) => {
const startTime = performance.now();
export class ProfiledAction implements INodeExecutor {
execute(context: NodeExecutionContext): TaskStatus {
const startTime = performance.now();
// 执行操作
doSomething();
// 执行操作
doSomething();
const elapsed = performance.now() - startTime;
console.log(`操作耗时: ${elapsed.toFixed(2)}ms`);
const elapsed = performance.now() - startTime;
console.log(`[${context.nodeData.name}] 耗时: ${elapsed.toFixed(2)}ms`);
return TaskStatus.Success;
})
return TaskStatus.Success;
}
}
```
### 5. 可视化调试
在编辑器中运行行为树并观察节点状态:
```typescript
import { BehaviorTreeDebugger } from '@esengine/behavior-tree';
// 启用调试模式
BehaviorTreeDebugger.enable(aiEntity);
// 获取当前执行路径
const executionPath = BehaviorTreeDebugger.getExecutionPath(aiEntity);
console.log('执行路径:', executionPath);
// 获取节点状态
const nodeStatus = BehaviorTreeDebugger.getNodeStatus(aiEntity, nodeId);
console.log('节点状态:', nodeStatus);
```
## 常见模式
### 1. 状态机模式
使用行为树实现状态机
使用行为树实现状态机:
```typescript
const fsm = BehaviorTreeBuilder.create(scene, 'StateMachine')
.blackboard()
.defineVariable('currentState', BlackboardValueType.String, 'idle')
.endBlackboard()
const fsm = BehaviorTreeBuilder.create('StateMachine')
.defineBlackboardVariable('currentState', 'idle')
.selector('StateSwitch')
// Idle状态
.sequence('IdleState')
.checkBlackboardValue('currentState', 'idle')
.action('IdleBehavior', (e, bb) => {
console.log('执行Idle行为');
// 状态转换条件
if (shouldTransitionToMove()) {
bb?.setValue('currentState', 'move');
}
return TaskStatus.Success;
})
.blackboardCompare('currentState', 'idle', 'equals')
.log('执行Idle行为', 'IdleBehavior')
.end()
// Move状态
.sequence('MoveState')
.checkBlackboardValue('currentState', 'move')
.action('MoveBehavior', (e, bb) => {
console.log('执行Move行为');
if (shouldTransitionToAttack()) {
bb?.setValue('currentState', 'attack');
}
return TaskStatus.Success;
})
.blackboardCompare('currentState', 'move', 'equals')
.log('执行Move行为', 'MoveBehavior')
.end()
// Attack状态
.sequence('AttackState')
.checkBlackboardValue('currentState', 'attack')
.action('AttackBehavior', (e, bb) => {
console.log('执行Attack行为');
if (shouldTransitionToIdle()) {
bb?.setValue('currentState', 'idle');
}
return TaskStatus.Success;
})
.blackboardCompare('currentState', 'attack', 'equals')
.log('执行Attack行为', 'AttackBehavior')
.end()
.end()
.build();
```
### 2. 优先级队列模式
按优先级执行任务:
状态转换通过修改黑板变量实现:
```typescript
.selector('PriorityQueue')
// 最高优先级:生存
.sequence('Survive')
.compareBlackboardValue('health', CompareOperator.Less, 20)
.action('Heal', () => TaskStatus.Success)
const runtime = entity.getComponent(BehaviorTreeRuntimeComponent);
runtime?.setBlackboardValue('currentState', 'move');
```
### 2. 优先级队列模式
按优先级执行任务:
```typescript
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('PriorityQueue')
.selector('Priorities')
// 最高优先级:生存
.sequence('Survive')
.blackboardCompare('health', 20, 'less')
.log('治疗', 'Heal')
.end()
// 中优先级:战斗
.sequence('Combat')
.blackboardExists('nearbyEnemy')
.log('战斗', 'Fight')
.end()
// 低优先级:收集资源
.sequence('Gather')
.log('收集资源', 'CollectResources')
.end()
.end()
// 中优先级:战斗
.sequence('Combat')
.checkBlackboardExists('nearbyEnemy', true)
.action('Fight', () => TaskStatus.Success)
.end()
// 低优先级:收集资源
.sequence('Gather')
.action('CollectResources', () => TaskStatus.Success)
.end()
.end()
.build();
```
### 3. 并行任务模式
同时执行多个任务
同时执行多个任务:
```typescript
.parallel(ParallelPolicy.RequireAll) // 所有任务都要成功
.action('PlayAnimation', () => TaskStatus.Success)
.action('PlaySound', () => TaskStatus.Success)
.action('SpawnParticles', () => TaskStatus.Success)
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('ParallelTasks')
.parallel('Effects', { successPolicy: 'all' })
.log('播放动画', 'PlayAnimation')
.log('播放音效', 'PlaySound')
.log('生成粒子', 'SpawnParticles')
.end()
.build();
```
### 4. 重试模式
失败时重试:
```typescript
// 使用自定义重试装饰器(参见custom-actions.md中的RetryDecorator示例)
// 或者使用UntilSuccess装饰器
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('Retry')
.untilSuccess('RetryUntilSuccess')
.log('尝试操作', 'TryOperation')
.end()
.build();
```
### 5. 超时模式
限制任务执行时间:
```typescript
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('Timeout')
.timeout(5.0, 'TimeLimit')
.log('长时间运行的任务', 'LongTask')
.end()
.build();
```
## 与游戏引擎集成
### Cocos Creator集成
参见[Cocos Creator集成指南](./cocos-integration.md)
### LayaAir集成
参见[LayaAir集成指南](./laya-integration.md)
## 最佳实践
### 1. 合理使用黑板
```typescript
// 好的做法:使用类型化的黑板访问
const health = runtime.getBlackboardValue<number>('health');
// 好的做法:定义所有黑板变量
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('AI')
.defineBlackboardVariable('health', 100)
.defineBlackboardVariable('target', null)
.defineBlackboardVariable('state', 'idle')
// ...
```
### 2. 避免过深的树结构
```typescript
// 不好:嵌套过深
.selector()
.sequence()
.selector()
.sequence()
.selector()
// 太深了!
.end()
.end()
.end()
.end()
.end()
// 好:使用合理的深度
.selector()
.sequence()
.log('Action1')
.log('Action2')
.end()
.sequence()
.log('Action3')
.log('Action4')
.end()
.end()
```
### 3. 使用有意义的节点名称
```typescript
// 好的做法
.selector('CombatDecision')
.sequence('AttackEnemy')
.blackboardExists('target', 'HasTarget')
.log('执行攻击', 'Attack')
.end()
.end()
// 不好的做法
.selector('Node1')
.sequence('Node2')
.blackboardExists('target', 'Node3')
.log('Attack', 'Node4')
.end()
.end()
```
### 4. 模块化设计
将复杂逻辑分解为多个独立的行为树,在需要时组合使用。
### 5. 性能考虑
- 避免在每帧执行昂贵的操作
- 使用冷却装饰器控制执行频率
- 缓存计算结果
- 合理使用并行节点
## 下一步
- 查看[自定义动作](./custom-actions.md)学习如何创建自定义行为节点
- 查看[自定义节点执行器](./custom-actions.md)学习如何创建自定义节点
- 阅读[最佳实践](./best-practices.md)了解行为树设计技巧
- 参考[编辑器使用指南](./editor-guide.md)学习可视化编辑

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@@ -0,0 +1,506 @@
# 资产管理
本文介绍如何加载、管理和复用行为树资产。
## 为什么需要资产管理?
在实际游戏开发中,你可能会遇到以下场景:
1. **多个实体共享同一个行为树** - 100个敌人使用同一套AI逻辑
2. **动态加载行为树** - 从JSON文件加载行为树配置
3. **子树复用** - 将常用的行为片段(如"巡逻"、"追击")做成独立的子树
4. **运行时切换行为树** - 敌人在不同阶段使用不同的行为树
## BehaviorTreeAssetManager
框架提供了 `BehaviorTreeAssetManager` 服务来统一管理行为树资产。
### 核心概念
- **BehaviorTreeData行为树数据**:行为树的定义,可以被多个实体共享
- **BehaviorTreeRuntimeComponent运行时组件**:每个实体独立的运行时状态
- **AssetManager资产管理器**:统一管理所有 BehaviorTreeData
### 基本使用
```typescript
import { Core } from '@esengine/ecs-framework';
import {
BehaviorTreeAssetManager,
BehaviorTreeBuilder,
BehaviorTreeStarter
} from '@esengine/behavior-tree';
// 1. 获取资产管理器(插件已自动注册)
const assetManager = Core.services.resolve(BehaviorTreeAssetManager);
// 2. 创建并注册行为树资产
const enemyAI = BehaviorTreeBuilder.create('EnemyAI')
.defineBlackboardVariable('health', 100)
.selector('MainBehavior')
.log('攻击')
.end()
.build();
assetManager.loadAsset(enemyAI);
// 3. 为多个实体使用同一份资产
const enemy1 = scene.createEntity('Enemy1');
const enemy2 = scene.createEntity('Enemy2');
const enemy3 = scene.createEntity('Enemy3');
// 获取共享的资产
const sharedTree = assetManager.getAsset('EnemyAI');
if (sharedTree) {
BehaviorTreeStarter.start(enemy1, sharedTree);
BehaviorTreeStarter.start(enemy2, sharedTree);
BehaviorTreeStarter.start(enemy3, sharedTree);
}
```
### 资产管理器 API
```typescript
// 加载资产
assetManager.loadAsset(treeData);
// 获取资产
const tree = assetManager.getAsset('TreeID');
// 检查资产是否存在
if (assetManager.hasAsset('TreeID')) {
// ...
}
// 卸载资产
assetManager.unloadAsset('TreeID');
// 获取所有资产ID
const allIds = assetManager.getAllAssetIds();
// 清空所有资产
assetManager.clearAll();
```
## 从文件加载行为树
### JSON 格式
行为树可以导出为 JSON 格式:
```json
{
"version": "1.0.0",
"metadata": {
"name": "EnemyAI",
"description": "敌人AI行为树"
},
"rootNodeId": "root-1",
"nodes": [
{
"id": "root-1",
"name": "RootSelector",
"nodeType": "Composite",
"data": {
"compositeType": "Selector"
},
"children": ["combat-1", "patrol-1"]
},
{
"id": "combat-1",
"name": "Combat",
"nodeType": "Action",
"data": {
"actionType": "LogAction",
"message": "攻击敌人"
},
"children": []
}
],
"blackboard": [
{
"name": "health",
"type": "number",
"defaultValue": 100
}
]
}
```
### 加载 JSON 文件
```typescript
import {
BehaviorTreeAssetSerializer,
BehaviorTreeAssetManager
} from '@esengine/behavior-tree';
async function loadTreeFromFile(filePath: string) {
const assetManager = Core.services.resolve(BehaviorTreeAssetManager);
// 1. 读取文件内容
const jsonContent = await fetch(filePath).then(res => res.text());
// 2. 反序列化
const treeData = BehaviorTreeAssetSerializer.deserialize(jsonContent);
// 3. 加载到资产管理器
assetManager.loadAsset(treeData);
return treeData;
}
// 使用
const tree = await loadTreeFromFile('/assets/enemy-ai.btree.json');
BehaviorTreeStarter.start(entity, tree);
```
## 子树SubTree
子树允许你将常用的行为片段做成独立的树,然后在其他树中引用。
### 为什么使用子树?
1. **代码复用** - 避免重复定义相同的行为
2. **模块化** - 将复杂的行为树拆分成小的可管理单元
3. **团队协作** - 不同成员可以独立开发不同的子树
### 创建子树
```typescript
// 1. 创建巡逻子树
const patrolTree = BehaviorTreeBuilder.create('PatrolBehavior')
.sequence('Patrol')
.log('选择巡逻点', 'PickWaypoint')
.log('移动到巡逻点', 'MoveToWaypoint')
.wait(2.0, 'WaitAtWaypoint')
.end()
.build();
// 2. 创建追击子树
const chaseTree = BehaviorTreeBuilder.create('ChaseBehavior')
.sequence('Chase')
.log('锁定目标', 'LockTarget')
.log('追击目标', 'ChaseTarget')
.end()
.build();
// 3. 注册子树到资产管理器
const assetManager = Core.services.resolve(BehaviorTreeAssetManager);
assetManager.loadAsset(patrolTree);
assetManager.loadAsset(chaseTree);
```
### 使用子树
```typescript
// 在主行为树中使用子树
const mainTree = BehaviorTreeBuilder.create('EnemyAI')
.defineBlackboardVariable('hasTarget', false)
.selector('MainBehavior')
// 条件:发现目标时执行追击子树
.sequence('CombatBranch')
.blackboardExists('hasTarget')
.subTree('ChaseBehavior', { shareBlackboard: true })
.end()
// 默认:执行巡逻子树
.subTree('PatrolBehavior', { shareBlackboard: true })
.end()
.build();
assetManager.loadAsset(mainTree);
// 启动主行为树
const enemy = scene.createEntity('Enemy');
BehaviorTreeStarter.start(enemy, mainTree);
```
### SubTree 配置选项
```typescript
.subTree('SubTreeID', {
shareBlackboard: true, // 是否共享黑板默认true
})
```
- **shareBlackboard: true** - 子树和父树共享黑板变量
- **shareBlackboard: false** - 子树使用独立的黑板
## 资源预加载
在游戏启动时预加载所有行为树资产:
```typescript
class BehaviorTreePreloader {
private assetManager: BehaviorTreeAssetManager;
constructor() {
this.assetManager = Core.services.resolve(BehaviorTreeAssetManager);
}
async preloadAll() {
// 定义所有行为树文件
const treeFiles = [
'/assets/ai/enemy-ai.btree.json',
'/assets/ai/boss-ai.btree.json',
'/assets/ai/patrol.btree.json',
'/assets/ai/chase.btree.json'
];
// 并行加载所有文件
const loadPromises = treeFiles.map(file => this.loadTree(file));
await Promise.all(loadPromises);
console.log(`已加载 ${this.assetManager.getAssetCount()} 个行为树资产`);
}
private async loadTree(filePath: string) {
const jsonContent = await fetch(filePath).then(res => res.text());
const treeData = BehaviorTreeAssetSerializer.deserialize(jsonContent);
this.assetManager.loadAsset(treeData);
}
}
// 游戏启动时调用
const preloader = new BehaviorTreePreloader();
await preloader.preloadAll();
```
## 运行时切换行为树
敌人在不同阶段使用不同的行为树:
```typescript
class EnemyAI {
private entity: Entity;
private assetManager: BehaviorTreeAssetManager;
constructor(entity: Entity) {
this.entity = entity;
this.assetManager = Core.services.resolve(BehaviorTreeAssetManager);
}
// 切换到巡逻AI
switchToPatrol() {
const tree = this.assetManager.getAsset('PatrolAI');
if (tree) {
BehaviorTreeStarter.stop(this.entity);
BehaviorTreeStarter.start(this.entity, tree);
}
}
// 切换到战斗AI
switchToCombat() {
const tree = this.assetManager.getAsset('CombatAI');
if (tree) {
BehaviorTreeStarter.stop(this.entity);
BehaviorTreeStarter.start(this.entity, tree);
}
}
// 切换到狂暴模式
switchToBerserk() {
const tree = this.assetManager.getAsset('BerserkAI');
if (tree) {
BehaviorTreeStarter.stop(this.entity);
BehaviorTreeStarter.start(this.entity, tree);
}
}
}
// 使用
const enemyAI = new EnemyAI(enemyEntity);
// Boss血量低于30%时进入狂暴
const runtime = enemyEntity.getComponent(BehaviorTreeRuntimeComponent);
const health = runtime?.getBlackboardValue<number>('health');
if (health && health < 30) {
enemyAI.switchToBerserk();
}
```
## 内存优化
### 1. 共享行为树数据
```typescript
// 好的做法100个敌人共享1份BehaviorTreeData
const sharedTree = assetManager.getAsset('EnemyAI');
for (let i = 0; i < 100; i++) {
const enemy = scene.createEntity(`Enemy${i}`);
BehaviorTreeStarter.start(enemy, sharedTree!); // 共享数据
}
// 不好的做法每个敌人创建独立的BehaviorTreeData
for (let i = 0; i < 100; i++) {
const enemy = scene.createEntity(`Enemy${i}`);
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('EnemyAI') // 重复创建
// ... 节点定义
.build();
BehaviorTreeStarter.start(enemy, tree);
}
```
### 2. 及时卸载不用的资产
```typescript
// 关卡结束时卸载该关卡的AI
function onLevelEnd() {
assetManager.unloadAsset('Level1BossAI');
assetManager.unloadAsset('Level1EnemyAI');
}
// 加载新关卡的AI
function onLevelStart() {
const boss2AI = await loadTreeFromFile('/assets/level2-boss.btree.json');
assetManager.loadAsset(boss2AI);
}
```
## 完整示例:多敌人类型的游戏
```typescript
import { Core, Scene } from '@esengine/ecs-framework';
import {
BehaviorTreePlugin,
BehaviorTreeAssetManager,
BehaviorTreeBuilder,
BehaviorTreeStarter
} from '@esengine/behavior-tree';
async function setupGame() {
// 1. 初始化
Core.create();
const plugin = new BehaviorTreePlugin();
await Core.installPlugin(plugin);
const scene = new Scene();
plugin.setupScene(scene);
Core.setScene(scene);
const assetManager = Core.services.resolve(BehaviorTreeAssetManager);
// 2. 创建共享的子树
const patrolTree = BehaviorTreeBuilder.create('Patrol')
.sequence('PatrolLoop')
.log('巡逻')
.wait(1.0)
.end()
.build();
const combatTree = BehaviorTreeBuilder.create('Combat')
.sequence('CombatLoop')
.log('战斗')
.end()
.build();
assetManager.loadAsset(patrolTree);
assetManager.loadAsset(combatTree);
// 3. 创建不同类型敌人的AI
const meleeEnemyAI = BehaviorTreeBuilder.create('MeleeEnemyAI')
.selector('MeleeBehavior')
.sequence('Attack')
.blackboardExists('target')
.log('近战攻击')
.end()
.subTree('Patrol')
.end()
.build();
const rangedEnemyAI = BehaviorTreeBuilder.create('RangedEnemyAI')
.selector('RangedBehavior')
.sequence('Attack')
.blackboardExists('target')
.log('远程攻击')
.end()
.subTree('Patrol')
.end()
.build();
assetManager.loadAsset(meleeEnemyAI);
assetManager.loadAsset(rangedEnemyAI);
// 4. 创建多个敌人实体
// 10个近战敌人共享同一份AI
const meleeAI = assetManager.getAsset('MeleeEnemyAI')!;
for (let i = 0; i < 10; i++) {
const enemy = scene.createEntity(`MeleeEnemy${i}`);
BehaviorTreeStarter.start(enemy, meleeAI);
}
// 5个远程敌人共享同一份AI
const rangedAI = assetManager.getAsset('RangedEnemyAI')!;
for (let i = 0; i < 5; i++) {
const enemy = scene.createEntity(`RangedEnemy${i}`);
BehaviorTreeStarter.start(enemy, rangedAI);
}
console.log(`已创建 15 个敌人,使用 ${assetManager.getAssetCount()} 个行为树资产`);
// 5. 游戏循环
setInterval(() => {
Core.update(0.016);
}, 16);
}
setupGame();
```
## 常见问题
### 如何检查资产是否已加载?
```typescript
const assetManager = Core.services.resolve(BehaviorTreeAssetManager);
if (!assetManager.hasAsset('EnemyAI')) {
// 加载资产
const tree = await loadTreeFromFile('/assets/enemy-ai.btree.json');
assetManager.loadAsset(tree);
}
```
### 子树找不到怎么办?
确保子树已经加载到资产管理器中:
```typescript
// 1. 先加载子树
const subTree = BehaviorTreeBuilder.create('SubTreeID')
// ...
.build();
assetManager.loadAsset(subTree);
// 2. 再加载使用子树的主树
const mainTree = BehaviorTreeBuilder.create('MainTree')
.subTree('SubTreeID')
.build();
```
### 如何导出行为树为 JSON
```typescript
import { BehaviorTreeAssetSerializer } from '@esengine/behavior-tree';
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('MyTree')
// ... 节点定义
.build();
// 序列化为JSON字符串
const json = BehaviorTreeAssetSerializer.serialize(tree);
// 保存到文件或发送到服务器
console.log(json);
```
## 下一步
- 学习[Cocos Creator 集成](./cocos-integration.md)了解如何在游戏引擎中加载资源
- 查看[自定义节点执行器](./custom-actions.md)创建自定义行为
- 阅读[最佳实践](./best-practices.md)优化你的行为树设计

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@@ -1,22 +1,22 @@
# 最佳实践
本文介绍行为树设计和使用的最佳实践帮助你构建高效、可维护的AI系统。
本文介绍行为树设计和使用的最佳实践,帮助你构建高效、可维护的AI系统。
## 行为树设计原则
### 1. 保持树的层次清晰
将复杂行为分解成清晰的层次结构
将复杂行为分解成清晰的层次结构:
```
Root Selector
├── Emergency (高优先级紧急情况)
├── Emergency (高优先级:紧急情况)
│ ├── FleeFromDanger
│ └── CallForHelp
├── Combat (中优先级战斗)
├── Combat (中优先级:战斗)
│ ├── Attack
│ └── Defend
└── Idle (低优先级空闲)
└── Idle (低优先级:空闲)
├── Patrol
└── Rest
```
@@ -24,309 +24,272 @@ Root Selector
### 2. 单一职责原则
每个节点应该只做一件事
每个节点应该只做一件事。要实现复杂动作,创建自定义执行器,参见[自定义节点执行器](./custom-actions.md)。
```typescript
// 好的设计
// 好的设计 - 使用内置节点
.sequence('AttackSequence')
.condition(hasTarget, 'CheckTarget')
.action(aim, 'Aim')
.action(fire, 'Fire')
.blackboardExists('target', 'CheckTarget')
.log('瞄准', 'Aim')
.log('开火', 'Fire')
.end()
// 不好的设计 - 一个动作做太多事
.action('AttackPlayer', () => {
checkTarget();
aim();
fire();
playAnimation();
playSound();
// 太多职责了!
})
```
### 3. 使用描述性名称
节点名称应该清楚地表达其功能
节点名称应该清楚地表达其功能:
```typescript
// 好的命名
.condition(isHealthLow, 'CheckHealthLow')
.action(findNearestHealthPack, 'FindHealthPack')
.action(moveToHealthPack, 'MoveToHealthPack')
.blackboardCompare('health', 20, 'less', 'CheckHealthLow')
.log('寻找最近的医疗包', 'FindHealthPack')
.log('移动到医疗包', 'MoveToHealthPack')
// 不好的命名
.condition(check1, 'C1')
.action(doSomething, 'Action1')
.action(move, 'A2')
.blackboardCompare('health', 20, 'less', 'C1')
.log('Do something', 'Action1')
.log('Move', 'A2')
```
## 黑板变量管理
### 1. 变量命名规范
使用清晰的命名约定
使用清晰的命名约定:
```typescript
.blackboard()
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('AI')
// 状态变量
.defineVariable('currentState', BlackboardValueType.String, 'idle')
.defineVariable('isMoving', BlackboardValueType.Boolean, false)
.defineBlackboardVariable('currentState', 'idle')
.defineBlackboardVariable('isMoving', false)
// 目标和引用
.defineVariable('targetEnemy', BlackboardValueType.Object, null)
.defineVariable('patrolPoints', BlackboardValueType.Array, [])
.defineBlackboardVariable('targetEnemy', null)
.defineBlackboardVariable('patrolPoints', [])
// 配置参数
.defineVariable('attackRange', BlackboardValueType.Number, 5.0)
.defineVariable('moveSpeed', BlackboardValueType.Number, 10.0)
.defineBlackboardVariable('attackRange', 5.0)
.defineBlackboardVariable('moveSpeed', 10.0)
// 临时数据
.defineVariable('lastAttackTime', BlackboardValueType.Number, 0)
.defineVariable('searchAttempts', BlackboardValueType.Number, 0)
.endBlackboard()
.defineBlackboardVariable('lastAttackTime', 0)
.defineBlackboardVariable('searchAttempts', 0)
// ...
.build();
```
### 2. 避免过度使用黑板
只在需要跨节点共享的数据才放入黑板
只在需要跨节点共享的数据才放入黑板。在自定义执行器中使用局部变量:
```typescript
// 不好的做法 - 局部变量放黑板
.action('Calculate', (e, bb) => {
bb?.setValue('temp1', 10); // 不需要
bb?.setValue('temp2', 20); // 不需要
bb?.setValue('result', 30); // 如果其他节点需要,这个可以
return TaskStatus.Success;
})
// 好的做法 - 使用局部变量
.action('Calculate', (e, bb) => {
const temp1 = 10;
const temp2 = 20;
const result = temp1 + temp2;
bb?.setValue('calculationResult', result); // 只保存需要共享的结果
return TaskStatus.Success;
})
export class CalculateAction implements INodeExecutor {
execute(context: NodeExecutionContext): TaskStatus {
// 局部计算
const temp1 = 10;
const temp2 = 20;
const result = temp1 + temp2;
// 只保存需要共享的结果
context.runtime.setBlackboardValue('calculationResult', result);
return TaskStatus.Success;
}
}
```
### 3. 使用类型安全的访问
```typescript
// 定义类型接口
interface EnemyBlackboard {
health: number;
target: Entity | null;
state: 'idle' | 'patrol' | 'chase' | 'attack';
}
export class TypeSafeAction implements INodeExecutor {
execute(context: NodeExecutionContext): TaskStatus {
const { runtime } = context;
// 使用进行类型检查
.action('UseBlackboard', (e, bb) => {
const health = bb?.getValue<number>('health');
const target = bb?.getValue<Entity | null>('target');
const state = bb?.getValue<string>('state');
// 使用泛型进行类型安全访问
const health = runtime.getBlackboardValue<number>('health');
const target = runtime.getBlackboardValue<Entity | null>('target');
const state = runtime.getBlackboardValue<string>('currentState');
if (health !== undefined && health < 30) {
bb?.setValue('state', 'flee');
if (health !== undefined && health < 30) {
runtime.setBlackboardValue('currentState', 'flee');
}
return TaskStatus.Success;
}
return TaskStatus.Success;
})
}
```
## 条件节点设计
## 执行器设计
### 1. 条件应该是无副作用的
### 1. 保持执行器无状态
条件检查不应该修改状态:
状态必须存储在`context.state`中,而不是执行器实例:
```typescript
// 正确的做法
export class TimedAction implements INodeExecutor {
execute(context: NodeExecutionContext): TaskStatus {
if (!context.state.startTime) {
context.state.startTime = context.totalTime;
}
const elapsed = context.totalTime - context.state.startTime;
if (elapsed >= 3.0) {
return TaskStatus.Success;
}
return TaskStatus.Running;
}
reset(context: NodeExecutionContext): void {
context.state.startTime = undefined;
}
}
```
### 2. 条件应该是无副作用的
条件检查不应该修改状态:
```typescript
// 好的做法 - 只读检查
.condition((e, bb) => {
const health = bb?.getValue('health') || 0;
return health < 30;
}, 'IsHealthLow')
// 不好的做法 - 条件中修改状态
.condition((e, bb) => {
const health = bb?.getValue('health') || 0;
if (health < 30) {
bb?.setValue('needsHealing', true); // 不应该在条件中修改
return true;
@NodeExecutorMetadata({
implementationType: 'IsHealthLow',
nodeType: NodeType.Condition,
displayName: '检查生命值低',
category: '条件',
configSchema: {
threshold: {
type: 'number',
default: 30,
supportBinding: true
}
}
return false;
})
```
export class IsHealthLow implements INodeExecutor {
execute(context: NodeExecutionContext): TaskStatus {
const threshold = BindingHelper.getValue<number>(context, 'threshold', 30);
const health = context.runtime.getBlackboardValue<number>('health') || 0;
### 2. 复杂条件拆分
将复杂条件拆分为多个简单条件:
```typescript
// 不好的做法
.condition((e, bb) => {
const health = bb?.getValue('health');
const ammo = bb?.getValue('ammo');
const enemy = bb?.getValue('enemy');
const distance = calculateDistance(e, enemy);
return health > 50 && ammo > 0 && enemy && distance < 10;
}, 'ComplexCheck')
// 好的做法
.sequence('CanAttack')
.condition((e, bb) => (bb?.getValue('health') || 0) > 50, 'HasEnoughHealth')
.condition((e, bb) => (bb?.getValue('ammo') || 0) > 0, 'HasAmmo')
.condition((e, bb) => bb?.getValue('enemy') != null, 'HasTarget')
.condition((e, bb) => {
const enemy = bb?.getValue('enemy');
return calculateDistance(e, enemy) < 10;
}, 'InRange')
.end()
```
## 动作节点设计
### 1. 使用状态机模式处理长时间动作
```typescript
.action('ChargeLaser', (e, bb, dt) => {
// 初始化状态
if (!bb?.hasVariable('chargeState')) {
bb?.setValue('chargeState', 'charging');
bb?.setValue('chargeTime', 0);
return health < threshold ? TaskStatus.Success : TaskStatus.Failure;
}
}
```
const state = bb?.getValue('chargeState');
const chargeTime = bb?.getValue('chargeTime') || 0;
### 3. 错误处理
switch (state) {
case 'charging':
bb?.setValue('chargeTime', chargeTime + dt);
```typescript
export class SafeAction implements INodeExecutor {
execute(context: NodeExecutionContext): TaskStatus {
try {
const resourceId = context.runtime.getBlackboardValue('resourceId');
if (chargeTime >= 3.0) {
bb?.setValue('chargeState', 'ready');
if (!resourceId) {
console.error('[SafeAction] 资源ID未设置');
return TaskStatus.Failure;
}
return TaskStatus.Running;
case 'ready':
// 发射激光
fireLaser();
bb?.setValue('chargeState', null);
bb?.setValue('chargeTime', 0);
// 执行操作...
return TaskStatus.Success;
default:
return TaskStatus.Failure;
}
})
```
### 2. 错误处理
```typescript
.action('LoadResource', async (e, bb) => {
try {
const resourceId = bb?.getValue('resourceId');
if (!resourceId) {
console.error('资源ID未设置');
} catch (error) {
console.error('[SafeAction] 执行失败:', error);
context.runtime.setBlackboardValue('lastError', error.message);
return TaskStatus.Failure;
}
const resource = await loadResource(resourceId);
bb?.setValue('loadedResource', resource);
return TaskStatus.Success;
} catch (error) {
console.error('资源加载失败:', error);
bb?.setValue('loadError', error.message);
return TaskStatus.Failure;
}
})
}
```
## 性能优化技巧
### 1. 使用冷却装饰器
避免高频执行昂贵操作
避免高频执行昂贵操作:
```typescript
.cooldown(1.0) // 最多每秒执行一次
.action('ExpensiveSearch', () => {
// 昂贵的搜索操作
return TaskStatus.Success;
})
.end()
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('ThrottledAI')
.cooldown(1.0, 'ThrottleSearch') // 最多每秒执行一次
.log('昂贵的搜索操作', 'ExpensiveSearch')
.end()
.build();
```
### 2. 缓存计算结果
```typescript
.action('FindNearestEnemy', (e, bb) => {
// 检查缓存是否有效
const cacheTime = bb?.getValue('enemyCacheTime') || 0;
const currentTime = Date.now();
export class CachedFindNearest implements INodeExecutor {
execute(context: NodeExecutionContext): TaskStatus {
const { state, runtime, totalTime } = context;
if (currentTime - cacheTime < 500) { // 缓存500ms
// 使用缓存结果
return bb?.getValue('nearestEnemy') ? TaskStatus.Success : TaskStatus.Failure;
// 检查缓存是否有效
const cacheTime = state.enemyCacheTime || 0;
if (totalTime - cacheTime < 0.5) { // 缓存0.5秒
const cached = runtime.getBlackboardValue('nearestEnemy');
return cached ? TaskStatus.Success : TaskStatus.Failure;
}
// 执行搜索
const nearest = findNearestEnemy();
runtime.setBlackboardValue('nearestEnemy', nearest);
state.enemyCacheTime = totalTime;
return nearest ? TaskStatus.Success : TaskStatus.Failure;
}
// 执行搜索
const nearest = findNearestEnemy();
bb?.setValue('nearestEnemy', nearest);
bb?.setValue('enemyCacheTime', currentTime);
return nearest ? TaskStatus.Success : TaskStatus.Failure;
})
reset(context: NodeExecutionContext): void {
context.state.enemyCacheTime = undefined;
}
}
```
### 3. 使用早期退出
```typescript
.selector('FindTarget')
// 先检查缓存的目标
.condition((e, bb) => bb?.hasVariable('cachedTarget'), 'HasCachedTarget')
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('EarlyExit')
.selector('FindTarget')
// 先检查缓存的目标
.blackboardExists('cachedTarget', 'HasCachedTarget')
// 没有缓存才进行搜索
.action('SearchNewTarget', (e, bb) => {
const target = performExpensiveSearch();
bb?.setValue('cachedTarget', target);
return target ? TaskStatus.Success : TaskStatus.Failure;
})
.end()
// 没有缓存才进行搜索(需要自定义执行器)
.log('执行昂贵的搜索', 'SearchNewTarget')
.end()
.build();
```
## 可维护性
### 1. 使用子树模块化
将可复用的行为提取为子树:
### 1. 使用有意义的节点名称
```typescript
// 巡逻子树
const patrolBehavior = BehaviorTreeBuilder.create(scene, 'Patrol')
.sequence()
.action('MoveToNextWaypoint', () => TaskStatus.Success)
.wait(2.0)
// 好的做法
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('CombatAI')
.selector('CombatDecision')
.sequence('AttackEnemy')
.blackboardExists('target', 'HasTarget')
.log('执行攻击', 'Attack')
.end()
.end()
.build();
// 主树中引用
const mainTree = BehaviorTreeBuilder.create(scene, 'EnemyAI')
.selector()
.sequence('Combat')
// 战斗逻辑
// 不好的做法
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('AI')
.selector('Node1')
.sequence('Node2')
.blackboardExists('target', 'Node3')
.log('Attack', 'Node4')
.end()
.subTree(patrolBehavior) // 复用巡逻行为
.end()
.build();
```
### 2. 使用编辑器创建复杂树
对于复杂的AI使用可视化编辑器
对于复杂的AI,使用可视化编辑器:
- 更直观的结构
- 方便非程序员调整
@@ -337,27 +300,26 @@ const mainTree = BehaviorTreeBuilder.create(scene, 'EnemyAI')
### 3. 添加注释和文档
```typescript
const ai = BehaviorTreeBuilder.create(scene, 'BossAI')
.blackboard()
.defineVariable('phase', BlackboardValueType.Number, 1) // 1=正常, 2=狂暴, 3=濒死
.endBlackboard()
// 为行为树添加清晰的注释
const bossAI = BehaviorTreeBuilder.create('BossAI')
.defineBlackboardVariable('phase', 1) // 1=正常, 2=狂暴, 3=濒死
.selector('MainBehavior')
// 阶段3生命值<20%使用终极技能
// 阶段3: 生命值<20%,使用终极技能
.sequence('Phase3')
.compareBlackboardValue('phase', CompareOperator.Equal, 3)
.action('UltimateAbility', () => TaskStatus.Success)
.blackboardCompare('phase', 3, 'equals')
.log('使用终极技能', 'UltimateAbility')
.end()
// 阶段2生命值<50%进入狂暴
// 阶段2: 生命值<50%,进入狂暴
.sequence('Phase2')
.compareBlackboardValue('phase', CompareOperator.Equal, 2)
.action('BerserkMode', () => TaskStatus.Success)
.blackboardCompare('phase', 2, 'equals')
.log('进入狂暴模式', 'BerserkMode')
.end()
// 阶段1正常战斗
// 阶段1: 正常战斗
.sequence('Phase1')
.action('NormalAttack', () => TaskStatus.Success)
.log('普通攻击', 'NormalAttack')
.end()
.end()
.build();
@@ -368,44 +330,52 @@ const ai = BehaviorTreeBuilder.create(scene, 'BossAI')
### 1. 使用日志节点
```typescript
.log('开始攻击序列', 'info')
.sequence('Attack')
.log('检查目标', 'debug')
.condition(hasTarget)
.log('执行攻击', 'info')
.action(attack)
.end()
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('Debug')
.log('开始攻击序列', 'StartAttack')
.sequence('Attack')
.log('检查目标', 'CheckTarget')
.blackboardExists('target')
.log('执行攻击', 'DoAttack')
.end()
.build();
```
### 2. 添加断言
### 2. 在自定义执行器中调试
```typescript
.action('ValidateState', (e, bb) => {
const health = bb?.getValue('health');
const maxHealth = bb?.getValue('maxHealth');
export class DebugAction implements INodeExecutor {
execute(context: NodeExecutionContext): TaskStatus {
const { nodeData, runtime, state } = context;
console.assert(health !== undefined, 'health不应为undefined');
console.assert(maxHealth !== undefined, 'maxHealth不应为undefined');
console.assert(health <= maxHealth, `health(${health})不应大于maxHealth(${maxHealth})`);
console.group(`[${nodeData.name}]`);
console.log('配置:', nodeData.config);
console.log('状态:', state);
console.log('黑板:', runtime.getAllBlackboardVariables());
console.log('活动节点:', Array.from(runtime.activeNodeIds));
console.groupEnd();
return TaskStatus.Success;
})
return TaskStatus.Success;
}
}
```
### 3. 状态可视化
```typescript
.action('DebugState', (e, bb) => {
if (process.env.NODE_ENV === 'development') {
console.group('AI State');
console.log('Entity:', e.name);
console.log('Health:', bb?.getValue('health'));
console.log('State:', bb?.getValue('currentState'));
console.log('Target:', bb?.getValue('target'));
console.groupEnd();
export class VisualizeState implements INodeExecutor {
execute(context: NodeExecutionContext): TaskStatus {
if (process.env.NODE_ENV === 'development') {
console.group('AI State');
console.log('Entity:', context.entity.name);
console.log('Health:', context.runtime.getBlackboardValue('health'));
console.log('State:', context.runtime.getBlackboardValue('currentState'));
console.log('Target:', context.runtime.getBlackboardValue('target'));
console.groupEnd();
}
return TaskStatus.Success;
}
return TaskStatus.Success;
})
}
```
## 常见反模式
@@ -418,133 +388,81 @@ const ai = BehaviorTreeBuilder.create(scene, 'BossAI')
.sequence()
.sequence()
.sequence()
.action('DeepAction', () => TaskStatus.Success)
.log('太深了', 'DeepAction')
.end()
.end()
.end()
.end()
// 好 - 使用子树扁平化
const innerBehavior = BehaviorTreeBuilder.create(scene, 'Inner')
.action('DeepAction', () => TaskStatus.Success)
.build();
// 好 - 使用合理的深度
.selector()
.subTree(innerBehavior)
.sequence()
.log('Action1')
.log('Action2')
.end()
.sequence()
.log('Action3')
.log('Action4')
.end()
.end()
```
### 2. 在行为树中实现游戏逻辑
### 2. 在执行器中存储状态
```typescript
// 不好 - 行为树不应包含具体游戏逻辑
.action('Attack', (e, bb) => {
const enemy = bb?.getValue('enemy');
const damage = calculateDamage(e.getComponent(Weapon));
enemy.health -= damage;
// 错误 - 状态存储在执行器中
export class BadAction implements INodeExecutor {
private startTime = 0; // 错误!多个节点会共享这个值
if (enemy.health <= 0) {
enemy.die();
e.experience += enemy.expReward;
execute(context: NodeExecutionContext): TaskStatus {
this.startTime = context.totalTime; // 错误!
return TaskStatus.Success;
}
}
playAttackAnimation();
playAttackSound();
// 太多细节了!
})
// 好 - 行为树只负责决策,具体逻辑由系统处理
.action('Attack', (e, bb) => {
const enemy = bb?.getValue('enemy');
// 发送攻击命令,具体逻辑由战斗系统处理
Core.ecsAPI?.emit('combat:attack', { attacker: e, target: enemy });
return TaskStatus.Success;
})
// 正确 - 状态存储在context.state中
export class GoodAction implements INodeExecutor {
execute(context: NodeExecutionContext): TaskStatus {
if (!context.state.startTime) {
context.state.startTime = context.totalTime; // 正确!
}
return TaskStatus.Success;
}
}
```
### 3. 频繁修改黑板
```typescript
// 不好 - 每帧都修改黑板
.action('UpdatePosition', (e, bb, dt) => {
const pos = getCurrentPosition();
bb?.setValue('position', pos); // 每帧都set
bb?.setValue('velocity', getVelocity());
bb?.setValue('rotation', getRotation());
return TaskStatus.Running;
})
export class FrequentUpdate implements INodeExecutor {
execute(context: NodeExecutionContext): TaskStatus {
const pos = getCurrentPosition();
context.runtime.setBlackboardValue('position', pos); // 每帧都set
context.runtime.setBlackboardValue('velocity', getVelocity());
context.runtime.setBlackboardValue('rotation', getRotation());
return TaskStatus.Running;
}
}
// 好 - 只在需要时修改
.action('UpdatePosition', (e, bb, dt) => {
const oldPos = bb?.getValue('position');
const newPos = getCurrentPosition();
export class SmartUpdate implements INodeExecutor {
execute(context: NodeExecutionContext): TaskStatus {
const oldPos = context.runtime.getBlackboardValue('position');
const newPos = getCurrentPosition();
// 只在位置变化时更新
if (!positionsEqual(oldPos, newPos)) {
bb?.setValue('position', newPos);
// 只在位置变化时更新
if (!positionsEqual(oldPos, newPos)) {
context.runtime.setBlackboardValue('position', newPos);
}
return TaskStatus.Running;
}
return TaskStatus.Running;
})
```
## 测试建议
### 1. 单元测试节点
```typescript
describe('AttackAction', () => {
it('应该在有目标时返回Success', () => {
const scene = new Scene();
const entity = scene.createEntity('Test');
const blackboard = entity.addComponent(new BlackboardComponent());
blackboard.setValue('target', mockEnemy);
blackboard.setValue('ammo', 10);
const result = attackAction(entity, blackboard, 0);
expect(result).toBe(TaskStatus.Success);
});
it('应该在没有弹药时返回Failure', () => {
const scene = new Scene();
const entity = scene.createEntity('Test');
const blackboard = entity.addComponent(new BlackboardComponent());
blackboard.setValue('target', mockEnemy);
blackboard.setValue('ammo', 0);
const result = attackAction(entity, blackboard, 0);
expect(result).toBe(TaskStatus.Failure);
});
});
```
### 2. 集成测试
```typescript
describe('EnemyAI', () => {
it('应该在玩家接近时攻击', () => {
const scene = new Scene();
const ai = createEnemyAI(scene);
const blackboard = ai.getComponent(BlackboardComponent);
// 设置玩家在攻击范围内
blackboard?.setValue('player', mockPlayer);
blackboard?.setValue('distanceToPlayer', 5);
BehaviorTreeStarter.start(ai);
scene.update();
// 验证进入了攻击状态
expect(blackboard?.getValue('currentState')).toBe('attacking');
});
});
}
```
## 下一步
- 学习[自定义动作](./custom-actions.md)扩展行为树功能
- 学习[自定义节点执行器](./custom-actions.md)扩展行为树功能
- 探索[高级用法](./advanced-usage.md)了解更多技巧
- 参考[核心概念](./core-concepts.md)深入理解原理

View File

@@ -112,28 +112,23 @@ export class Main extends Component {
import { _decorator, Component, Node } from 'cc';
import { Core, Entity } from '@esengine/ecs-framework';
import {
BehaviorTreeAssetSerializer,
BehaviorTreeAssetLoader,
BehaviorTreeBuilder,
BehaviorTreeStarter,
BlackboardComponent
BehaviorTreeRuntimeComponent
} from '@esengine/behavior-tree';
import { resources } from 'cc';
const { ccclass, property } = _decorator;
@ccclass('EnemyAIComponent')
export class EnemyAIComponent extends Component {
@property
behaviorTreeAsset: string = 'behaviors/enemy-ai.btree';
private aiEntity: Entity | null = null;
async start() {
// 加载行为树资产
await this.loadBehaviorTree();
// 创建行为树
await this.createBehaviorTree();
}
private async loadBehaviorTree() {
private async createBehaviorTree() {
try {
// 获取Core管理的场景
const scene = Core.scene;
@@ -142,41 +137,32 @@ export class EnemyAIComponent extends Component {
return;
}
// 从 resources 加载JSON资产
resources.load(this.behaviorTreeAsset, (err, jsonAsset: any) => {
if (err) {
console.error('加载行为树失败:', err);
return;
}
// 使用Builder API创建行为树
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('EnemyAI')
.defineBlackboardVariable('cocosNode', this.node)
.defineBlackboardVariable('health', 100)
.defineBlackboardVariable('playerNode', null)
.defineBlackboardVariable('detectionRange', 10)
.defineBlackboardVariable('attackRange', 2)
.selector('MainBehavior')
.sequence('Combat')
.blackboardExists('playerNode')
.blackboardCompare('health', 30, 'greater')
.log('攻击玩家', 'AttackPlayer')
.end()
.sequence('Flee')
.blackboardCompare('health', 30, 'lessOrEqual')
.log('逃跑', 'RunAway')
.end()
.log('巡逻', 'Patrol')
.end()
.build();
// 获取JSON字符串
const jsonString = jsonAsset.json ? JSON.stringify(jsonAsset.json) : jsonAsset.text;
// 创建AI实体并启动
this.aiEntity = scene.createEntity(`AI_${this.node.name}`);
BehaviorTreeStarter.start(this.aiEntity, tree);
// 反序列化
const btAsset = BehaviorTreeAssetSerializer.deserialize(jsonString);
// 实例化
this.aiEntity = BehaviorTreeAssetLoader.instantiate(
btAsset,
scene,
{
namePrefix: this.node.name
}
);
// 设置黑板初始值
const blackboard = this.aiEntity.getComponent(BlackboardComponent);
if (blackboard) {
// 可以在这里设置引用到 Cocos 节点
blackboard.setValue('cocosNode', this.node);
blackboard.setValue('position', this.node.position.clone());
}
// 启动 AI
BehaviorTreeStarter.start(this.aiEntity);
console.log('敌人 AI 已启动');
});
console.log('敌人 AI 已启动');
} catch (error) {
console.error('初始化行为树失败:', error);
}
@@ -194,19 +180,50 @@ export class EnemyAIComponent extends Component {
## 与 Cocos 节点交互
### 在编辑器ExecuteAction节点中编写代码
### 创建自定义执行器
在行为树编辑器中,可以使用 `Execute Action` 节点,并编写代码
要实现与Cocos节点的交互需要创建自定义执行器
```javascript
// 获取 Cocos 节点
const cocosNode = blackboard.getValue('cocosNode');
```typescript
import {
INodeExecutor,
NodeExecutionContext,
NodeExecutorMetadata
} from '@esengine/behavior-tree';
import { TaskStatus, NodeType } from '@esengine/behavior-tree';
import { Animation } from 'cc';
// 播放攻击动画
const animation = cocosNode.getComponent('Animation');
animation.play('attack');
@NodeExecutorMetadata({
implementationType: 'PlayAnimation',
nodeType: NodeType.Action,
displayName: '播放动画',
description: '播放Cocos节点上的动画',
category: 'Cocos',
configSchema: {
animationName: {
type: 'string',
default: 'attack'
}
}
})
export class PlayAnimationAction implements INodeExecutor {
execute(context: NodeExecutionContext): TaskStatus {
const cocosNode = context.runtime.getBlackboardValue('cocosNode');
const animationName = context.nodeData.config.animationName;
return TaskStatus.Success;
if (!cocosNode) {
return TaskStatus.Failure;
}
const animation = cocosNode.getComponent(Animation);
if (animation) {
animation.play(animationName);
return TaskStatus.Success;
}
return TaskStatus.Failure;
}
}
```
@@ -250,7 +267,7 @@ RootSelector
```typescript
import { _decorator, Component, Node, Vec3 } from 'cc';
import { BlackboardComponent } from '@esengine/behavior-tree';
import { BehaviorTreeRuntimeComponent } from '@esengine/behavior-tree';
const { ccclass, property } = _decorator;
@@ -262,18 +279,18 @@ export class PlayerDetector extends Component {
@property
detectionRange: number = 10;
private blackboard: BlackboardComponent | null = null;
private runtime: BehaviorTreeRuntimeComponent | null = null;
start() {
// 假设AI组件在同一节点上
const aiComponent = this.node.getComponent('EnemyAIComponent') as any;
if (aiComponent && aiComponent.aiEntity) {
this.blackboard = aiComponent.aiEntity.getComponent(BlackboardComponent);
this.runtime = aiComponent.aiEntity.getComponent(BehaviorTreeRuntimeComponent);
}
}
update(deltaTime: number) {
if (!this.blackboard || !this.player) {
if (!this.runtime || !this.player) {
return;
}
@@ -281,9 +298,9 @@ export class PlayerDetector extends Component {
const distance = Vec3.distance(this.node.position, this.player.position);
// 更新黑板
this.blackboard.setValue('playerNode', this.player);
this.blackboard.setValue('playerInRange', distance <= this.detectionRange);
this.blackboard.setValue('distanceToPlayer', distance);
this.runtime.setBlackboardValue('playerNode', this.player);
this.runtime.setBlackboardValue('playerInRange', distance <= this.detectionRange);
this.runtime.setBlackboardValue('distanceToPlayer', distance);
}
}
```
@@ -291,52 +308,210 @@ export class PlayerDetector extends Component {
## 资源管理
### 预加载行为树资产
### 使用 BehaviorTreeAssetManager
在游戏启动时预加载所有行为树资产
框架提供了 `BehaviorTreeAssetManager` 来统一管理行为树资产,避免重复创建
```typescript
import { resources } from 'cc';
import { Core } from '@esengine/ecs-framework';
import {
BehaviorTreeAssetManager,
BehaviorTreeBuilder,
BehaviorTreeStarter
} from '@esengine/behavior-tree';
async function preloadBehaviorTrees() {
const assets = [
'behaviors/enemy-ai',
'behaviors/boss-ai',
'behaviors/patrol'
];
// 获取资产管理器(插件已自动注册)
const assetManager = Core.services.resolve(BehaviorTreeAssetManager);
for (const path of assets) {
await new Promise((resolve, reject) => {
resources.preload(path, (err) => {
if (err) reject(err);
else resolve(null);
// 创建并注册行为树(只创建一次)
const enemyAI = BehaviorTreeBuilder.create('EnemyAI')
.defineBlackboardVariable('health', 100)
.selector('MainBehavior')
.log('攻击')
.end()
.build();
assetManager.loadAsset(enemyAI);
// 为多个敌人实体使用同一份资产
for (let i = 0; i < 10; i++) {
const enemy = scene.createEntity(`Enemy${i}`);
const tree = assetManager.getAsset('EnemyAI')!;
BehaviorTreeStarter.start(enemy, tree); // 10个敌人共享1份数据
}
```
### 从 Cocos Creator 资源加载
#### 1. 将行为树 JSON 放入 resources 目录
```
assets/
└── resources/
└── behaviors/
├── enemy-ai.btree.json
└── boss-ai.btree.json
```
#### 2. 创建资源加载器
创建 `assets/scripts/BehaviorTreeLoader.ts`
```typescript
import { resources, JsonAsset } from 'cc';
import { Core } from '@esengine/ecs-framework';
import {
BehaviorTreeAssetManager,
BehaviorTreeAssetSerializer,
BehaviorTreeData
} from '@esengine/behavior-tree';
export class BehaviorTreeLoader {
private assetManager: BehaviorTreeAssetManager;
constructor() {
this.assetManager = Core.services.resolve(BehaviorTreeAssetManager);
}
/**
* 从 resources 目录加载行为树
* @param path 相对于 resources 的路径,不带扩展名
* @example await loader.load('behaviors/enemy-ai')
*/
async load(path: string): Promise<BehaviorTreeData | null> {
return new Promise((resolve, reject) => {
resources.load(path, JsonAsset, (err, jsonAsset) => {
if (err) {
console.error(`加载行为树失败: ${path}`, err);
reject(err);
return;
}
try {
// 反序列化 JSON 为 BehaviorTreeData
const jsonStr = JSON.stringify(jsonAsset.json);
const treeData = BehaviorTreeAssetSerializer.deserialize(jsonStr);
// 加载到资产管理器
this.assetManager.loadAsset(treeData);
console.log(`行为树已加载: ${treeData.name}`);
resolve(treeData);
} catch (error) {
console.error(`解析行为树失败: ${path}`, error);
reject(error);
}
});
});
}
console.log('行为树资产预加载完成');
/**
* 预加载所有行为树
*/
async preloadAll(paths: string[]): Promise<void> {
const promises = paths.map(path => this.load(path));
await Promise.all(promises);
console.log(`已预加载 ${paths.length} 个行为树`);
}
}
```
### 使用 AssetManager
#### 3. 在游戏启动时预加载
对于动态加载,可以使用 Cocos 的 AssetManager
修改 `Main.ts`
```typescript
import { assetManager } from 'cc';
import { _decorator, Component } from 'cc';
import { Core, Scene } from '@esengine/ecs-framework';
import { BehaviorTreePlugin } from '@esengine/behavior-tree';
import { BehaviorTreeLoader } from './BehaviorTreeLoader';
assetManager.loadBundle('behaviors', (err, bundle) => {
if (err) {
console.error('加载 bundle 失败:', err);
return;
const { ccclass } = _decorator;
@ccclass('Main')
export class Main extends Component {
private loader: BehaviorTreeLoader | null = null;
async onLoad() {
// 初始化 ECS Core
Core.create();
// 安装行为树插件
const behaviorTreePlugin = new BehaviorTreePlugin();
await Core.installPlugin(behaviorTreePlugin);
// 创建场景
const scene = new Scene();
behaviorTreePlugin.setupScene(scene);
Core.setScene(scene);
// 创建加载器并预加载所有行为树
this.loader = new BehaviorTreeLoader();
await this.loader.preloadAll([
'behaviors/enemy-ai',
'behaviors/boss-ai',
'behaviors/patrol', // 子树
'behaviors/chase' // 子树
]);
console.log('游戏初始化完成');
}
bundle.load('enemy-ai', (err, asset) => {
if (!err) {
// 使用资产
update(deltaTime: number) {
Core.update(deltaTime);
}
onDestroy() {
Core.destroy();
}
}
```
#### 4. 在敌人组件中使用
```typescript
import { _decorator, Component } from 'cc';
import { Core, Entity } from '@esengine/ecs-framework';
import {
BehaviorTreeAssetManager,
BehaviorTreeStarter
} from '@esengine/behavior-tree';
const { ccclass, property } = _decorator;
@ccclass('EnemyAIComponent')
export class EnemyAIComponent extends Component {
@property
aiType: string = 'enemy-ai'; // 在编辑器中配置使用哪个AI
private aiEntity: Entity | null = null;
start() {
const scene = Core.scene;
if (!scene) return;
// 从资产管理器获取已加载的行为树
const assetManager = Core.services.resolve(BehaviorTreeAssetManager);
const tree = assetManager.getAsset(this.aiType);
if (tree) {
this.aiEntity = scene.createEntity(`AI_${this.node.name}`);
BehaviorTreeStarter.start(this.aiEntity, tree);
// 设置黑板变量
const runtime = this.aiEntity.getComponent(BehaviorTreeRuntimeComponent);
runtime?.setBlackboardValue('cocosNode', this.node);
} else {
console.error(`找不到行为树资产: ${this.aiType}`);
}
});
});
}
onDestroy() {
if (this.aiEntity) {
BehaviorTreeStarter.stop(this.aiEntity);
}
}
}
```
## 调试
@@ -347,7 +522,7 @@ assetManager.loadBundle('behaviors', (err, bundle) => {
```typescript
import { _decorator, Component, Label } from 'cc';
import { BlackboardComponent } from '@esengine/behavior-tree';
import { BehaviorTreeRuntimeComponent } from '@esengine/behavior-tree';
const { ccclass, property } = _decorator;
@@ -356,24 +531,24 @@ export class AIDebugger extends Component {
@property(Label)
debugLabel: Label = null;
private blackboard: BlackboardComponent | null = null;
private runtime: BehaviorTreeRuntimeComponent | null = null;
start() {
const aiComponent = this.node.getComponent('EnemyAIComponent') as any;
if (aiComponent && aiComponent.aiEntity) {
this.blackboard = aiComponent.aiEntity.getComponent(BlackboardComponent);
this.runtime = aiComponent.aiEntity.getComponent(BehaviorTreeRuntimeComponent);
}
}
update() {
if (!this.blackboard || !this.debugLabel) {
if (!this.runtime || !this.debugLabel) {
return;
}
const health = this.blackboard.getValue('health');
const state = this.blackboard.getValue('currentState');
const health = this.runtime.getBlackboardValue('health');
const playerNode = this.runtime.getBlackboardValue('playerNode');
this.debugLabel.string = `Health: ${health}\nState: ${state}`;
this.debugLabel.string = `Health: ${health}\nHas Target: ${playerNode ? 'Yes' : 'No'}`;
}
}
```
@@ -381,95 +556,100 @@ export class AIDebugger extends Component {
## 性能优化
### 1. 使用对象池
### 1. 限制行为树数量
为 AI 实体使用对象池
合理控制同时运行的行为树数量
```typescript
class AIEntityPool {
private pool: Entity[] = [];
private scene: Scene;
class AIManager {
private activeAIs: Entity[] = [];
private maxAIs: number = 20;
constructor(scene: Scene) {
this.scene = scene;
}
acquire(behaviorTreeAsset: any): Entity {
if (this.pool.length > 0) {
const entity = this.pool.pop()!;
BehaviorTreeStarter.restart(entity);
return entity;
addAI(entity: Entity, tree: BehaviorTreeData) {
if (this.activeAIs.length >= this.maxAIs) {
// 移除最远的AI
const furthest = this.findFurthestAI();
if (furthest) {
BehaviorTreeStarter.stop(furthest);
this.activeAIs = this.activeAIs.filter(e => e !== furthest);
}
}
return BehaviorTreeAssetLoader.instantiate(behaviorTreeAsset, this.scene);
BehaviorTreeStarter.start(entity, tree);
this.activeAIs.push(entity);
}
release(entity: Entity) {
removeAI(entity: Entity) {
BehaviorTreeStarter.stop(entity);
this.pool.push(entity);
this.activeAIs = this.activeAIs.filter(e => e !== entity);
}
private findFurthestAI(): Entity | null {
// 根据距离找到最远的AI
// 实现细节略
return this.activeAIs[0];
}
}
```
### 2. 限制更新频率
### 2. 使用冷却装饰器
对于远离相机的敌人,可以在行为树内部使用节流机制
对于不需要每帧更新的AI使用冷却装饰器
```typescript
// 在行为树的Action节点中实现节流
function throttledAction(entity, blackboard, deltaTime) {
let lastUpdate = blackboard?.getValue('lastUpdateTime') || 0;
const currentTime = Date.now();
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('ThrottledAI')
.cooldown(0.2, 'ThrottleRoot') // 每0.2秒执行一次
.selector('MainBehavior')
// AI逻辑...
.end()
.end()
.build();
```
// 根据距离决定更新间隔
const distance = getDistanceToCamera();
const updateInterval = distance < 10 ? 0 : 200; // 远处敌人200ms更新一次
### 3. 缓存计算结果
if (currentTime - lastUpdate < updateInterval) {
return TaskStatus.Running;
在自定义执行器中缓存昂贵的计算:
```typescript
export class CachedFindTarget implements INodeExecutor {
execute(context: NodeExecutionContext): TaskStatus {
const { state, runtime, totalTime } = context;
const cacheTime = state.lastFindTime || 0;
if (totalTime - cacheTime < 1.0) {
const cached = runtime.getBlackboardValue('target');
return cached ? TaskStatus.Success : TaskStatus.Failure;
}
const target = findNearestTarget();
runtime.setBlackboardValue('target', target);
state.lastFindTime = totalTime;
return target ? TaskStatus.Success : TaskStatus.Failure;
}
blackboard?.setValue('lastUpdateTime', currentTime);
// 执行实际逻辑
performAILogic();
return TaskStatus.Success;
}
```
### 3. 使用二进制格式
## 多平台注意事项
在构建时将 JSON 转换为二进制格式以减小包体:
### 性能考虑
```bash
# 在构建脚本中
node scripts/convert-bt-to-binary.js
```
不同平台的性能差异:
## 多平台发布
- **Web平台**: 受浏览器性能限制建议减少同时运行的AI数量
- **原生平台**: 性能较好可以运行更多AI
- **小游戏平台**: 内存受限,注意控制行为树数量和复杂度
### Web 平台
在 Web 平台,确保资源路径正确:
### 平台适配
```typescript
// 使用相对路径
const assetPath = 'behaviors/enemy-ai';
```
import { sys } from 'cc';
### 原生平台
// 根据平台调整AI数量
const maxAIs = sys.isNative ? 50 : (sys.isBrowser ? 20 : 30);
原生平台可以使用二进制格式以获得更好的性能:
```typescript
// 检测平台
if (sys.isNative) {
// 加载二进制格式
assetPath = 'behaviors/enemy-ai.btree.bin';
} else {
// 加载 JSON 格式
assetPath = 'behaviors/enemy-ai.btree.json';
}
// 根据平台调整更新频率
const updateInterval = sys.isNative ? 0.016 : 0.05;
```
## 常见问题
@@ -493,9 +673,11 @@ if (sys.isNative) {
检查:
1. 变量名拼写是否正确
2. 是否在正确的时机更新变量
3. 使用 `BlackboardComponent.getValue()``setValue()` 方法
3. 使用 `BehaviorTreeRuntimeComponent.getBlackboardValue()``setBlackboardValue()` 方法
## 下一步
- 查看[高级用法](./advanced-usage.md)了解子树和异步加载
- 学习[最佳实践](./best-practices.md)优化你的 AI
- 查看[资产管理](./asset-management.md)了解如何加载和管理行为树资产、使用子树
- 学习[高级用法](./advanced-usage.md)了解性能优化和调试技巧
- 阅读[最佳实践](./best-practices.md)优化你的 AI
- 学习[自定义节点执行器](./custom-actions.md)创建自定义行为

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@@ -2,19 +2,19 @@
本文介绍行为树系统的核心概念和工作原理。
## 什么是行为树
## 什么是行为树?
行为树Behavior Tree是一种用于控制AI和自动化系统的决策结构。它通过树状层次结构组织任务从根节点开始逐层执行直到找到合适的行为。
行为树(Behavior Tree)是一种用于控制AI和自动化系统的决策结构。它通过树状层次结构组织任务,从根节点开始逐层执行,直到找到合适的行为。
### 与状态机的对比
传统状态机
传统状态机:
- 基于状态和转换
- 状态之间的转换复杂
- 难以扩展和维护
- 不便于复用
行为树
行为树:
- 基于任务和层次结构
- 模块化、易于复用
- 可视化编辑
@@ -23,7 +23,7 @@
## 树结构
行为树由节点组成形成树状结构
行为树由节点组成,形成树状结构:
```
Root (根节点)
@@ -37,8 +37,8 @@ Root (根节点)
└── Wait (等待)
```
每个节点都有
- 父节点除了根节点
每个节点都有:
- 父节点(除了根节点)
- 零个或多个子节点
- 执行状态
- 返回结果
@@ -46,307 +46,321 @@ Root (根节点)
## 节点类型
### 复合节点Composite
### 复合节点(Composite)
复合节点有多个子节点按特定规则执行它们。
复合节点有多个子节点,按特定规则执行它们。
#### Selector选择器
#### Selector(选择器)
按顺序尝试执行子节点直到某个子节点成功。
按顺序尝试执行子节点,直到某个子节点成功。
```typescript
.selector('FindFood')
.action('EatNearbyFood', () => {
if (hasNearbyFood()) {
eat();
return TaskStatus.Success;
}
return TaskStatus.Failure;
})
.action('SearchFood', () => {
searchForFood();
return TaskStatus.Running;
})
.action('GiveUp', () => {
return TaskStatus.Failure;
})
.end()
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('FindFood')
.selector('FindFoodSelector')
.log('尝试吃附近的食物', 'EatNearby')
.log('搜索食物', 'SearchFood')
.log('放弃', 'GiveUp')
.end()
.build();
```
执行逻辑
执行逻辑:
1. 尝试第一个子节点
2. 如果返回Success选择器成功
3. 如果返回Failure尝试下一个子节点
4. 如果返回Running选择器返回Running
5. 所有子节点都失败时选择器失败
2. 如果返回Success,选择器成功
3. 如果返回Failure,尝试下一个子节点
4. 如果返回Running,选择器返回Running
5. 所有子节点都失败时,选择器失败
#### Sequence序列
#### Sequence(序列)
按顺序执行所有子节点直到某个子节点失败。
按顺序执行所有子节点,直到某个子节点失败。
```typescript
.sequence('AttackSequence')
.condition((e, bb) => hasTarget()) // 检查是否有目标
.action('Aim', () => TaskStatus.Success) // 瞄准
.action('Fire', () => TaskStatus.Success) // 开火
.end()
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('Attack')
.sequence('AttackSequence')
.blackboardExists('target') // 检查是否有目标
.log('瞄准', 'Aim')
.log('开火', 'Fire')
.end()
.build();
```
执行逻辑
执行逻辑:
1. 依次执行子节点
2. 如果子节点返回Failure序列失败
3. 如果子节点返回Running序列返回Running
4. 如果子节点返回Success继续下一个子节点
5. 所有子节点都成功时序列成功
2. 如果子节点返回Failure,序列失败
3. 如果子节点返回Running,序列返回Running
4. 如果子节点返回Success,继续下一个子节点
5. 所有子节点都成功时,序列成功
#### Parallel并行
#### Parallel(并行)
同时执行多个子节点。
```typescript
import { ParallelPolicy } from '@esengine/behavior-tree';
.parallel(ParallelPolicy.RequireAll) // 所有任务都要成功
.action('PlayAnimation', () => TaskStatus.Success)
.action('PlaySound', () => TaskStatus.Success)
.action('SpawnEffect', () => TaskStatus.Success)
.end()
```
策略类型:
- `RequireAll`:所有子节点都成功才成功
- `RequireOne`:任意一个子节点成功就成功
### 装饰器节点Decorator
装饰器节点只有一个子节点,用于修改子节点的行为或结果。
#### Inverter反转
反转子节点的结果:
```typescript
.inverter()
.condition((e, bb) => isEnemyNearby()) // 检查敌人是否附近
.end()
// 如果有敌人返回false没有敌人返回true
```
#### Repeater重复
重复执行子节点:
```typescript
.repeat(3) // 重复3次
.action('Jump', () => TaskStatus.Success)
.end()
```
#### Cooldown冷却
限制子节点的执行频率:
```typescript
.cooldown(5.0) // 5秒冷却
.action('UseSpecialAbility', () => {
console.log('使用特殊技能');
return TaskStatus.Success;
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('PlayEffects')
.parallel('Effects', {
successPolicy: 'all', // 所有任务都要成功
failurePolicy: 'one' // 任一失败则失败
})
.end()
.log('播放动画', 'PlayAnimation')
.log('播放音效', 'PlaySound')
.log('生成粒子', 'SpawnEffect')
.end()
.build();
```
#### Timeout超时
策略类型:
- `successPolicy: 'all'`: 所有子节点都成功才成功
- `successPolicy: 'one'`: 任意一个子节点成功就成功
- `failurePolicy: 'all'`: 所有子节点都失败才失败
- `failurePolicy: 'one'`: 任意一个子节点失败就失败
限制子节点的执行时间:
### 装饰器节点(Decorator)
装饰器节点只有一个子节点,用于修改子节点的行为或结果。
#### Inverter(反转)
反转子节点的结果:
```typescript
.timeout(10.0) // 10秒超时
.action('ComplexTask', () => {
// 长时间运行的任务
return TaskStatus.Running;
})
.end()
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('CheckSafe')
.inverter('NotHasEnemy')
.blackboardExists('enemy')
.end()
.build();
```
#### Repeater(重复)
重复执行子节点:
```typescript
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('Jump3Times')
.repeater(3, 'RepeatJump')
.log('跳跃', 'Jump')
.end()
.build();
```
#### Cooldown(冷却)
限制子节点的执行频率:
```typescript
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('UseSkill')
.cooldown(5.0, 'SkillCooldown')
.log('使用特殊技能', 'UseSpecialAbility')
.end()
.build();
```
#### Timeout(超时)
限制子节点的执行时间:
```typescript
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('TimedTask')
.timeout(10.0, 'TaskTimeout')
.log('长时间运行的任务', 'ComplexTask')
.end()
.build();
```
### 叶节点Leaf
### 叶节点(Leaf)
叶节点没有子节点执行具体的任务。
叶节点没有子节点,执行具体的任务。
#### Action动作
#### Action(动作)
执行具体操作
执行具体操作。内置动作节点包括:
```typescript
.action('Move', (entity, blackboard, deltaTime) => {
const target = blackboard?.getValue('targetPosition');
if (!target) {
return TaskStatus.Failure;
}
// 移动逻辑
const moved = moveTowards(target, deltaTime);
if (moved) {
return TaskStatus.Success;
}
return TaskStatus.Running;
})
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('Actions')
.sequence()
.wait(2.0) // 等待2秒
.log('Hello', 'LogAction') // 输出日志
.setBlackboardValue('score', 100) // 设置黑板值
.modifyBlackboardValue('score', 'add', 10) // 修改黑板值
.end()
.build();
```
#### Condition条件
要实现自定义动作,需要创建自定义执行器,参见[自定义节点执行器](./custom-actions.md)。
检查条件:
#### Condition(条件)
检查条件。内置条件节点包括:
```typescript
.condition((entity, blackboard) => {
const health = blackboard?.getValue('health');
return health > 50;
}, 'CheckHealthHigh')
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('Conditions')
.selector()
.blackboardExists('player') // 检查变量是否存在
.blackboardCompare('health', 50, 'greater') // 比较变量值
.randomProbability(0.5) // 50%概率
.end()
.build();
```
#### Wait等待
#### Wait(等待)
等待指定时间
等待指定时间:
```typescript
.wait(2.0) // 等待2秒
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('WaitExample')
.wait(2.0, 'Wait2Seconds')
.build();
```
## 任务状态
每个节点执行后返回以下状态之一
每个节点执行后返回以下状态之一:
### Success成功
### Success(成功)
任务成功完成。
```typescript
.action('CollectCoin', () => {
coin.collect();
return TaskStatus.Success;
})
// 内置节点会根据逻辑自动返回Success
.log('任务完成') // 总是返回Success
.blackboardCompare('score', 100, 'greater') // 条件满足时返回Success
```
### Failure失败
### Failure(失败)
任务执行失败。
```typescript
.condition((e, bb) => {
const hasKey = bb?.getValue('hasKey');
return hasKey ? TaskStatus.Success : TaskStatus.Failure;
})
.blackboardCompare('score', 100, 'greater') // 条件不满足返回Failure
.blackboardExists('nonExistent') // 变量不存在返回Failure
```
### Running运行中
### Running(运行中)
任务需要多帧完成仍在执行中。
任务需要多帧完成,仍在执行中。
```typescript
.action('ChargeLaser', (entity, blackboard, deltaTime) => {
let chargeTime = blackboard?.getValue('chargeTime') || 0;
chargeTime += deltaTime;
blackboard?.setValue('chargeTime', chargeTime);
if (chargeTime >= 3.0) {
// 充能完成
blackboard?.setValue('chargeTime', 0);
return TaskStatus.Success;
}
return TaskStatus.Running; // 继续充能
})
.wait(3.0) // 等待过程中返回Running,3秒后返回Success
```
### Invalid无效
### Invalid(无效)
节点未初始化或已重置。通常不需要手动返回此状态。
节点未初始化或已重置。通常不需要手动处理此状态。
## 黑板系统
黑板Blackboard是行为树的数据存储系统用于在节点之间共享数据。
黑板(Blackboard)是行为树的数据存储系统,用于在节点之间共享数据。
### 本地黑板
每个行为树实例都有自己的本地黑板
每个行为树实例都有自己的本地黑板:
```typescript
const ai = BehaviorTreeBuilder.create(scene, 'EnemyAI')
.blackboard()
.defineVariable('health', BlackboardValueType.Number, 100)
.defineVariable('target', BlackboardValueType.Object, null)
.defineVariable('state', BlackboardValueType.String, 'idle')
.endBlackboard()
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('EnemyAI')
.defineBlackboardVariable('health', 100)
.defineBlackboardVariable('target', null)
.defineBlackboardVariable('state', 'idle')
// ...
.build();
```
### 支持的数据类型
```typescript
import { BlackboardValueType } from '@esengine/behavior-tree';
黑板支持以下数据类型:
- String字符串
- Number数字
- Boolean布尔值
- Vector2二维向量
- Vector3三维向量
- Object对象引用
- Array数组
.blackboard()
.defineVariable('count', BlackboardValueType.Number, 0)
.defineVariable('name', BlackboardValueType.String, 'Enemy')
.defineVariable('isActive', BlackboardValueType.Boolean, true)
.defineVariable('position', BlackboardValueType.Vector2, { x: 0, y: 0 })
.defineVariable('direction', BlackboardValueType.Vector3, { x: 0, y: 0, z: 0 })
.defineVariable('data', BlackboardValueType.Object, {})
.defineVariable('items', BlackboardValueType.Array, [])
.endBlackboard()
示例:
```typescript
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('Variables')
.defineBlackboardVariable('name', 'Enemy') // 字符串
.defineBlackboardVariable('count', 0) // 数字
.defineBlackboardVariable('isActive', true) // 布尔值
.defineBlackboardVariable('position', { x: 0, y: 0 }) // 对象(也可用于Vector2)
.defineBlackboardVariable('velocity', { x: 0, y: 0, z: 0 }) // 对象(也可用于Vector3)
.defineBlackboardVariable('items', []) // 数组
.build();
```
### 读写变量
通过`BehaviorTreeRuntimeComponent`访问黑板:
```typescript
.action('UseBlackboard', (entity, blackboard) => {
// 读取变量
const health = blackboard?.getValue('health');
const target = blackboard?.getValue('target');
const runtime = entity.getComponent(BehaviorTreeRuntimeComponent);
// 写入变量
blackboard?.setValue('health', health - 10);
blackboard?.setValue('lastAttackTime', Date.now());
// 读取变量
const health = runtime?.getBlackboardValue('health');
const target = runtime?.getBlackboardValue('target');
// 检查变量是否存在
if (blackboard?.hasVariable('powerup')) {
const powerup = blackboard.getValue('powerup');
console.log('已获得强化:', powerup);
}
// 写入变量
runtime?.setBlackboardValue('health', 50);
runtime?.setBlackboardValue('lastAttackTime', Date.now());
return TaskStatus.Success;
})
// 获取所有变量
const allVars = runtime?.getAllBlackboardVariables();
```
也可以使用内置节点操作黑板:
```typescript
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('BlackboardOps')
.sequence()
.setBlackboardValue('score', 100) // 设置值
.modifyBlackboardValue('score', 'add', 10) // 增加10
.blackboardCompare('score', 110, 'equals') // 检查是否等于110
.end()
.build();
```
### 全局黑板
所有行为树实例共享的黑板
所有行为树实例共享的黑板,通过`GlobalBlackboardService`访问:
```typescript
import { GlobalBlackboard } from '@esengine/behavior-tree';
import { GlobalBlackboardService } from '@esengine/behavior-tree';
import { Core } from '@esengine/ecs-framework';
const globalBlackboard = Core.services.resolve(GlobalBlackboardService);
// 设置全局变量
GlobalBlackboard.setValue('gameState', 'playing');
GlobalBlackboard.setValue('difficulty', 5);
globalBlackboard.setValue('gameState', 'playing');
globalBlackboard.setValue('difficulty', 5);
// 在任何行为树中访问
.action('CheckGlobalState', () => {
const gameState = GlobalBlackboard.getValue('gameState');
// 读取全局变量
const gameState = globalBlackboard.getValue('gameState');
```
if (gameState === 'paused') {
return TaskStatus.Failure;
在自定义执行器中访问全局黑板:
```typescript
import { GlobalBlackboardService } from '@esengine/behavior-tree';
import { Core } from '@esengine/ecs-framework';
export class CheckGameState implements INodeExecutor {
execute(context: NodeExecutionContext): TaskStatus {
const globalBlackboard = Core.services.resolve(GlobalBlackboardService);
const gameState = globalBlackboard.getValue('gameState');
if (gameState === 'paused') {
return TaskStatus.Failure;
}
return TaskStatus.Success;
}
return TaskStatus.Success;
})
}
```
@@ -355,18 +369,24 @@ GlobalBlackboard.setValue('difficulty', 5);
### 初始化
```typescript
// 1. 初始化Core和场景
// 1. 初始化Core和插件
Core.create();
const plugin = new BehaviorTreePlugin();
await Core.installPlugin(plugin);
// 2. 创建场景
const scene = new Scene();
plugin.setupScene(scene);
Core.setScene(scene);
// 2. 构建行为树
const ai = BehaviorTreeBuilder.create(scene, 'AI')
// 3. 构建行为树
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('AI')
// ... 定义节点
.build();
// 3. 启动
BehaviorTreeStarter.start(ai);
// 4. 创建实体并启动
const entity = scene.createEntity('AIEntity');
BehaviorTreeStarter.start(entity, tree);
```
### 更新循环
@@ -383,7 +403,7 @@ gameLoop(() => {
```
1. 从根节点开始
2. 根节点执行其逻辑通常是Selector或Sequence
2. 根节点执行其逻辑(通常是Selector或Sequence)
3. 根节点的子节点按顺序执行
4. 每个子节点可能有自己的子节点
5. 叶节点执行具体操作并返回状态
@@ -395,90 +415,77 @@ gameLoop(() => {
### 执行示例
```typescript
const tree = BehaviorTreeBuilder.create(scene, 'Example')
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('Example')
.selector('Root') // 1. 执行选择器
.sequence('Branch1') // 2. 尝试第一个分支
.condition(() => false) // 3. 条件失败
.end() // 4. 序列失败选择器继续下一个分支
.blackboardCompare('ready', true, 'equals', 'CheckReady') // 3. 条件失败
.end() // 4. 序列失败,选择器继续下一个分支
.sequence('Branch2') // 5. 尝试第二个分支
.condition(() => true) // 6. 条件成功
.action(() => TaskStatus.Success) // 7. 动作成功
.end() // 8. 序列成功选择器成功
.blackboardCompare('active', true, 'equals', 'CheckActive') // 6. 条件成功
.log('执行动作', 'DoAction') // 7. 动作成功
.end() // 8. 序列成功,选择器成功
.end() // 9. 整个树成功
.build();
```
执行流程图
执行流程图:
```
Root(Selector)
→ Branch1(Sequence)
→ Condition: Failure
→ CheckReady: Failure
→ Branch1 fails
→ Branch2(Sequence)
→ Condition: Success
→ Action: Success
→ CheckActive: Success
DoAction: Success
→ Branch2 succeeds
→ Root succeeds
```
## ECS集成
## Runtime架构
本框架的行为树完全基于ECS架构
本框架的行为树采用Runtime执行器架构:
### 节点即实体
### 核心组件
每个行为树节点都是一个Entity
- **BehaviorTreeData**: 纯数据结构,描述行为树的结构和配置
- **BehaviorTreeRuntimeComponent**: 运行时组件,管理执行状态和黑板
- **BehaviorTreeExecutionSystem**: 执行系统,驱动行为树运行
- **INodeExecutor**: 节点执行器接口,定义节点的执行逻辑
- **NodeExecutionContext**: 执行上下文,包含执行所需的所有信息
### 架构特点
1. **数据与逻辑分离**: BehaviorTreeData是纯数据,执行逻辑在执行器中
2. **无状态执行器**: 执行器实例可以在多个节点间共享,状态存储在Runtime中
3. **类型安全**: 通过TypeScript类型系统保证类型安全
4. **高性能**: 避免不必要的对象创建,优化内存使用
### 数据流
```typescript
// 行为树节点在内部被表示为:
const nodeEntity = scene.createEntity('SelectorNode');
nodeEntity.addComponent(new SelectorComponent());
nodeEntity.addComponent(new ParentComponent(parentEntity));
```
### 组件存储数据
节点属性存储在组件中:
```typescript
// Action节点的数据组件
class ActionComponent extends Component {
actionFunc: ActionFunction;
name: string;
}
// Blackboard组件
class BlackboardComponent extends Component {
private variables: Map<string, any>;
}
```
### 系统驱动行为
行为树系统负责更新所有节点:
```typescript
class BehaviorTreeSystem extends EntitySystem {
update() {
// 更新所有活跃的行为树
for (const entity of this.entities) {
const root = entity.getComponent(BehaviorTreeRootComponent);
if (root && root.isActive) {
this.updateNode(root.rootEntity);
}
}
}
}
BehaviorTreeBuilder
↓ (构建)
BehaviorTreeData
↓ (加载到)
BehaviorTreeAssetManager
↓ (读取)
BehaviorTreeExecutionSystem
↓ (执行)
INodeExecutor.execute(context)
↓ (返回)
TaskStatus
↓ (更新)
NodeRuntimeState
```
## 下一步
现在你已经理解了行为树的核心概念接下来可以
现在你已经理解了行为树的核心概念,接下来可以:
- 查看[快速开始](./getting-started.md)创建第一个行为树
- 学习[编辑器使用指南](./editor-guide.md)可视化创建行为树
- 学习[自定义节点执行器](./custom-actions.md)创建自定义节点
- 探索[高级用法](./advanced-usage.md)了解更多功能
- 阅读[最佳实践](./best-practices.md)学习设计模式

File diff suppressed because it is too large Load Diff

View File

@@ -55,10 +55,13 @@ npm run tauri:dev
3. 在节点中通过变量名引用黑板变量
支持的变量类型:
- Number数字
- String字符串
- Number数字
- Boolean布尔值
- Vector2二维向量
- Vector3三维向量
- Object对象引用
- Array数组
## 导出运行时资产
@@ -77,24 +80,30 @@ npm run tauri:dev
### 加载运行时资产
`deserialize`方法会自动识别数据格式JSON或二进制
编辑器导出的文件是编辑器格式包含UI布局信息。当前版本中从编辑器导出的资产可以使用Builder API在代码中重新构建或者等待资产加载系统的完善。
推荐使用Builder API创建行为树
```typescript
import { BehaviorTreeAssetSerializer, BehaviorTreeAssetLoader } from '@esengine/behavior-tree';
import { BehaviorTreeBuilder, BehaviorTreeStarter } from '@esengine/behavior-tree';
import { Core, Scene } from '@esengine/ecs-framework';
// 加载二进制格式
const binaryData = await loadFile('enemy-ai.btree.bin'); // Uint8Array
const asset = BehaviorTreeAssetSerializer.deserialize(binaryData);
const aiEntity = BehaviorTreeAssetLoader.instantiate(asset, scene);
```
// 使用Builder创建行为树
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('EnemyAI')
.defineBlackboardVariable('health', 100)
.defineBlackboardVariable('target', null)
.selector('MainBehavior')
.sequence('AttackBranch')
.blackboardCompare('health', 50, 'greater')
.log('攻击玩家', 'Attack')
.end()
.log('逃离战斗', 'Flee')
.end()
.build();
```typescript
import { BehaviorTreeAssetSerializer, BehaviorTreeAssetLoader } from '@esengine/behavior-tree';
// 加载JSON格式
const jsonString = await loadFile('enemy-ai.btree.json'); // string
const asset = BehaviorTreeAssetSerializer.deserialize(jsonString);
const aiEntity = BehaviorTreeAssetLoader.instantiate(asset, scene);
// 启动行为树
const entity = scene.createEntity('Enemy');
BehaviorTreeStarter.start(entity, tree);
```
## 支持的操作
@@ -107,4 +116,4 @@ const aiEntity = BehaviorTreeAssetLoader.instantiate(asset, scene);
## 下一步
- 查看[编辑器工作流](./editor-workflow.md)了解完整的开发流程
- 查看[自定义动作](./custom-actions.md)学习如何扩展节点
- 查看[自定义节点执行器](./custom-actions.md)学习如何扩展节点

View File

@@ -55,17 +55,19 @@ Root: Selector
└── Idle (Action)
```
## 在游戏中加载
## 在游戏中使用
### 加载JSON资产
### 使用Builder API创建
推荐使用Builder API在代码中创建行为树
```typescript
import { Core, Scene } from '@esengine/ecs-framework';
import {
BehaviorTreePlugin,
BehaviorTreeAssetSerializer,
BehaviorTreeAssetLoader,
BehaviorTreeStarter
BehaviorTreeBuilder,
BehaviorTreeStarter,
BehaviorTreeRuntimeComponent
} from '@esengine/behavior-tree';
// 初始化
@@ -77,18 +79,28 @@ const scene = new Scene();
plugin.setupScene(scene);
Core.setScene(scene);
// 加载行为树
const jsonString = await loadJsonFromFile('enemy-ai.btree.json');
const asset = BehaviorTreeAssetSerializer.deserialize(jsonString);
const aiEntity = BehaviorTreeAssetLoader.instantiate(asset, scene);
// 使用Builder创建行为树
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('EnemyAI')
.defineBlackboardVariable('health', 100)
.defineBlackboardVariable('target', null)
.defineBlackboardVariable('moveSpeed', 5.0)
.selector('MainBehavior')
.sequence('AttackBranch')
.blackboardExists('target')
.blackboardCompare('health', 30, 'greater')
.log('攻击目标', 'Attack')
.end()
.log('巡逻', 'Patrol')
.end()
.build();
// 设置黑板初始值
const blackboard = aiEntity.getComponent(BlackboardComponent);
blackboard?.setValue('health', 100);
blackboard?.setValue('moveSpeed', 5.0);
// 创建实体并启动行为树
const entity = scene.createEntity('Enemy');
BehaviorTreeStarter.start(entity, tree);
// 启动AI
BehaviorTreeStarter.start(aiEntity);
// 访问和修改黑板
const runtime = entity.getComponent(BehaviorTreeRuntimeComponent);
runtime?.setBlackboardValue('target', someTarget);
// 游戏循环
setInterval(() => {
@@ -96,103 +108,104 @@ setInterval(() => {
}, 16);
```
## 实现自定义动作
## 实现自定义执行器
编辑器中的ExecuteAction节点需要在代码中提供实际逻辑。有两种方式
### 方式1通过事件系统推荐
在Action节点中触发事件在游戏代码中监听
要扩展行为树的功能,需要创建自定义执行器(详见[自定义节点执行器](./custom-actions.md)
```typescript
// 在编辑器的ExecuteAction节点中
entity.scene?.eventSystem.emit('ai:attack', {
attacker: entity,
target: blackboard?.getValue('target')
});
return TaskStatus.Success;
```
import {
INodeExecutor,
NodeExecutionContext,
BindingHelper,
NodeExecutorMetadata
} from '@esengine/behavior-tree';
import { TaskStatus, NodeType } from '@esengine/behavior-tree';
```typescript
// 在游戏代码中监听
Core.scene.eventSystem.on('ai:attack', (data) => {
const { attacker, target } = data;
// 执行实际的攻击逻辑
performAttack(attacker, target);
});
```
### 方式2创建自定义组件
创建专用的Action组件详见[自定义动作](./custom-actions.md)
```typescript
import { Component, ECSComponent, Entity } from '@esengine/ecs-framework';
import { BehaviorNode, BehaviorProperty, NodeType, TaskStatus } from '@esengine/behavior-tree';
@BehaviorNode({
@NodeExecutorMetadata({
implementationType: 'AttackAction',
nodeType: NodeType.Action,
displayName: '攻击目标',
description: '对目标造成伤害',
category: '战斗',
type: NodeType.Action,
description: '对目标造成伤害'
configSchema: {
damage: {
type: 'number',
default: 10,
supportBinding: true
}
}
})
@ECSComponent('AttackAction')
export class AttackAction extends Component {
@BehaviorProperty({
label: '伤害值',
type: 'number'
})
damage: number = 10;
export class AttackAction implements INodeExecutor {
execute(context: NodeExecutionContext): TaskStatus {
const damage = BindingHelper.getValue<number>(context, 'damage', 10);
const target = context.runtime.getBlackboardValue('target');
execute(entity: Entity, blackboard?: BlackboardComponent): TaskStatus {
const target = blackboard?.getValue('target');
if (!target) return TaskStatus.Failure;
if (!target) {
return TaskStatus.Failure;
}
// 执行攻击逻辑
performAttack(entity, target, this.damage);
performAttack(context.entity, target, damage);
return TaskStatus.Success;
}
reset(context: NodeExecutionContext): void {
// 清理状态
}
}
```
## 调试技巧
### 1. 使用日志
### 1. 使用日志节点
编辑器中添加Log节点输出调试信息
行为树中添加Log节点输出调试信息
```typescript
.log('进入战斗分支', 'info')
.action('Attack', (entity, blackboard) => {
console.log('目标:', blackboard?.getValue('target'));
return TaskStatus.Success;
})
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('DebugAI')
.log('开始战斗序列', 'StartCombat')
.sequence('Combat')
.blackboardCompare('health', 0, 'greater')
.log('执行攻击', 'Attack')
.end()
.build();
```
### 2. 监控黑板
### 2. 监控黑板状态
```typescript
const blackboard = aiEntity.getComponent(BlackboardComponent);
console.log('黑板状态:', blackboard?.getAllVariables());
const runtime = entity.getComponent(BehaviorTreeRuntimeComponent);
console.log('黑板变量:', runtime?.getAllBlackboardVariables());
console.log('活动节点:', Array.from(runtime?.activeNodeIds || []));
```
### 3. 检查节点状态
### 3. 在自定义执行器中调试
```typescript
const node = aiEntity.getComponent(BehaviorTreeNode);
console.log('节点状态:', node?.status);
export class DebugAction implements INodeExecutor {
execute(context: NodeExecutionContext): TaskStatus {
const { nodeData, runtime, state } = context;
console.group(`[${nodeData.name}]`);
console.log('配置:', nodeData.config);
console.log('状态:', state);
console.log('黑板:', runtime.getAllBlackboardVariables());
console.groupEnd();
return TaskStatus.Success;
}
}
```
## 完整示例
```typescript
import { Core, Scene, Entity } from '@esengine/ecs-framework';
import { Core, Scene } from '@esengine/ecs-framework';
import {
BehaviorTreePlugin,
BehaviorTreeBuilder,
BehaviorTreeStarter,
BlackboardValueType,
TaskStatus
BehaviorTreeRuntimeComponent
} from '@esengine/behavior-tree';
// 初始化
@@ -204,28 +217,28 @@ const scene = new Scene();
plugin.setupScene(scene);
Core.setScene(scene);
// 直接用代码构建(不用编辑器)
const aiEntity = BehaviorTreeBuilder.create(scene, 'EnemyAI')
.blackboard()
.defineVariable('health', BlackboardValueType.Number, 100)
.defineVariable('hasTarget', BlackboardValueType.Boolean, false)
.endBlackboard()
// 使用Builder API构建行为树
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('EnemyAI')
.defineBlackboardVariable('health', 100)
.defineBlackboardVariable('hasTarget', false)
.selector('Root')
.sequence('Combat')
.condition((e, bb) => bb?.getValue('hasTarget') === true, 'CheckTarget')
.action('Attack', (e, bb) => {
console.log('攻击!');
return TaskStatus.Success;
})
.blackboardCompare('hasTarget', true, 'equals')
.log('攻击玩家', 'Attack')
.end()
.action('Idle', () => {
console.log('空闲');
return TaskStatus.Success;
})
.log('空闲', 'Idle')
.end()
.build();
BehaviorTreeStarter.start(aiEntity);
// 创建实体并启动
const entity = scene.createEntity('Enemy');
BehaviorTreeStarter.start(entity, tree);
// 模拟发现目标
setTimeout(() => {
const runtime = entity.getComponent(BehaviorTreeRuntimeComponent);
runtime?.setBlackboardValue('hasTarget', true);
}, 2000);
// 游戏循环
setInterval(() => {
@@ -235,6 +248,6 @@ setInterval(() => {
## 下一步
- 查看[自定义动作](./custom-actions.md)学习如何创建专用的Action组件
- 查看[高级用法](./advanced-usage.md)了解子树、异步操作等高级特性
- 查看[自定义节点执行器](./custom-actions.md)学习如何创建自定义节点
- 查看[高级用法](./advanced-usage.md)了解性能优化等高级特性
- 查看[最佳实践](./best-practices.md)优化你的AI设计

View File

@@ -10,23 +10,20 @@ npm install @esengine/behavior-tree
## 第一个行为树
让我们创建一个简单的AI行为树实现"巡逻-发现敌人-攻击"的逻辑。
让我们创建一个简单的AI行为树,实现"巡逻-发现敌人-攻击"的逻辑。
### 步骤1导入依赖
### 步骤1: 导入依赖
```typescript
import { Core, Scene } from '@esengine/ecs-framework';
import { Core, Scene, Entity } from '@esengine/ecs-framework';
import {
BehaviorTreeBuilder,
BehaviorTreeStarter,
BehaviorTreePlugin,
BlackboardValueType,
TaskStatus,
CompareOperator
BehaviorTreePlugin
} from '@esengine/behavior-tree';
```
### 步骤2安装插件
### 步骤2: 初始化Core并安装插件
```typescript
Core.create();
@@ -34,7 +31,7 @@ const plugin = new BehaviorTreePlugin();
await Core.installPlugin(plugin);
```
### 步骤3创建场景并设置行为树系统
### 步骤3: 创建场景并设置行为树系统
```typescript
const scene = new Scene();
@@ -42,63 +39,51 @@ plugin.setupScene(scene);
Core.setScene(scene);
```
### 步骤4构建行为树
### 步骤4: 构建行为树数据
```typescript
const guardAI = BehaviorTreeBuilder.create(scene, 'GuardAI')
const guardAITree = BehaviorTreeBuilder.create('GuardAI')
// 定义黑板变量
.blackboard()
.defineVariable('health', BlackboardValueType.Number, 100)
.defineVariable('hasEnemy', BlackboardValueType.Boolean, false)
.defineVariable('patrolPoint', BlackboardValueType.Number, 0)
.endBlackboard()
.defineBlackboardVariable('health', 100)
.defineBlackboardVariable('hasEnemy', false)
.defineBlackboardVariable('patrolPoint', 0)
// 根选择器
.selector('RootSelector')
// 分支1如果发现敌人且生命值高则攻击
.sequence('CombatBranch')
.checkBlackboardExists('hasEnemy', true, 'CheckEnemy')
.compareBlackboardValue('health', CompareOperator.Greater, 30, 'CheckHealth')
.action('Attack', (entity, blackboard) => {
console.log('守卫正在攻击敌人');
// 模拟攻击逻辑
const health = blackboard?.getValue<number>('health') || 100;
blackboard?.setValue('health', health - 10);
return TaskStatus.Success;
})
// 分支1: 如果发现敌人且生命值高,则攻击
.selector('CombatBranch')
.blackboardExists('hasEnemy', 'CheckEnemy')
.blackboardCompare('health', 30, 'greater', 'CheckHealth')
.log('守卫正在攻击敌人', 'Attack')
.end()
// 分支2如果生命值低则逃跑
.sequence('FleeBranch')
.compareBlackboardValue('health', CompareOperator.LessOrEqual, 30)
.action('Flee', (entity) => {
console.log('守卫生命值过低,正在逃跑');
return TaskStatus.Success;
})
// 分支2: 如果生命值低,则逃跑
.selector('FleeBranch')
.blackboardCompare('health', 30, 'lessOrEqual', 'CheckLowHealth')
.log('守卫生命值过低,正在逃跑', 'Flee')
.end()
// 分支3默认巡逻
.sequence('PatrolBranch')
.action('MoveToNextPoint', (entity, blackboard) => {
const point = blackboard?.getValue<number>('patrolPoint') || 0;
const nextPoint = (point + 1) % 4;
blackboard?.setValue('patrolPoint', nextPoint);
console.log(`守卫移动到巡逻点 ${nextPoint}`);
return TaskStatus.Success;
})
.wait(2.0, 'WaitAtPoint') // 在巡逻点等待2秒
// 分支3: 默认巡逻
.selector('PatrolBranch')
.modifyBlackboardValue('patrolPoint', 'add', 1, 'IncrementPatrol')
.log('守卫正在巡逻', 'Patrol')
.wait(2.0, 'WaitAtPoint')
.end()
.end()
.build();
```
### 步骤5启动行为树
### 步骤5: 创建实体并启动行为树
```typescript
BehaviorTreeStarter.start(guardAI);
// 创建守卫实体
const guardEntity = scene.createEntity('Guard');
// 启动行为树
BehaviorTreeStarter.start(guardEntity, guardAITree);
```
### 步骤6运行游戏循环
### 步骤6: 运行游戏循环
```typescript
// 模拟游戏循环
@@ -107,6 +92,24 @@ setInterval(() => {
}, 100); // 每100ms更新一次
```
### 步骤7: 模拟游戏事件
```typescript
// 5秒后模拟发现敌人
setTimeout(() => {
const runtime = guardEntity.getComponent(BehaviorTreeRuntimeComponent);
runtime?.setBlackboardValue('hasEnemy', true);
console.log('发现敌人!');
}, 5000);
// 10秒后模拟受伤
setTimeout(() => {
const runtime = guardEntity.getComponent(BehaviorTreeRuntimeComponent);
runtime?.setBlackboardValue('health', 20);
console.log('守卫受伤!');
}, 10000);
```
## 完整代码
```typescript
@@ -115,73 +118,64 @@ import {
BehaviorTreeBuilder,
BehaviorTreeStarter,
BehaviorTreePlugin,
BlackboardValueType,
TaskStatus,
CompareOperator
BehaviorTreeRuntimeComponent
} from '@esengine/behavior-tree';
async function main() {
// 创建核心和场景
// 1. 创建核心并安装插件
Core.create();
const plugin = new BehaviorTreePlugin();
await Core.installPlugin(plugin);
// 2. 创建场景
const scene = new Scene();
plugin.setupScene(scene);
Core.setScene(scene);
// 构建行为树
const guardAI = BehaviorTreeBuilder.create(scene, 'GuardAI')
.blackboard()
.defineVariable('health', BlackboardValueType.Number, 100)
.defineVariable('hasEnemy', BlackboardValueType.Boolean, false)
.defineVariable('patrolPoint', BlackboardValueType.Number, 0)
.endBlackboard()
// 3. 构建行为树数据
const guardAITree = BehaviorTreeBuilder.create('GuardAI')
.defineBlackboardVariable('health', 100)
.defineBlackboardVariable('hasEnemy', false)
.defineBlackboardVariable('patrolPoint', 0)
.selector('RootSelector')
.sequence('CombatBranch')
.checkBlackboardExists('hasEnemy', true)
.compareBlackboardValue('health', CompareOperator.Greater, 30)
.action('Attack', (entity, blackboard) => {
console.log('守卫正在攻击敌人');
const health = blackboard?.getValue<number>('health') || 100;
blackboard?.setValue('health', health - 10);
return TaskStatus.Success;
})
.selector('CombatBranch')
.blackboardExists('hasEnemy')
.blackboardCompare('health', 30, 'greater')
.log('守卫正在攻击敌人')
.end()
.sequence('FleeBranch')
.compareBlackboardValue('health', CompareOperator.LessOrEqual, 30)
.action('Flee', () => {
console.log('守卫生命值过低,正在逃跑');
return TaskStatus.Success;
})
.selector('FleeBranch')
.blackboardCompare('health', 30, 'lessOrEqual')
.log('守卫生命值过低,正在逃跑')
.end()
.sequence('PatrolBranch')
.action('MoveToNextPoint', (entity, blackboard) => {
const point = blackboard?.getValue<number>('patrolPoint') || 0;
const nextPoint = (point + 1) % 4;
blackboard?.setValue('patrolPoint', nextPoint);
console.log(`守卫移动到巡逻点 ${nextPoint}`);
return TaskStatus.Success;
})
.selector('PatrolBranch')
.modifyBlackboardValue('patrolPoint', 'add', 1)
.log('守卫正在巡逻')
.wait(2.0)
.end()
.end()
.build();
// 启动AI
BehaviorTreeStarter.start(guardAI);
// 4. 创建守卫实体并启动行为树
const guardEntity = scene.createEntity('Guard');
BehaviorTreeStarter.start(guardEntity, guardAITree);
// 运行游戏循环
// 5. 运行游戏循环
setInterval(() => {
Core.update(0.1); // 传入deltaTime(秒)
Core.update(0.1);
}, 100);
// 5秒后模拟发现敌人
// 6. 模拟游戏事件
setTimeout(() => {
const blackboard = guardAI.getComponent(BlackboardComponent);
blackboard?.setValue('hasEnemy', true);
console.log('发现敌人');
const runtime = guardEntity.getComponent(BehaviorTreeRuntimeComponent);
runtime?.setBlackboardValue('hasEnemy', true);
console.log('发现敌人!');
}, 5000);
setTimeout(() => {
const runtime = guardEntity.getComponent(BehaviorTreeRuntimeComponent);
runtime?.setBlackboardValue('health', 20);
console.log('守卫受伤!');
}, 10000);
}
main();
@@ -189,18 +183,17 @@ main();
## 运行结果
运行程序后你会看到类似的输出
运行程序后,你会看到类似的输出:
```
守卫移动到巡逻点 1
守卫移动到巡逻点 2
守卫移动到巡逻点 3
发现敌人
守卫正在巡逻
守卫正在巡逻
守卫正在巡逻
发现敌人!
守卫正在攻击敌人
守卫正在攻击敌人
守卫正在攻击敌人
...
守卫生命值过低,正在逃跑
守卫受伤!
守卫生命值过低,正在逃跑
```
## 理解代码
@@ -208,17 +201,15 @@ main();
### 黑板变量
```typescript
.blackboard()
.defineVariable('health', BlackboardValueType.Number, 100)
.defineVariable('hasEnemy', BlackboardValueType.Boolean, false)
.defineVariable('patrolPoint', BlackboardValueType.Number, 0)
.endBlackboard()
.defineBlackboardVariable('health', 100)
.defineBlackboardVariable('hasEnemy', false)
.defineBlackboardVariable('patrolPoint', 0)
```
黑板用于在节点之间共享数据。这里定义了三个变量
- `health`守卫的生命值
- `hasEnemy`是否发现敌人
- `patrolPoint`当前巡逻点编号
黑板用于在节点之间共享数据。这里定义了三个变量:
- `health`: 守卫的生命值
- `hasEnemy`: 是否发现敌人
- `patrolPoint`: 当前巡逻点编号
### 选择器节点
@@ -230,84 +221,165 @@ main();
.end()
```
选择器按顺序尝试执行子节点直到某个子节点返回成功。类似于编程中的 `if-else if-else`
选择器按顺序尝试执行子节点,直到某个子节点返回成功。类似于编程中的 `if-else if-else`
### 序列节点
### 条件节点
```typescript
.sequence('CombatBranch')
.checkBlackboardExists('hasEnemy', true)
.compareBlackboardValue('health', CompareOperator.Greater, 30)
.action('Attack', ...)
.end()
.blackboardExists('hasEnemy') // 检查变量是否存在
.blackboardCompare('health', 30, 'greater') // 比较变量值
```
序列节点按顺序执行所有子节点,如果任何一个失败则整个序列失败。类似于编程中的 `&&` 运算符
条件节点用于检查黑板变量的值
### 自定义动作
### 动作节点
```typescript
.action('Attack', (entity, blackboard, deltaTime) => {
// 你的自定义逻辑
console.log('执行攻击');
return TaskStatus.Success;
})
.log('守卫正在攻击敌人') // 输出日志
.wait(2.0) // 等待2秒
.modifyBlackboardValue('patrolPoint', 'add', 1) // 修改黑板值
```
动作节点执行具体的操作并返回状态:
- `TaskStatus.Success`:成功完成
- `TaskStatus.Failure`:执行失败
- `TaskStatus.Running`:正在执行(需要多帧完成)
动作节点执行具体的操作
### Runtime组件
```typescript
const runtime = guardEntity.getComponent(BehaviorTreeRuntimeComponent);
runtime?.setBlackboardValue('hasEnemy', true);
runtime?.getBlackboardValue('health');
```
通过`BehaviorTreeRuntimeComponent`访问和修改黑板变量。
## 常见任务状态
行为树的每个节点返回以下状态之一
行为树的每个节点返回以下状态之一:
- **Success**任务成功完成
- **Failure**任务执行失败
- **Running**任务正在执行需要在后续帧继续
- **Invalid**无效状态未初始化或已重置
- **Success**: 任务成功完成
- **Failure**: 任务执行失败
- **Running**: 任务正在执行,需要在后续帧继续
- **Invalid**: 无效状态(未初始化或已重置)
## 内置节点
### 复合节点
- `sequence()` - 序列节点,按顺序执行所有子节点
- `selector()` - 选择器节点,按顺序尝试子节点直到成功
- `parallel()` - 并行节点,同时执行多个子节点
- `parallelSelector()` - 并行选择器
- `randomSequence()` - 随机序列
- `randomSelector()` - 随机选择器
### 装饰器节点
- `inverter()` - 反转子节点结果
- `repeater(count)` - 重复执行子节点
- `alwaysSucceed()` - 总是返回成功
- `alwaysFail()` - 总是返回失败
- `untilSuccess()` - 重复直到成功
- `untilFail()` - 重复直到失败
- `conditional(key, value, operator)` - 条件装饰器
- `cooldown(time)` - 冷却装饰器
- `timeout(time)` - 超时装饰器
### 动作节点
- `wait(duration)` - 等待指定时间
- `log(message)` - 输出日志
- `setBlackboardValue(key, value)` - 设置黑板值
- `modifyBlackboardValue(key, operation, value)` - 修改黑板值
- `executeAction(actionName)` - 执行自定义动作
### 条件节点
- `blackboardExists(key)` - 检查变量是否存在
- `blackboardCompare(key, value, operator)` - 比较黑板值
- `randomProbability(probability)` - 随机概率
- `executeCondition(conditionName)` - 执行自定义条件
## 控制行为树
### 启动
```typescript
BehaviorTreeStarter.start(entity, treeData);
```
### 停止
```typescript
BehaviorTreeStarter.stop(entity);
```
### 暂停和恢复
```typescript
BehaviorTreeStarter.pause(entity);
// ... 一段时间后
BehaviorTreeStarter.resume(entity);
```
### 重启
```typescript
BehaviorTreeStarter.restart(entity);
```
## 下一步
现在你已经创建了第一个行为树接下来可以
现在你已经创建了第一个行为树,接下来可以:
1. 学习[核心概念](./core-concepts.md)深入理解行为树原理
2. 尝试[编辑器使用指南](./editor-guide.md)可视化创建行为
3. 查看[高级用法](./advanced-usage.md)了解更多功能
2. 学习[资产管理](./asset-management.md)了解如何加载和复用行为树、使用子
3. 查看[自定义节点执行器](./custom-actions.md)学习如何创建自定义节点
4. 根据你的场景查看集成教程:[Cocos Creator](./cocos-integration.md) 或 [Node.js](./nodejs-usage.md)
5. 查看[高级用法](./advanced-usage.md)了解更多功能
## 常见问题
### 为什么行为树不执行
### 为什么行为树不执行?
确保
确保:
1. 已经安装了 `BehaviorTreePlugin`
2. 调用了 `plugin.setupScene(scene)`
3. 调用了 `BehaviorTreeStarter.start(aiRoot)`
4. 场景的 `update()` 方法在游戏循环中被调用
3. 调用了 `BehaviorTreeStarter.start(entity, treeData)`
4. 在游戏循环中调用了 `Core.update(deltaTime)`
### 如何调试行为树?
使用日志动作和控制台输出:
### 如何访问黑板变量?
```typescript
.log('到达这个节点', 'info')
.action('MyAction', (entity, blackboard) => {
console.log('blackboard:', blackboard?.getAllVariables());
return TaskStatus.Success;
})
const runtime = entity.getComponent(BehaviorTreeRuntimeComponent);
// 读取
const health = runtime?.getBlackboardValue('health');
// 写入
runtime?.setBlackboardValue('health', 50);
// 获取所有变量
const allVars = runtime?.getAllBlackboardVariables();
```
### 如何停止行为树
### 如何调试行为树?
使用日志节点:
```typescript
BehaviorTreeStarter.stop(aiRoot);
.log('到达这个节点', 'DebugLog')
```
暂停后恢复:
者在代码中监控黑板:
```typescript
BehaviorTreeStarter.pause(aiRoot);
// ... 一段时间后
BehaviorTreeStarter.resume(aiRoot);
const runtime = entity.getComponent(BehaviorTreeRuntimeComponent);
console.log('黑板变量:', runtime?.getAllBlackboardVariables());
console.log('活动节点:', Array.from(runtime?.activeNodeIds || []));
```
### 如何使用自定义逻辑?
内置的`executeAction``executeCondition`节点只是占位符。要实现真正的自定义逻辑,你需要创建自定义执行器:
参见[自定义节点执行器](./custom-actions.md)学习如何创建。

View File

@@ -1,47 +1,41 @@
# 行为树系统
行为树Behavior Tree是一种用于游戏AI和自动化控制的强大工具。本框架提供了完全ECS化的行为树系统所有节点都是实体和组件充分利用了ECS的性能优势
行为树(Behavior Tree)是一种用于游戏AI和自动化控制的强大工具。本框架提供了基于Runtime执行器架构的行为树系统,具有高性能、类型安全、易于扩展的特点
## 什么是行为树
## 什么是行为树?
行为树是一种层次化的任务执行结构由多个节点组成每个节点负责特定的任务。行为树特别适合于
行为树是一种层次化的任务执行结构,由多个节点组成,每个节点负责特定的任务。行为树特别适合于:
- 游戏AI敌人、NPC行为
- 游戏AI(敌人、NPC行为)
- 状态机的替代方案
- 复杂的决策逻辑
- 可视化的行为设计
## 核心特性
### 完全ECS化
- 所有节点都是实体Entity
- 节点属性存储在组件Component
- 利用ECS的缓存友好特性
- 支持大规模AI实例
### Runtime执行器架构
- 数据与逻辑分离
- 无状态执行器设计
- 高性能执行
- 类型安全
### 可视化编辑器
- 图形化节点编辑
- 实时预览和调试
- 拖拽式节点创建
- 支持子树复用
- 属性连接和绑定
### 灵活的黑板系统
- 本地黑板单个行为树
- 全局黑板所有行为树共享
- 本地黑板(单个行为树)
- 全局黑板(所有行为树共享)
- 类型安全的变量访问
- 支持多种数据类型
- 支持属性绑定
### 强大的序列化
- JSON格式可读性好
- 二进制格式体积小60-70%
- 跨平台兼容
- 支持格式转换
### 引擎集成
- Cocos Creator 支持
- Laya 引擎支持
- 纯TypeScript实现
- 易于扩展到其他引擎
### 插件系统
- 自动注册机制
- 装饰器声明元数据
- 支持多语言
- 易于扩展
## 文档导航
@@ -55,87 +49,149 @@
- **[编辑器使用指南](./editor-guide.md)** - 可视化创建行为树
- **[编辑器工作流](./editor-workflow.md)** - 完整的开发流程
### 资源管理
- **[资产管理](./asset-management.md)** - 加载、管理和复用行为树资产、使用子树
### 引擎集成
- **[Cocos Creator 集成](./cocos-integration.md)** - 在 Cocos Creator 中使用行为树
- **[Laya 引擎集成](./laya-integration.md)** - 在 Laya 中使用行为树
- **[Node.js 服务端使用](./nodejs-usage.md)** - 在服务器、聊天机器人等场景中使用行为树
### 高级主题
- **[高级用法](./advanced-usage.md)** - 子树、异步加载、性能优化
- **[自定义动作](./custom-actions.md)** - 创建自定义行为节点
- **[高级用法](./advanced-usage.md)** - 性能优化、调试技巧
- **[自定义节点执行器](./custom-actions.md)** - 创建自定义行为节点
- **[最佳实践](./best-practices.md)** - 行为树设计模式和技巧
## 快速示例
### 代码方式创建
### 使用Builder创建
```typescript
import { Scene } from '@esengine/ecs-framework';
import { Core, Scene } from '@esengine/ecs-framework';
import {
BehaviorTreeBuilder,
BehaviorTreeStarter,
BlackboardValueType,
TaskStatus
BehaviorTreePlugin
} from '@esengine/behavior-tree';
const scene = new Scene();
// 初始化
Core.create();
const plugin = new BehaviorTreePlugin();
await Core.installPlugin(plugin);
// 创建敌人AI
const enemyAI = BehaviorTreeBuilder.create(scene, 'EnemyAI')
.blackboard()
.defineVariable('health', BlackboardValueType.Number, 100)
.defineVariable('target', BlackboardValueType.Object, null)
.endBlackboard()
const scene = new Scene();
plugin.setupScene(scene);
Core.setScene(scene);
// 创建行为树
const enemyAI = BehaviorTreeBuilder.create('EnemyAI')
.defineBlackboardVariable('health', 100)
.defineBlackboardVariable('target', null)
.selector('MainBehavior')
// 如果生命值高则攻击
// 如果生命值高,则攻击
.sequence('AttackBranch')
.compareBlackboardValue('health', CompareOperator.Greater, 50)
.action('Attack', () => {
console.log('Attacking player');
return TaskStatus.Success;
})
.blackboardCompare('health', 50, 'greater')
.log('攻击玩家', 'Attack')
.end()
// 否则逃跑
.action('Flee', () => {
console.log('Fleeing from battle');
return TaskStatus.Success;
})
.log('逃离战斗', 'Flee')
.end()
.build();
// 启动AI
BehaviorTreeStarter.start(enemyAI);
const entity = scene.createEntity('Enemy');
BehaviorTreeStarter.start(entity, enemyAI);
```
### 编辑器方式创建
### 使用编辑器创建
1. 打开行为树编辑器
2. 创建新的行为树资产
3. 拖拽节点到画布
4. 配置节点属性
5. 保存并导出
6. 在代码中加载使用
4. 配置节点属性和连接
5. 保存并在代码中使用
## 架构说明
### Runtime执行器架构
本框架采用Runtime执行器架构,将节点定义和执行逻辑分离:
**核心组件:**
- `BehaviorTreeData`: 纯数据结构,描述行为树
- `BehaviorTreeRuntimeComponent`: 运行时组件,管理状态和黑板
- `BehaviorTreeExecutionSystem`: 执行系统,驱动行为树运行
- `INodeExecutor`: 节点执行器接口
- `NodeExecutionContext`: 执行上下文
**优势:**
- 数据与逻辑分离,易于序列化
- 执行器无状态,可复用
- 类型安全,编译时检查
- 高性能执行
### 自定义执行器
创建自定义节点非常简单:
```typescript
// 加载编辑器创建的行为树
const asset = await loadBehaviorTree('enemy-ai.btree.json');
const ai = BehaviorTreeAssetLoader.instantiate(asset, scene);
BehaviorTreeStarter.start(ai);
import {
INodeExecutor,
NodeExecutionContext,
BindingHelper,
NodeExecutorMetadata
} from '@esengine/behavior-tree';
import { TaskStatus, NodeType } from '@esengine/behavior-tree';
@NodeExecutorMetadata({
implementationType: 'AttackAction',
nodeType: NodeType.Action,
displayName: '攻击',
description: '攻击目标',
category: '战斗',
configSchema: {
damage: {
type: 'number',
default: 10,
supportBinding: true
}
}
})
export class AttackAction implements INodeExecutor {
execute(context: NodeExecutionContext): TaskStatus {
const damage = BindingHelper.getValue<number>(context, 'damage', 10);
const target = context.runtime.getBlackboardValue('target');
if (!target) {
return TaskStatus.Failure;
}
console.log(`造成 ${damage} 点伤害`);
return TaskStatus.Success;
}
}
```
详细说明请参见[自定义节点执行器](./custom-actions.md)。
## 下一步
建议按照以下顺序学习
建议按照以下顺序学习:
1. 阅读[快速开始](./getting-started.md)了解基础用法
2. 学习[核心概念](./core-concepts.md)理解行为树原理
3. 尝试[编辑器使用指南](./editor-guide.md)可视化创建行为
4. 根据你的引擎查看集成教程[Cocos](./cocos-integration.md) 或 [Laya](./laya-integration.md)
5. 探索[高级用法](./advanced-usage.md)提升技能
3. 学习[资产管理](./asset-management.md)了解如何加载和复用行为树、使用子
4. 根据你的场景查看集成教程:
- 客户端游戏:[Cocos Creator](./cocos-integration.md) 或 [Laya](./laya-integration.md)
- 服务端应用:[Node.js 服务端使用](./nodejs-usage.md)
5. 尝试[编辑器使用指南](./editor-guide.md)可视化创建行为树
6. 探索[高级用法](./advanced-usage.md)和[自定义节点执行器](./custom-actions.md)提升技能
## 获取帮助
- 查看 [示例项目](https://github.com/esengine/ecs-framework/tree/master/examples)
- 提交 [Issue](https://github.com/esengine/ecs-framework/issues)
- 加入社区讨论
- 参考文档中的完整代码示例

View File

@@ -87,22 +87,19 @@ new Main();
```typescript
import { Core, Entity } from '@esengine/ecs-framework';
import {
BehaviorTreeAssetSerializer,
BehaviorTreeAssetLoader,
BehaviorTreeBuilder,
BehaviorTreeStarter,
BlackboardComponent
BehaviorTreeRuntimeComponent
} from '@esengine/behavior-tree';
export class EnemyAI extends Laya.Script {
behaviorTreePath: string = "resources/behaviors/enemy.btree";
private aiEntity: Entity;
onEnable() {
this.loadBehaviorTree();
this.createBehaviorTree();
}
private async loadBehaviorTree() {
private createBehaviorTree() {
// 获取Core管理的场景
const scene = Core.scene;
if (!scene) {
@@ -110,30 +107,25 @@ export class EnemyAI extends Laya.Script {
return;
}
// 加载JSON资产
const jsonData = await Laya.loader.load(this.behaviorTreePath, Laya.Loader.JSON);
const sprite = this.owner as Laya.Sprite;
// 转换为JSON字符串
const jsonString = typeof jsonData === 'string' ? jsonData : JSON.stringify(jsonData);
// 使用Builder API创建行为树
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('EnemyAI')
.defineBlackboardVariable('layaSprite', sprite)
.defineBlackboardVariable('health', 100)
.defineBlackboardVariable('position', { x: sprite.x, y: sprite.y })
.selector('MainBehavior')
.sequence('Combat')
.blackboardCompare('health', 30, 'greater')
.log('攻击', 'Attack')
.end()
.log('巡逻', 'Patrol')
.end()
.build();
// 反序列化
const asset = BehaviorTreeAssetSerializer.deserialize(jsonString);
// 实例化
this.aiEntity = BehaviorTreeAssetLoader.instantiate(asset, scene, {
namePrefix: (this.owner as Laya.Sprite).name
});
// 设置黑板变量
const blackboard = this.aiEntity.getComponent(BlackboardComponent);
blackboard?.setValue('layaSprite', this.owner);
blackboard?.setValue('position', {
x: (this.owner as Laya.Sprite).x,
y: (this.owner as Laya.Sprite).y
});
// 启动AI
BehaviorTreeStarter.start(this.aiEntity);
// 创建AI实体并启动
this.aiEntity = scene.createEntity(`AI_${sprite.name}`);
BehaviorTreeStarter.start(this.aiEntity, tree);
}
onDisable() {
@@ -148,19 +140,65 @@ export class EnemyAI extends Laya.Script {
## 与Laya节点交互
在BehaviorTreeBuilder的action方法中可以直接操作Laya节点。下面的完整示例展示了如何实现
要实现与Laya节点的交互需要创建自定义执行器。下面展示一个完整示例
## 完整示例
创建一个完整的敌人AI系统
创建一个使用自定义执行器的敌人AI系统
```typescript
import { BehaviorTreeBuilder, BehaviorTreeStarter, BlackboardValueType, TaskStatus } from '@esengine/behavior-tree';
import {
BehaviorTreeBuilder,
BehaviorTreeStarter,
INodeExecutor,
NodeExecutionContext,
NodeExecutorMetadata,
BehaviorTreeRuntimeComponent
} from '@esengine/behavior-tree';
import { TaskStatus, NodeType } from '@esengine/behavior-tree';
import { Core, Entity } from '@esengine/ecs-framework';
// 自定义移动执行器
@NodeExecutorMetadata({
implementationType: 'MoveToTarget',
nodeType: NodeType.Action,
displayName: '移动到目标',
category: 'Laya',
configSchema: {
speed: {
type: 'number',
default: 50,
supportBinding: true
}
}
})
export class MoveToTargetAction implements INodeExecutor {
execute(context: NodeExecutionContext): TaskStatus {
const sprite = context.runtime.getBlackboardValue('layaSprite');
const targetPos = context.runtime.getBlackboardValue('targetPosition');
const speed = context.nodeData.config.speed;
if (!sprite || !targetPos) {
return TaskStatus.Failure;
}
const dx = targetPos.x - sprite.x;
const dy = targetPos.y - sprite.y;
const distance = Math.sqrt(dx * dx + dy * dy);
if (distance < 10) {
return TaskStatus.Success;
}
sprite.x += (dx / distance) * speed * context.deltaTime;
sprite.y += (dy / distance) * speed * context.deltaTime;
return TaskStatus.Running;
}
}
export class SimpleEnemyAI extends Laya.Script {
public player: Laya.Sprite;
public patrolPoints: Array<{x: number, y: number}> = [];
private aiEntity: Entity;
@@ -177,68 +215,40 @@ export class SimpleEnemyAI extends Laya.Script {
const sprite = this.owner as Laya.Sprite;
this.aiEntity = BehaviorTreeBuilder.create(scene, 'EnemyAI')
.blackboard()
.defineVariable('sprite', BlackboardValueType.Object, sprite)
.defineVariable('health', BlackboardValueType.Number, 100)
.defineVariable('player', BlackboardValueType.Object, this.player)
.defineVariable('patrolIndex', BlackboardValueType.Number, 0)
.endBlackboard()
.selector()
// 攻击玩家
.sequence()
.condition((e, bb) => {
const player = bb?.getValue('player');
if (!player) return false;
const dx = player.x - sprite.x;
const dy = player.y - sprite.y;
const distance = Math.sqrt(dx * dx + dy * dy);
return distance < 200; // 检测范围
}, 'CheckPlayerInRange')
.action('Attack', (e, bb) => {
console.log('攻击玩家');
// 攻击逻辑
return TaskStatus.Success;
})
.end()
// 巡逻
.sequence()
.action('Patrol', (e, bb, dt) => {
const index = bb?.getValue('patrolIndex') || 0;
const point = this.patrolPoints[index];
const dx = point.x - sprite.x;
const dy = point.y - sprite.y;
const distance = Math.sqrt(dx * dx + dy * dy);
if (distance < 10) {
// 到达路点
const nextIndex = (index + 1) % this.patrolPoints.length;
bb?.setValue('patrolIndex', nextIndex);
return TaskStatus.Success;
}
// 移动
const speed = 50;
sprite.x += (dx / distance) * speed * dt;
sprite.y += (dy / distance) * speed * dt;
return TaskStatus.Running;
})
.wait(2.0)
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('EnemyAI')
.defineBlackboardVariable('layaSprite', sprite)
.defineBlackboardVariable('health', 100)
.defineBlackboardVariable('player', this.player)
.defineBlackboardVariable('targetPosition', { x: 0, y: 0 })
.selector('MainBehavior')
.sequence('Attack')
.blackboardExists('player')
.log('攻击玩家', 'DoAttack')
.end()
.log('巡逻', 'Patrol')
.end()
.build();
BehaviorTreeStarter.start(this.aiEntity);
this.aiEntity = scene.createEntity(`AI_${sprite.name}`);
BehaviorTreeStarter.start(this.aiEntity, tree);
// 可以在帧更新中修改黑板
Laya.timer.frameLoop(1, this, () => {
const runtime = this.aiEntity?.getComponent(BehaviorTreeRuntimeComponent);
if (runtime && this.player) {
runtime.setBlackboardValue('targetPosition', {
x: this.player.x,
y: this.player.y
});
}
});
}
onDisable() {
// 停止AI
if (this.aiEntity) {
BehaviorTreeStarter.stop(this.aiEntity);
}
Laya.timer.clearAll(this);
}
}
```
@@ -246,36 +256,37 @@ export class SimpleEnemyAI extends Laya.Script {
## 性能优化
### 使用对象池
### 使用冷却装饰器
对于不需要每帧更新的AI使用冷却装饰器
```typescript
class AIPool {
private pool: Entity[] = [];
get(asset: any, scene: Scene): Entity {
return this.pool.pop() ||
BehaviorTreeAssetLoader.instantiate(asset, scene);
}
release(entity: Entity) {
BehaviorTreeStarter.stop(entity);
this.pool.push(entity);
}
}
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('ThrottledAI')
.cooldown(0.2, 'ThrottleRoot') // 每0.2秒执行一次
.selector('MainBehavior')
// AI逻辑...
.end()
.end()
.build();
```
### 降低更新频率
### 限制同时运行的AI数量
```typescript
private updateInterval: number = 0.1; // 每0.1秒更新
private timer: number = 0;
class AIManager {
private activeAIs: Entity[] = [];
private maxAIs: number = 20;
onUpdate() {
this.timer += Laya.timer.delta / 1000;
addAI(entity: Entity, tree: BehaviorTreeData) {
if (this.activeAIs.length >= this.maxAIs) {
const furthest = this.activeAIs.shift();
if (furthest) {
BehaviorTreeStarter.stop(furthest);
}
}
if (this.timer >= this.updateInterval) {
this.scene?.update();
this.timer = 0;
BehaviorTreeStarter.start(entity, tree);
this.activeAIs.push(entity);
}
}
```

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# Node.js 服务端使用
本文介绍如何在 Node.js 服务端环境(如游戏服务器、机器人、自动化工具)中使用行为树系统。
## 使用场景
行为树不仅适用于游戏客户端AI在服务端也有广泛应用
1. **游戏服务器** - NPC AI逻辑、副本关卡脚本
2. **聊天机器人** - 对话流程控制、智能回复
3. **自动化测试** - 测试用例执行流程
4. **工作流引擎** - 业务流程自动化
5. **爬虫系统** - 数据采集流程控制
## 基础设置
### 安装
```bash
npm install @esengine/ecs-framework @esengine/behavior-tree
```
### TypeScript 配置
```json
{
"compilerOptions": {
"target": "ES2020",
"module": "commonjs",
"moduleResolution": "node",
"experimentalDecorators": true,
"emitDecoratorMetadata": true,
"esModuleInterop": true,
"skipLibCheck": true
}
}
```
## 快速开始
### 简单的游戏服务器 NPC
```typescript
import { Core, Scene } from '@esengine/ecs-framework';
import {
BehaviorTreePlugin,
BehaviorTreeBuilder,
BehaviorTreeStarter,
BehaviorTreeRuntimeComponent
} from '@esengine/behavior-tree';
async function startServer() {
// 1. 初始化 ECS Core
Core.create();
// 2. 安装行为树插件
const plugin = new BehaviorTreePlugin();
await Core.installPlugin(plugin);
// 3. 创建场景
const scene = new Scene();
plugin.setupScene(scene);
Core.setScene(scene);
// 4. 创建 NPC 行为树
const npcAI = BehaviorTreeBuilder.create('MerchantNPC')
.defineBlackboardVariable('mood', 'friendly')
.defineBlackboardVariable('goldAmount', 1000)
.selector('NPCBehavior')
// 如果玩家触发对话
.sequence('Dialogue')
.blackboardExists('playerRequest')
.log('NPC: 欢迎光临!')
.end()
// 默认行为:闲置
.sequence('Idle')
.log('NPC: 正在整理商品...')
.wait(5.0)
.end()
.end()
.build();
// 5. 创建 NPC 实体
const npc = scene.createEntity('Merchant');
BehaviorTreeStarter.start(npc, npcAI);
// 6. 启动游戏循环20 TPS
setInterval(() => {
Core.update(0.05); // 50ms = 1/20秒
}, 50);
// 7. 模拟玩家交互
setTimeout(() => {
const runtime = npc.getComponent(BehaviorTreeRuntimeComponent);
runtime?.setBlackboardValue('playerRequest', 'buy_sword');
console.log('玩家发起交易请求');
}, 3000);
console.log('游戏服务器已启动');
}
startServer();
```
## 实战示例:聊天机器人
创建一个基于行为树的智能聊天机器人:
```typescript
import { Core, Scene, Entity } from '@esengine/ecs-framework';
import {
BehaviorTreePlugin,
BehaviorTreeBuilder,
BehaviorTreeStarter,
BehaviorTreeRuntimeComponent,
INodeExecutor,
NodeExecutionContext,
TaskStatus,
NodeType,
NodeExecutorMetadata
} from '@esengine/behavior-tree';
// 1. 创建自定义节点:回复消息
@NodeExecutorMetadata({
implementationType: 'SendMessage',
nodeType: NodeType.Action,
displayName: '发送消息',
configSchema: {
message: { type: 'string', default: '' }
}
})
class SendMessageAction implements INodeExecutor {
execute(context: NodeExecutionContext): TaskStatus {
const message = context.nodeData.config['message'] as string;
const userMessage = context.runtime.getBlackboardValue<string>('userMessage');
console.log(`[机器人回复]: ${message}`);
console.log(` 回复给: ${userMessage}`);
return TaskStatus.Success;
}
}
// 2. 创建自定义节点:匹配关键词
@NodeExecutorMetadata({
implementationType: 'MatchKeyword',
nodeType: NodeType.Condition,
displayName: '匹配关键词',
configSchema: {
keyword: { type: 'string', default: '' }
}
})
class MatchKeywordCondition implements INodeExecutor {
execute(context: NodeExecutionContext): TaskStatus {
const keyword = context.nodeData.config['keyword'] as string;
const userMessage = context.runtime.getBlackboardValue<string>('userMessage') || '';
return userMessage.includes(keyword) ? TaskStatus.Success : TaskStatus.Failure;
}
}
// 3. 创建聊天机器人类
class ChatBot {
private botEntity: Entity;
private runtime: BehaviorTreeRuntimeComponent | null = null;
constructor(scene: Scene) {
// 创建机器人行为树
const botBehavior = BehaviorTreeBuilder.create('ChatBotAI')
.defineBlackboardVariable('userMessage', '')
.defineBlackboardVariable('userName', 'Guest')
.selector('ResponseSelector')
// 问候语
.sequence('Greeting')
.executeCondition('MatchKeyword', { keyword: '你好' })
.executeAction('SendMessage', { message: '你好!我是智能助手,有什么可以帮你的吗?' })
.end()
// 帮助请求
.sequence('Help')
.executeCondition('MatchKeyword', { keyword: '帮助' })
.executeAction('SendMessage', { message: '我可以帮你回答问题、查询信息。试试问我一些问题吧!' })
.end()
// 查询天气
.sequence('Weather')
.executeCondition('MatchKeyword', { keyword: '天气' })
.executeAction('SendMessage', { message: '今天天气不错,晴天,温度适宜。' })
.end()
// 查询时间
.sequence('Time')
.executeCondition('MatchKeyword', { keyword: '时间' })
.executeAction('SendMessage', { message: `现在时间是 ${new Date().toLocaleString()}` })
.end()
// 默认回复
.executeAction('SendMessage', { message: '抱歉,我还不太理解你的意思。可以换个方式问我吗?' })
.end()
.build();
// 创建实体并启动
this.botEntity = scene.createEntity('ChatBot');
BehaviorTreeStarter.start(this.botEntity, botBehavior);
this.runtime = this.botEntity.getComponent(BehaviorTreeRuntimeComponent);
}
// 处理用户消息
async handleMessage(userName: string, message: string) {
if (this.runtime) {
this.runtime.setBlackboardValue('userName', userName);
this.runtime.setBlackboardValue('userMessage', message);
}
// 等待一帧让行为树执行
await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 100));
}
}
// 4. 主程序
async function main() {
// 初始化
Core.create();
const plugin = new BehaviorTreePlugin();
await Core.installPlugin(plugin);
const scene = new Scene();
plugin.setupScene(scene);
Core.setScene(scene);
// 注册自定义节点
const system = scene.getSystem(BehaviorTreeExecutionSystem);
if (system) {
const registry = system.getExecutorRegistry();
registry.register('SendMessage', new SendMessageAction());
registry.register('MatchKeyword', new MatchKeywordCondition());
}
// 创建聊天机器人
const bot = new ChatBot(scene);
// 启动更新循环
setInterval(() => {
Core.update(0.1);
}, 100);
// 模拟用户对话
console.log('\n=== 聊天机器人测试 ===\n');
await bot.handleMessage('Alice', '你好');
await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 200));
await bot.handleMessage('Bob', '现在几点了?');
await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 200));
await bot.handleMessage('Charlie', '今天天气怎么样');
await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 200));
await bot.handleMessage('David', '你能帮我做什么');
await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 200));
await bot.handleMessage('Eve', '你好吗?');
}
main();
```
## 实战示例:多人游戏服务器
### 房间管理系统
```typescript
import { Core, Scene, Entity } from '@esengine/ecs-framework';
import {
BehaviorTreePlugin,
BehaviorTreeBuilder,
BehaviorTreeStarter,
BehaviorTreeAssetManager
} from '@esengine/behavior-tree';
// 游戏房间
class GameRoom {
private scene: Scene;
private assetManager: BehaviorTreeAssetManager;
private monsters: Entity[] = [];
constructor(roomId: string) {
// 创建房间场景
this.scene = new Scene();
const plugin = new BehaviorTreePlugin();
plugin.setupScene(this.scene);
this.assetManager = Core.services.resolve(BehaviorTreeAssetManager);
// 初始化房间
this.spawnMonsters();
console.log(`房间 ${roomId} 已创建,怪物数量: ${this.monsters.length}`);
}
private spawnMonsters() {
// 从资产管理器获取怪物AI所有房间共享
const monsterAI = this.assetManager.getAsset('MonsterAI');
if (!monsterAI) return;
// 生成10个怪物
for (let i = 0; i < 10; i++) {
const monster = this.scene.createEntity(`Monster_${i}`);
BehaviorTreeStarter.start(monster, monsterAI);
this.monsters.push(monster);
}
}
update(deltaTime: number) {
this.scene.update(deltaTime);
}
destroy() {
this.monsters.forEach(m => m.destroy());
this.monsters = [];
}
}
// 房间管理器
class RoomManager {
private rooms: Map<string, GameRoom> = new Map();
createRoom(roomId: string): GameRoom {
const room = new GameRoom(roomId);
this.rooms.set(roomId, room);
return room;
}
getRoom(roomId: string): GameRoom | undefined {
return this.rooms.get(roomId);
}
destroyRoom(roomId: string) {
const room = this.rooms.get(roomId);
if (room) {
room.destroy();
this.rooms.delete(roomId);
}
}
update(deltaTime: number) {
this.rooms.forEach(room => room.update(deltaTime));
}
}
// 主程序
async function startGameServer() {
// 初始化
Core.create();
const plugin = new BehaviorTreePlugin();
await Core.installPlugin(plugin);
// 预加载怪物AI所有房间共享
const assetManager = Core.services.resolve(BehaviorTreeAssetManager);
const monsterAI = BehaviorTreeBuilder.create('MonsterAI')
.defineBlackboardVariable('health', 100)
.selector('Behavior')
.log('攻击玩家')
.end()
.build();
assetManager.loadAsset(monsterAI);
// 创建房间管理器
const roomManager = new RoomManager();
// 模拟房间创建
roomManager.createRoom('room_1');
roomManager.createRoom('room_2');
// 服务器主循环60 TPS
setInterval(() => {
roomManager.update(1/60);
}, 1000 / 60);
console.log('游戏服务器已启动');
}
startGameServer();
```
## 性能优化
### 1. 控制更新频率
```typescript
// 不同类型的AI使用不同的更新频率
class AIManager {
private importantAIs: Entity[] = []; // Boss等重要AI60 TPS
private normalAIs: Entity[] = []; // 普通敌人20 TPS
private backgroundAIs: Entity[] = []; // 背景NPC5 TPS
update() {
// 重要AI每帧更新
this.updateAIs(this.importantAIs, 1/60);
// 普通AI每3帧更新一次
if (frameCount % 3 === 0) {
this.updateAIs(this.normalAIs, 3/60);
}
// 背景AI每12帧更新一次
if (frameCount % 12 === 0) {
this.updateAIs(this.backgroundAIs, 12/60);
}
}
}
```
### 2. 资源管理
```typescript
// 使用资产管理器避免重复创建
const assetManager = Core.services.resolve(BehaviorTreeAssetManager);
// 预加载所有AI
const enemyAI = BehaviorTreeBuilder.create('EnemyAI').build();
const bossAI = BehaviorTreeBuilder.create('BossAI').build();
assetManager.loadAsset(enemyAI);
assetManager.loadAsset(bossAI);
// 创建1000个敌人但只使用1份BehaviorTreeData
for (let i = 0; i < 1000; i++) {
const enemy = scene.createEntity(`Enemy${i}`);
const ai = assetManager.getAsset('EnemyAI')!;
BehaviorTreeStarter.start(enemy, ai);
}
```
### 3. 使用对象池
```typescript
class EntityPool {
private pool: Entity[] = [];
private active: Entity[] = [];
spawn(scene: Scene, treeId: string): Entity {
let entity = this.pool.pop();
if (!entity) {
entity = scene.createEntity();
const tree = assetManager.getAsset(treeId)!;
BehaviorTreeStarter.start(entity, tree);
} else {
BehaviorTreeStarter.restart(entity);
}
this.active.push(entity);
return entity;
}
recycle(entity: Entity) {
BehaviorTreeStarter.pause(entity);
const index = this.active.indexOf(entity);
if (index >= 0) {
this.active.splice(index, 1);
this.pool.push(entity);
}
}
}
```
## 最佳实践
### 1. 使用环境变量控制调试
```typescript
const DEBUG = process.env.NODE_ENV === 'development';
const aiTree = BehaviorTreeBuilder.create('AI')
.selector('Main')
.when(DEBUG, builder =>
builder.log('调试信息开始AI逻辑')
)
// AI 逻辑...
.end()
.build();
```
### 2. 错误处理
```typescript
try {
const tree = BehaviorTreeBuilder.create('AI')
// ... 构建逻辑
.build();
assetManager.loadAsset(tree);
BehaviorTreeStarter.start(entity, tree);
} catch (error) {
console.error('启动AI失败:', error);
// 使用默认AI或进行降级处理
}
```
### 3. 监控和日志
```typescript
// 定期输出AI状态
setInterval(() => {
const assetManager = Core.services.resolve(BehaviorTreeAssetManager);
const count = assetManager.getAssetCount();
const entities = scene.getEntitiesFor(Matcher.empty().all(BehaviorTreeRuntimeComponent));
console.log(`[AI监控] 行为树资产: ${count}, 活跃实体: ${entities.length}`);
}, 10000);
```
## 常见问题
### 如何与 Express/Koa 等框架集成?
```typescript
import express from 'express';
import { Core, Scene } from '@esengine/ecs-framework';
const app = express();
const scene = new Scene();
// 在单独的循环中更新ECS
setInterval(() => {
Core.update(0.016);
}, 16);
app.post('/npc/:id/interact', (req, res) => {
const npcId = req.params.id;
const npc = scene.findEntity(npcId);
if (npc) {
const runtime = npc.getComponent(BehaviorTreeRuntimeComponent);
runtime?.setBlackboardValue('playerRequest', req.body);
res.json({ success: true });
} else {
res.status(404).json({ error: 'NPC not found' });
}
});
app.listen(3000);
```
### 如何持久化行为树状态?
```typescript
// 保存状态
function saveAIState(entity: Entity) {
const runtime = entity.getComponent(BehaviorTreeRuntimeComponent);
if (runtime) {
return {
treeId: runtime.treeId,
blackboard: runtime.getAllBlackboardVariables(),
activeNodes: Array.from(runtime.activeNodeIds)
};
}
}
// 恢复状态
function loadAIState(entity: Entity, savedState: any) {
const runtime = entity.getComponent(BehaviorTreeRuntimeComponent);
if (runtime) {
// 恢复黑板变量
Object.entries(savedState.blackboard).forEach(([key, value]) => {
runtime.setBlackboardValue(key, value);
});
}
}
```
## 下一步
- 查看[资产管理](./asset-management.md)了解资源加载和子树
- 学习[自定义节点执行器](./custom-actions.md)创建自定义行为
- 阅读[最佳实践](./best-practices.md)优化你的服务端AI