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2018 · GDC · Guerrilla Games

《地平线》机器 AI:让寻路与攻击服从身体能力

🤖 敌人AI🦿 动作衔接⚔️ 近战攻击

依据 Guerrilla 官方原始讲义(PPTX)整理,页码对应幻灯片序号。梳理《地平线》机器 AI 如何让寻路、避障、近战与转头都服从机器身体的实际能力。

核心观点

「AI 知道身体怎样移动,才不会让正确的决策变成不自然的动作。」

原标题Beyond 'Killzone': Creating New AI Systems for 'Horizon Zero Dawn'
作者简介 Julian Berteling · Guerrilla Games 开发者,分享《地平线:零之曙光》的 AI 导航与动画协作。

从航点网格转向适合开放世界的导航

  • 旧方案:离线航点网格:《杀戮地带》用离线生成、半径可变的航点网格。它适合旧作需求,但链接容易被挡住,大块区域也可能只由少量链接连接;到了《地平线》,开放世界、运行时放置的障碍与机器体型差异使原方案更难维护。(第 9—11 页)
  • 新方案:导航网格:支持运行时生成与多套网格;潜行区域、危险区域、可破坏障碍等信息标记在网格上,行为改变绕行代价——例如平时应避开的区域,进入战斗后可以有不同的优先级。路径因此与当前行为相关,而不只是求一条最短线。(第 16—18 页)

长条形身体不能用一个圆概括

避障先看碰撞形状,再看危险的迫近程度

  • 速度障碍法 + 矩形障碍:圆形近似难以表达细长机器的身体,团队采用支持矩形障碍的速度障碍法——判断哪些速度会与周围物体发生碰撞,再从安全候选速度中评分选择。(第 21—27 页)
  • 只算最近五个障碍:计算所有邻近物体会很贵,实际只选预计碰撞时间最短的最多五个障碍;避让还受角色优先级约束。得到的期望速度继续输入路径平滑,而不是直接让机器朝该方向瞬间转身。
  • 边界:适合机器人,不一定适合人:讲者承认,算法找到可行甚至最优解,不代表动作看起来像自然避让;第 28 页把模仿真实避让等方向列为后续探索,不能当作成品已经实现的功能。

平滑路线仍要尊重转弯半径

  • 贝塞尔曲线平滑:《零之曙光》采用贝塞尔曲线平滑路径;切线根据原始折线、当前速度或避障方向设置,再按角色大小改变弯道的急缓;曲线相关的包围区域还要在导航网格上检查。(第 31—35 页)
  • 三个遗留问题:平滑后可能明显偏离规划路径;最大曲率难以准确约束;为不出网格而截短切线,又会破坏曲率连续性。对大型机器来说,这些问题表现为挤向边界、转弯突兀或身体能力不一致。(第 36—38 页)

后续的回旋线方案不属于本作成品

  • 回旋线方案未赶上成品:讲义第 39 页明确声明,后续方案没有赶上《零之曙光》;它借鉴铁路弯道使用回旋线,让曲率随路径长度连续变化,并能约束最大曲率和变化速率。
  • 边界:不能反过来描述本作实现:其价值在于解释旧方案为什么继续被改进,不能反过来用它描述本作的实际移动实现。

Motion Table:让 AI 提前知道动画会做什么

  • 动机:AI 目标与动画能力打架:如果 AI 只知道“移动到这里”,动画系统却只有一段会继续向前迈步的停步动作,二者必然打架——到达终点才硬停会滑步,让动画播完又可能走过头。
  • Motion Table 采样动画:团队采样相关动画混合树,把根骨骼变换、动画时长、触发器与事件存入 Motion Table(动作表);AI 因而可以查询某个速度、方向组合下,动作会持续多久、又会把身体带到哪里。(第 56—60 页)
  • 停步的直接应用:先利用表中位移预测停止结果,提前选择触发停止动画的位置,减少为每种停止距离制作动画、或在最后一刻强制调整身体的需求。(第 62—64 页)

近战分阶段查询,最后才做必要的动画修正

  • 三个阶段:近战被拆成触发攻击、起手和正式攻击;动作表贯穿三个阶段,让 AI 在出手前就掌握攻击动画的性质,而不是攻击开始后再想办法把身体拉到目标面前。(第 67—73 页)
  • Animation Warping 处理剩余偏差:多数攻击只有一段完整全身动画,敌我距离却不断变化;Animation Warping(动画位移修正)调整整段或部分动画的根骨骼变换,使动作更接近目标位置。两种手段各有职责:动作表减少错误选择,位移修正处理剩余偏差。
  • 小结:如果起手条件完全不考虑动画能力,后面的修正就容易变成滑行或追踪过度;评审时应先检查“为什么选了这招”,再检查“这招修正了多少距离”。

转头也要给原动画留下空间

  • 注视 IK 的改法:原来的注视 IK 会覆盖骨骼链旋转,让角色看起来不自然;新方式根据参考朝向计算差值,再以叠加旋转分配到所需骨骼,默认接受一定精度损失,以保留原动作。(第 74—77 页)
  • 精度按距离调节:目标靠近时,可以提高对当前旋转的参考程度,让注视更准确。

✦ 一句话总结:移动、近战与转头最终遵循同一取舍——AI 的几何目标需要通过具体身体完成,精确度应与角色的自然表现一起评估。

本文由 GPT-6 Astra 于 2026/09/20 生成,由 DeepSeek V4.1 Flash 后续修改