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數(shù)據(jù)加載中……

A* 尋路算法

原文地址: http://www.gamedev.net/reference/articles/article2003.asp

概述

雖然掌握了 A* 算法的人認(rèn)為它容易,但是對于初學(xué)者來說, A* 算法還是很復(fù)雜的。

搜索區(qū)域(The Search Area)

我們假設(shè)某人要從 A 點(diǎn)移動到 B 點(diǎn),但是這兩點(diǎn)之間被一堵墻隔開。如圖 1 ,綠色是 A ,紅色是 B ,中間藍(lán)色是墻。

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你應(yīng)該注意到了,我們把要搜尋的區(qū)域劃分成了正方形的格子。這是尋路的第一步,簡化搜索區(qū)域,就像我們這里做的一樣。這個特殊的方法把我們的搜索區(qū)域簡化為了 2 維數(shù)組。數(shù)組的每一項(xiàng)代表一個格子,它的狀態(tài)就是可走 (walkalbe) 和不可走 (unwalkable) 。通過計算出從 A B 需要走過哪些方格,就找到了路徑。一旦路徑找到了,人物便從一個方格的中心移動到另一個方格的中心,直至到達(dá)目的地。

方格的中心點(diǎn)我們成為“節(jié)點(diǎn) (nodes) ”。如果你讀過其他關(guān)于 A* 尋路算法的文章,你會發(fā)現(xiàn)人們常常都在討論節(jié)點(diǎn)。為什么不直接描述為方格呢?因?yàn)槲覀冇锌赡馨阉阉鲄^(qū)域劃為為其他多變形而不是正方形,例如可以是六邊形,矩形,甚至可以是任意多變形。而節(jié)點(diǎn)可以放在任意多邊形里面,可以放在多變形的中心,也可以放在多邊形的邊上。我們使用這個系統(tǒng),因?yàn)樗詈唵巍?/span>

開始搜索(Starting the Search)

一旦我們把搜尋區(qū)域簡化為一組可以量化的節(jié)點(diǎn)后,就像上面做的一樣,我們下一步要做的便是查找最短路徑。在 A* 中,我們從起點(diǎn)開始,檢查其相鄰的方格,然后向四周擴(kuò)展,直至找到目標(biāo)。

我們這樣開始我們的尋路旅途:

1.?????? 從起點(diǎn) A 開始,并把它就加入到一個由方格組成的 open list( 開放列表 ) 中。這個 open list 有點(diǎn)像是一個購物單。當(dāng)然現(xiàn)在 open list 里只有一項(xiàng),它就是起點(diǎn) A ,后面會慢慢加入更多的項(xiàng)。 Open list 里的格子是路徑可能會是沿途經(jīng)過的,也有可能不經(jīng)過。基本上 open list 是一個待檢查的方格列表。

2.?????? 查看與起點(diǎn) A 相鄰的方格 ( 忽略其中墻壁所占領(lǐng)的方格,河流所占領(lǐng)的方格及其他非法地形占領(lǐng)的方格 ) ,把其中可走的 (walkable) 或可到達(dá)的 (reachable) 方格也加入到 open list 中。把起點(diǎn) A 設(shè)置為這些方格的父親 (parent node parent square) 。當(dāng)我們在追蹤路徑時,這些父節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容是很重要的。稍后解釋。

3.?????? A open list 中移除,加入到 close list( 封閉列表 ) 中, close list 中的每個方格都是現(xiàn)在不需要再關(guān)注的。

如下圖所示,深綠色的方格為起點(diǎn),它的外框是亮藍(lán)色,表示該方格被加入到了 close list 。與它相鄰的黑色方格是需要被檢查的,他們的外框是亮綠色。每個黑方格都有一個灰色的指針指向他們的父節(jié)點(diǎn),這里是起點(diǎn) A

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下一步,我們需要從 open list 中選一個與起點(diǎn) A 相鄰的方格,按下面描述的一樣或多或少的重復(fù)前面的步驟。但是到底選擇哪個方格好呢?具有最小 F 值的那個。

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路徑排序(Path Sorting)

計算出組成路徑的方格的關(guān)鍵是下面這個等式:

F = G + H

這里,

G = 從起點(diǎn) A 移動到指定方格的移動代價,沿著到達(dá)該方格而生成的路徑。

H = 從指定的方格移動到終點(diǎn) B 的估算成本。這個通常被稱為試探法,有點(diǎn)讓人混淆。為什么這么叫呢,因?yàn)檫@是個猜測。直到我們找到了路徑我們才會知道真正的距離,因?yàn)橥局杏懈鞣N各樣的東西 ( 比如墻壁,水等 ) 。本教程將教你一種計算 H 的方法,你也可以在網(wǎng)上找到其他方法。

我們的路徑是這么產(chǎn)生的:反復(fù)遍歷 open list ,選擇 F 值最小的方格。這個過程稍后詳細(xì)描述。我們還是先看看怎么去計算上面的等式。

如上所述, G 是從起點(diǎn)A移動到指定方格的移動代價。在本例中,橫向和縱向的移動代價為 10 ,對角線的移動代價為 14 。之所以使用這些數(shù)據(jù),是因?yàn)閷?shí)際的對角移動距離是 2 的平方根,或者是近似的 1.414 倍的橫向或縱向移動代價。使用 10 14 就是為了簡單起見。比例是對的,我們避免了開放和小數(shù)的計算。這并不是我們沒有這個能力或是不喜歡數(shù)學(xué)。使用這些數(shù)字也可以使計算機(jī)更快。稍后你便會發(fā)現(xiàn),如果不使用這些技巧,尋路算法將很慢。

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既然我們是沿著到達(dá)指定方格的路徑來計算 G 值,那么計算出該方格的 G 值的方法就是找出其父親的 G 值,然后按父親是直線方向還是斜線方向加上 10 14 。隨著我們離開起點(diǎn)而得到更多的方格,這個方法會變得更加明朗。

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有很多方法可以估算 H 值。這里我們使用 Manhattan 方法,計算從當(dāng)前方格橫向或縱向移動到達(dá)目標(biāo)所經(jīng)過的方格數(shù),忽略對角移動,然后把總數(shù)乘以 10 。之所以叫做 Manhattan 方法,是因?yàn)檫@很像統(tǒng)計從一個地點(diǎn)到另一個地點(diǎn)所穿過的街區(qū)數(shù),而你不能斜向穿過街區(qū)。重要的是,計算 H 是,要忽略路徑中的障礙物。這是對剩余距離的估算值,而不是實(shí)際值,因此才稱為試探法。

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G H 相加便得到 F 。我們第一步的結(jié)果如下圖所示。每個方格都標(biāo)上了 F G H 的值,就像起點(diǎn)右邊的方格那樣,左上角是 F ,左下角是 G ,右下角是 H

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好,現(xiàn)在讓我們看看其中的一些方格。在標(biāo)有字母的方格, G = 10 。這是因?yàn)樗椒较驈钠瘘c(diǎn)到那里只有一個方格的距離。與起點(diǎn)直接相鄰的上方,下方,左方的方格的 G 值都是 10 ,對角線的方格 G 值都是 14

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H 值通過估算起點(diǎn)于終點(diǎn) ( 紅色方格 ) Manhattan 距離得到,僅作橫向和縱向移動,并且忽略沿途的墻壁。使用這種方式,起點(diǎn)右邊的方格到終點(diǎn)有 3 個方格的距離,因此 H = 30 。這個方格上方的方格到終點(diǎn)有 4 個方格的距離 ( 注意只計算橫向和縱向距離 ) ,因此 H = 40 。對于其他的方格,你可以用同樣的方法知道 H 值是如何得來的。

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每個方格的 F 值,再說一次,直接把 G 值和 H 值相加就可以了。

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繼續(xù)搜索(Continuing the Search)

為了繼續(xù)搜索,我們從 open list 中選擇 F 值最小的 ( 方格 ) 節(jié)點(diǎn),然后對所選擇的方格作如下操作:

4.?????? 把它從 open list 里取出,放到 close list 中。

5.?????? 檢查所有與它相鄰的方格,忽略其中在 close list 中或是不可走 (unwalkable) 的方格 ( 比如墻,水,或是其他非法地形 ) ,如果方格不在 open lsit 中,則把它們加入到 open list 中。

把我們選定的方格設(shè)置為這些新加入的方格的父親。

6.?????? 如果某個相鄰的方格已經(jīng)在 open list 中,則檢查這條路徑是否更優(yōu),也就是說經(jīng)由當(dāng)前方格 ( 我們選中的方格 ) 到達(dá)那個方格是否具有更小的 G 值。如果沒有,不做任何操作。

相反,如果 G 值更小,則把那個方格的父親設(shè)為當(dāng)前方格 ( 我們選中的方格 ) ,然后重新計算那個方格的 F 值和 G 值。如果你還是很混淆,請參考下圖。

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Ok ,讓我們看看它是怎么工作的。在我們最初的 9 個方格中,還有 8 個在 open list 中,起點(diǎn)被放入了 close list 中。在這些方格中,起點(diǎn)右邊的格子的 F 40 最小,因此我們選擇這個方格作為下一個要處理的方格。它的外框用藍(lán)線打亮。

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首先,我們把它從 open list 移到 close list ( 這就是為什么用藍(lán)線打亮的原因了 ) 。然后我們檢查與它相鄰的方格。它右邊的方格是墻壁,我們忽略。它左邊的方格是起點(diǎn),在 close list 中,我們也忽略。其他 4 個相鄰的方格均在 open list 中,我們需要檢查經(jīng)由這個方格到達(dá)那里的路徑是否更好,使用 G 值來判定。讓我們看看上面的方格。它現(xiàn)在的 G 值為 14 。如果我們經(jīng)由當(dāng)前方格到達(dá)那里, G 值將會為 20( 其中 10 為到達(dá)當(dāng)前方格的 G 值,此外還要加上從當(dāng)前方格縱向移動到上面方格的 G 10) 。顯然 20 14 大,因此這不是最優(yōu)的路徑。如果你看圖你就會明白。直接從起點(diǎn)沿對角線移動到那個方格比先橫向移動再縱向移動要好。

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當(dāng)把 4 個已經(jīng)在 open list 中的相鄰方格都檢查后,沒有發(fā)現(xiàn)經(jīng)由當(dāng)前方格的更好路徑,因此我們不做任何改變。現(xiàn)在我們已經(jīng)檢查了當(dāng)前方格的所有相鄰的方格,并也對他們作了處理,是時候選擇下一個待處理的方格了。

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因此再次遍歷我們的 open list ,現(xiàn)在它只有 7 個方格了,我們需要選擇 F 值最小的那個。有趣的是,這次有兩個方格的 F 值都 54 ,選哪個呢?沒什么關(guān)系。從速度上考慮,選擇最后加入 open list 的方格更快。這導(dǎo)致了在尋路過程中,當(dāng)靠近目標(biāo)時,優(yōu)先使用新找到的方格的偏好。但是這并不重要。 ( 對相同數(shù)據(jù)的不同對待,導(dǎo)致兩中版本的 A* 找到等長的不同路徑 )

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我們選擇起點(diǎn)右下方的方格,如下圖所示。

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這次,當(dāng)我們檢查相鄰的方格時,我們發(fā)現(xiàn)它右邊的方格是墻,忽略之。上面的也一樣。

我們把墻下面的一格也忽略掉。為什么?因?yàn)槿绻淮┰綁堑脑挘悴荒苤苯訌漠?dāng)前方格移動到那個方格。你需要先往下走,然后再移動到那個方格,這樣來繞過墻角。 ( 注意:穿越墻角的規(guī)則是可選的,依賴于你的節(jié)點(diǎn)是怎么放置的 )

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這樣還剩下 5 個相鄰的方格。當(dāng)前方格下面的 2 個方格還沒有加入 open list ,所以把它們加入,同時把當(dāng)前方格設(shè)為他們的父親。在剩下的 3 個方格中,有 2 個已經(jīng)在 close list ( 一個是起點(diǎn),一個是當(dāng)前方格上面的方格,外框被加亮的 ) ,我們忽略它們。最后一個方格,也就是當(dāng)前方格左邊的方格,我們檢查經(jīng)由當(dāng)前方格到達(dá)那里是否具有更小的 G 值。沒有。因此我們準(zhǔn)備從 open list 中選擇下一個待處理的方格。

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不斷重復(fù)這個過程,直到把終點(diǎn)也加入到了 open list 中,此時如下圖所示。

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注意,在起點(diǎn)下面 2 格的方格的父親已經(jīng)與前面不同了。之前它的 G 值是 28 并且指向它右上方的方格。現(xiàn)在它的 G 值為 20 ,并且指向它正上方的方格。這在尋路過程中的某處發(fā)生,使用新路徑時 G 值經(jīng)過檢查并且變得更低,因此父節(jié)點(diǎn)被重新設(shè)置, G F 值被重新計算。盡管這一變化在本例中并不重要,但是在很多場合中,這種變化會導(dǎo)致尋路結(jié)果的巨大變化。

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那么我們怎么樣去確定實(shí)際路徑呢?很簡單,從終點(diǎn)開始,按著箭頭向父節(jié)點(diǎn)移動,這樣你就被帶回到了起點(diǎn),這就是你的路徑。如下圖所示。從起點(diǎn) A 移動到終點(diǎn) B 就是簡單從路徑上的一個方格的中心移動到另一個方格的中心,直至目標(biāo)。就是這么簡單!

image007.jpg

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A*算法總結(jié)(Summary of the A* Method)

Ok ,現(xiàn)在你已經(jīng)看完了整個的介紹,現(xiàn)在我們把所有步驟放在一起:

1.???????? 把起點(diǎn)加入 open list

2.???????? 重復(fù)如下過程:

a.???????? 遍歷 open list ,查找 F 值最小的節(jié)點(diǎn),把它作為當(dāng)前要處理的節(jié)點(diǎn)。

b.???????? 把這個節(jié)點(diǎn)移到 close list

c.???????? 對當(dāng)前方格的 8 個相鄰方格的每一個方格?

???? 如果它是不可抵達(dá)的或者它在 close list 中,忽略它。否則,做如下操作。

???? 如果它不在 open list 中,把它加入 open list ,并且把當(dāng)前方格設(shè)置為它的父親,記錄該方格的 F G H 值。

???? 如果它已經(jīng)在 open list 中,檢查這條路徑 ( 即經(jīng)由當(dāng)前方格到達(dá)它那里 ) 是否更好,用 G 值作參考。更小的 G 值表示這是更好的路徑。如果是這樣,把它的父親設(shè)置為當(dāng)前方格,并重新計算它的 G F 值。如果你的 open list 是按 F 值排序的話,改變后你可能需要重新排序。

d.???????? 停止,當(dāng)你

???? 把終點(diǎn)加入到了 open list 中,此時路徑已經(jīng)找到了,或者

???? 查找終點(diǎn)失敗,并且 open list 是空的,此時沒有路徑。

3.???????? 保存路徑。從終點(diǎn)開始,每個方格沿著父節(jié)點(diǎn)移動直至起點(diǎn),這就是你的路徑。

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題外話(Small Rant)

請原諒我的離題,當(dāng)你在網(wǎng)上或論壇上看到各種關(guān)于 A* 算法的討論時,你偶爾會發(fā)現(xiàn)一些 A* 的代碼,實(shí)際上他們不是。要使用 A* ,你必須包含上面討論的所有元素 ---- 尤其是 open list close list 和路徑代價 G H F 。也有很多其他的尋路算法,這些算法并不是 A* 算法, A* 被認(rèn)為是最好的。在本文末尾引用的一些文章中 Bryan Stout 討論了他們的一部分,包括他們的優(yōu)缺點(diǎn)。在某些時候你可以二中擇一,但你必須明白自己在做什么。 Ok ,不廢話了。回到文章。

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實(shí)現(xiàn)的注解(Notes on Implemetation)

現(xiàn)在你已經(jīng)明白了基本方法,這里是你在寫自己的程序是需要考慮的一些額外的東西。下面的材料引用了一些我用 C++ Basic 寫的程序,但是對其他語言同樣有效。

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1.??? 維護(hù) Open List :這是 A* 中最重要的部分。每次你訪問 Open list ,你都要找出具有最小 ?? F 值的方格。有幾種做法可以做到這個。你可以隨意保存路徑元素,當(dāng)你需要找到具 ??? 有最小 F 值的方格時,遍歷整個 open list 。這個很簡單,但對于很長的路徑會很慢。這個方法可以通過維護(hù)一個排好序的表來改進(jìn),每次當(dāng)你需要找到具有最小 F 值的方格時,僅取出表的第一項(xiàng)即可。我寫程序時,這是我用的第一個方法。

??????

?????? 對于小地圖,這可以很好的工作,但這不是最快的方案。追求速度的 A* 程序員使用了叫做二叉堆的東西,我的程序里也用了這個。以我的經(jīng)驗(yàn),這種方法在多數(shù)場合下會快 2—3 倍,對于更長的路徑速度成幾何級數(shù)增長 (10 倍甚至更快 ) 。如果你想更多的了解二叉堆,請閱讀 Using Binary Heaps in A* Pathfinding

2.?????? 其他單位:如果你碰巧很仔細(xì)的看了我的程序,你會注意到我完全忽略了其他單位。我的尋路者實(shí)際上可以互相穿越。這取決于游戲,也許可以,也許不可以。如果你想考慮其他單位,并想使他們移動時繞過彼此,我建議你的尋路程序忽略它們,再寫一些新的程序來判斷兩個單位是否會發(fā)生碰撞。如果發(fā)生碰撞,你可以產(chǎn)生一個新的路徑,或者是使用一些標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)動法則(比如永遠(yuǎn)向右移動,等等)直至障礙物不在途中,然后產(chǎn)生一個新的路徑。為什么在計算初始路徑是不包括其他單位呢?因?yàn)槠渌麊挝皇强梢詣拥模?dāng)你到達(dá)的時候它們可能不在自己的位置上。這可以產(chǎn)生一些怪異的結(jié)果,一個單位突然轉(zhuǎn)向來避免和一個已不存在的單位碰撞,在它的路徑計算出來后和穿越它路徑的那些單位碰撞了。

在尋路代碼中忽略其他單位,意味著你必須寫另一份代碼來處理碰撞。這是游戲的細(xì)節(jié),所以我把解決方案留給你。本文末尾引用的 Bryan Stout's 的文章中的幾種解決方案非常值得了解。

3.?????? 一些速度方面的提示:如果你在開發(fā)自己的 A* 程序或者是改編我寫的程序,最后你會發(fā)現(xiàn)尋路占用了大量的 CPU 時間,尤其是當(dāng)你有相當(dāng)多的尋路者和一塊很大的地圖時。如果你閱讀過網(wǎng)上的資料,你會發(fā)現(xiàn)就算是開發(fā)星際爭霸,帝國時代的專家也是這樣。如果你發(fā)現(xiàn)事情由于尋路而變慢了,這里有些主意很不錯:

???? 使用小地圖或者更少的尋路者。

???? 千萬不要同時給多個尋路者尋路。取而代之的是把它們放入隊(duì)列中,分散到幾個游戲周期中。如果你的游戲以每秒 40 周期的速度運(yùn)行,沒人能察覺到。但是如果同時有大量的尋路者在尋路的話,他們會馬上就發(fā)現(xiàn)游戲慢下來了。

???? 考慮在地圖中使用更大的方格。這減少了尋路時需要搜索的方格數(shù)量。如果你是有雄心的話,你可以設(shè)計多套尋路方案,根據(jù)路徑的長度而使用在不同場合。這也是專業(yè)人士的做法,對長路徑使用大方格,當(dāng)你接近目標(biāo)時使用小方格。如果你對這個有興趣,請看 Two-Tiered A* Pathfinding

???? 對于很長的路徑,考慮使用路徑點(diǎn)系統(tǒng),或者可以預(yù)先計算路徑并加入游戲中。

???? 預(yù)先處理你的地圖,指出哪些區(qū)域是不可到達(dá)的。這些區(qū)域稱為“孤島”。實(shí)際上,他們可以是島嶼,或者是被墻壁等包圍而不可到達(dá)的任意區(qū)域。 A* 的下限是,你告訴他搜尋通往哪些區(qū)域的路徑時,他會搜索整個地圖,直到所有可以抵達(dá)的方格都通過 open list close list 得到了處理。這會浪費(fèi)大量的 CPU 時間。這可以通過預(yù)先設(shè)定不可到達(dá)的區(qū)域來解決。在某種數(shù)組中記錄這些信息,在尋路前檢查它。在我的 Blitz 版程序中,我寫了個地圖預(yù)處理程序來完成這個。它可以提前識別尋路算法會忽略的死路徑,這又進(jìn)一步提高了速度。

4.??? 不同的地形損耗:在這個教程和我的程序中,地形只有 2 種:可抵達(dá)的和不可抵達(dá) ?????? 的。但是如果你有些可抵達(dá)的地形,移動代價會更高些,沼澤,山丘,地牢的樓梯

?????? 等都是可抵達(dá)的地形,但是移動代價比平地就要高。類似的,道路的移動代價就比 ?????? 它周圍的地形低。

在你計算給定方格的 G 值時加上地形的代價就很容易解決了這個問題。簡單的給這些方格加上一些額外的代價就可以了。 A* 算法用來查找代價最低的路徑,應(yīng)該很容易處理這些。在我的簡單例子中,地形只有可達(dá)和不可達(dá)兩種, A* 會搜尋最短和最直接的路徑。但是在有地形代價的環(huán)境中,代價最低的的路徑可能會很長。

就像沿著公路繞過沼澤而不是直接穿越它。

另一個需要考慮的是專家所謂的“ influence Mapping ”,就像上面描述的可變成本地形一樣,你可以創(chuàng)建一個額外的計分系統(tǒng),把它應(yīng)用到尋路的 AI 中。假設(shè)你有這樣一張地圖,地圖上由個通道穿過山丘,有大批的尋路者要通過這個通道,電腦每次產(chǎn)生一個通過那個通道的路徑都會變得很擁擠。如果需要,你可以產(chǎn)生一個 influence map ,它懲罰那些會發(fā)生大屠殺的方格。這會讓電腦選擇更安全的路徑,也可以幫助它避免因?yàn)槁窂蕉蹋ó?dāng)然也更危險)而持續(xù)把隊(duì)伍或?qū)ぢ氛咚屯骋惶囟窂健?/span>

5.??? 維護(hù)未探測的區(qū)域:你玩 PC 游戲的時候是否發(fā)現(xiàn)電腦總是能精確的選擇路徑,甚至地圖都未被探測。對于游戲來說,尋路過于精確反而不真實(shí)。幸運(yùn)的是,這個問題很容易修正。答案就是為每個玩家和電腦(每個玩家,不是每個單位 --- 那會浪費(fèi)很多內(nèi)存)創(chuàng)建一個獨(dú)立的 knownWalkability 數(shù)組。每個數(shù)組包含了玩家已經(jīng)探測的區(qū)域的信息,和假設(shè)是可到達(dá)的其他區(qū)域,直到被證實(shí)。使用這種方法,單位會在路的死端徘徊,并會做出錯誤的選擇,直到在它周圍找到了路徑。地圖一旦被探測了,尋路又向平常一樣工作。

6.??? 平滑路徑: A* 自動給你花費(fèi)最小的,最短的路徑,但它不會自動給你最平滑的路徑。看看我們的例子所找到的路徑(圖 7 )。在這條路徑上,第一步在起點(diǎn)的右下方,如果第一步在起點(diǎn)的正下方是不是路徑會更平滑呢?

?????? 有幾個方法解決這個問題。在你計算路徑時,你可以懲罰那些改變方向的方格,把它的 G 值增加一個額外的開銷。另一種選擇是,你可以遍歷你生成的路徑,查找那些用相鄰的方格替代會使路徑更平滑的地方。要了解更多,請看 Toward More Realistic Pathfinding

7.??? 非方形搜索區(qū)域:在我們的例子中,我們使用都是 2D 的方形的區(qū)域。你可以使用不規(guī)則的區(qū)域。想想冒險游戲中的那些國家,你可以設(shè)計一個像那樣的尋路關(guān)卡。你需要建立一張表格來保存國家相鄰關(guān)系,以及從一個國家移動到另一個國家的 G 值。你還需要一個方法了估算 H 值。其他的都可以向上面的例子一樣處理。當(dāng)你向 open list 添加新項(xiàng)時,不是使用相鄰的方格,而是查看表里相鄰的國家。

類似的,你可以為一張固定地形的地圖的路徑建立路徑點(diǎn)系統(tǒng)。路徑點(diǎn)通常是道路或地牢通道的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。作為游戲設(shè)計者,你可以預(yù)先設(shè)定路徑點(diǎn)。如果兩個路徑點(diǎn)的連線沒有障礙物的話它們被視為相鄰的。在冒險游戲的例子中,你可以保存這些相鄰信息在某種表中,當(dāng) open list 增加新項(xiàng)時使用。然后記錄 G 值(可能用兩個結(jié)點(diǎn)間的直線距離)和 H 值(可能使用從節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)的直線距離)。其它的都想往常一樣處理。

進(jìn)一步閱讀(Further Reading)

Ok ,現(xiàn)在你已經(jīng)對 A* 有了個基本的了解,同時也認(rèn)識了一些高級的主題。我強(qiáng)烈建議你看看我的代碼,壓縮包里包含了 2 個版本的實(shí)現(xiàn),一個是 C++ ,另一個是 Blitz Basic 2 個版本都有注釋,你以該可以很容易就看懂。下面是鏈接:

Sample Code: A* Pathfinder (2D) Version 1.71

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如果你不會使用 C++ 或是 BlitzBasic ,在 C++ 版本下你可以找到兩個 exe 文件。 BlitzBasic 版本必須去網(wǎng)站 Blitz Basic 下載 BlitzBasic 3D 的免費(fèi) Demo 才能運(yùn)行。 在這里 here 你可以看到一個 Ben O'Neill A* 在線驗(yàn)證實(shí)例。

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你應(yīng)該閱讀下面這幾個站點(diǎn)的文章。在你讀完本教程后你可以更容易理解他們。

Amit Patel 的這篇文章被廣泛引用,但是如果你沒有閱讀本教程的話,你可能會感到很迷惑。尤其是你可以看到 Amit Patel 自己的一些想法。

Smart Moves: Intelligent Path Finding Bryan Stout 的這篇需要去 Gamasutra.com 注冊才能閱讀。 Bryan Delphi 寫的程序幫助我學(xué)習(xí)了 A* ,同時給了我一些我的程序中的一些靈感。他也闡述了 A* 的其他選擇。

Terrain Analysis Dave Pottinger 一篇非常高階的,有吸引力的文章。他是 Ensemble Studios 的一名專家。這個家伙調(diào)整了游戲帝國時代和王者時代。不要期望能夠讀懂這里的每一樣?xùn)|西,但是這是一篇能給你一些不錯的主意的很有吸引力的文章。它討論了包 mip-mapping

influence mapping ,和其他高階 AI 尋路主題。他的 flood filling 給了我在處理死路徑 ”dead ends” 和孤島 ”island” 時的靈感。這包含在我的 Blitz 版本的程序里。

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下面的一些站點(diǎn)也值得去看看:

·???????????????????? aiGuru: Pathfinding

·???????????????????? Game AI Resource: Pathfinding

·???????????????????? GameDev.net: Pathfinding


謝謝。

posted on 2006-04-07 09:51 christanxw 閱讀(39602) 評論(40)  編輯 收藏 引用 所屬分類: C++/STL

評論

# re: A* 尋路算法  回復(fù)  更多評論   

It's a good article. I like it :-)
2006-04-07 15:20 | 小明

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大家一定要看看作者的例子,作者很花了心血的,寫的很棒。完全是一個演示程序,你甚至可以控制每一步的尋路。
2006-04-07 15:42 | christanxw

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經(jīng)典文章 比其他的文章簡明易懂的多
2006-12-01 09:23 |

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最近在做交通方面的最短路徑,參考了你的文章,寫的非常詳細(xì),非常棒。
2007-05-23 17:26 | YeSoon

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太牛了,佩服。對我?guī)椭艽螅浅8兄x!
2007-10-04 11:40 | 張**

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不過我還想再提一點(diǎn),這里所說的A*算法實(shí)際不嚴(yán)格,應(yīng)該叫做A算法。A*算法是A算法的一種特例,其區(qū)別就在于A*算法中對于所有中間經(jīng)過的點(diǎn),其啟發(fā)函數(shù)h(n)都是小于實(shí)際的最小值。上文中用曼哈頓距離作為h(n)函數(shù),有的方格到達(dá)終點(diǎn)的估計值固然小于實(shí)際值,比如和目標(biāo)方格之間有墻隔開的格子,但是對于有的方格就不是這樣,比如墻正下方的那個,其h(n)的估計是大于實(shí)際值的。因此這只能是A算法,而不是A*算法。
2007-10-04 11:55 | 張**

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A和A*的區(qū)別就在于A算法由于對于估價函數(shù)沒有限制,可能找不到最優(yōu)解(不代表A算法不“優(yōu)”)。因?yàn)橛锌赡芤粋€最優(yōu)解所經(jīng)過的某個中間點(diǎn)的估價函數(shù)要高于另外一個非最優(yōu)解的中間點(diǎn)的估價函數(shù),從而進(jìn)一步導(dǎo)致舍棄這個能找到最優(yōu)解的點(diǎn)。
可是這上面的例子為什么用A算法還能找到最優(yōu)解呢。我覺得這個例子具有其特殊性。首先,這是一個地圖尋路問題,而且采用了曼哈頓距離。恰好上面所提到的A算法的弊端不會出現(xiàn),所以就能順利找到一個最優(yōu)解了。
其實(shí)我數(shù)學(xué)很爛,又是新手,沒有辦法嚴(yán)格證明,只能比較直觀地說一下。如果有錯誤懇請指正,先謝過各位。
2007-10-04 12:13 | 張**

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上面的例子,最終的結(jié)果并非最優(yōu)的。最優(yōu)的應(yīng)該是走4個斜線,"V"字型的走法,距離是4×14 = 56;上面走的距離是68
2008-02-20 21:05 | metaphy

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啊,我知道了,作者把有墻的斜線定義成不可通過。
2008-02-20 21:11 | metaphy

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http://www.gamedev.net/reference/articles/article2003.asp建議大家去看英文版的吧...
2008-03-28 16:53 | a

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有沒有代碼,有的話就完美了!
2008-05-25 09:18 |

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你好,你上面給的代碼鏈接失效了.能把代碼發(fā)給我一份嗎?謝謝
bfqiwbifj@126.com
2008-12-11 11:18 | 斐揚(yáng)

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你好 ,代碼下載鏈接失敗,可否給我發(fā)一份,或者把最新的連接發(fā)給我!
謝謝!
yangguofeng0@126.com
2010-07-26 11:30 | ddd

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我也需要你的代碼,wps33221100@sina.com
2010-10-06 01:02 | 張為

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佩服我一個從來沒有接觸過的都大概能看懂,多謝作者你辛苦了.
我想要代碼 可連接不上 望給我寫代碼
sunmin1124@sina.com
2011-03-04 14:39 | 孫敏

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非常希望能看到代碼! 謝謝 qolina@gmail.com
2011-04-29 13:14 |

# re: A* 尋路算法  回復(fù)  更多評論   

真是非常好的教學(xué),能給一份代碼嗎
zsygq@126.com
2011-06-14 17:48 | 今天

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代碼google一下就能找到
2011-07-22 09:04 | FG

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這算法確實(shí)不嚴(yán)謹(jǐn)啊,不一定能找到最優(yōu)解
2012-08-25 17:00 | Rex

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朋友你好,今天在拜讀你的關(guān)于A*尋路算法,寫的很好,我想看你下你的代碼實(shí)現(xiàn),可下載不了你的代碼,想向你要一份代碼,能發(fā)到我郵箱嗎?謝謝!郵箱:j_bq445@126.com
2012-11-20 13:52 | LaoChenXu

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能給我發(fā)一份代碼么?你的代碼我不能下載,我的郵箱是qiqudlmu@163.com,萬分感謝
2013-03-19 10:43 | ldd

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能給我發(fā)一份代碼么?你的代碼好像無法打開,我的郵箱是455453015@qq.com,謝謝
2013-03-19 14:28 | nmvbxcz123

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求份代碼jin412@qq.com
2013-04-04 10:38 |

# re: A* 尋路算法  回復(fù)  更多評論   

有幸拜讀了您的A*尋路算法,寫的非常不錯 但是下載不了源碼 望可否發(fā)一封到我郵箱 343239800@qq.com 萬分感謝
2013-04-11 10:31 | zouxuan

# re: A* 尋路算法[未登錄]  回復(fù)  更多評論   

寫的不錯,但是源碼鏈接出錯了,希望能看到您的源碼,麻煩發(fā)到我額郵箱:923919664@qq.com,謝謝了!
2013-05-01 20:15 | 1

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你好,今天在拜讀你的關(guān)于A*尋路算法,寫的很好,我想看你下你的代碼實(shí)現(xiàn),可下載不了你的代碼,想向您要一份代碼,能發(fā)到我郵箱嗎?謝謝!郵箱:_seven@tom.com
2013-06-17 12:02 | 七七。

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寫的不錯,很容易理解,我想看一下代碼(c++)的,鏈接下載不了,謝謝
郵箱 296345101@qq.com
2013-08-01 20:50 | 大路

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非常幸運(yùn)看到您的文章,非常好,講的非常透徹 但代碼下載錯誤 求您能不能發(fā)郵箱一份,萬分感謝!!!296230428@qq.com
2013-11-19 17:36 | yifeng

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寫的不錯,很容易理解,我想看一下代碼(c++)的,鏈接下載不了,謝謝 tean_leader@qq.com
2014-03-05 11:11 | lifang

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這個代碼怎么下載不成,請問樓主!謝謝您的回復(fù)
2014-03-12 11:57 | rosemary

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你收到代碼的郵件了嗎,如果有的話可以共享一下,我的郵箱是rosemary1989@163.com@lifang
2014-03-12 12:00 | rosemary

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代碼鏈接失效了?不知博主是否能否發(fā)下代碼?我的郵箱是:archer_fem@yeah.net,謝謝
2014-04-24 14:49 | ArcherFem

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你好,看了你的關(guān)于A*尋路算法,寫的非常詳細(xì),感觸很深,很想看你下你的代碼實(shí)現(xiàn),可下載不了你的代碼,想向您要一份代碼,能發(fā)到我郵箱嗎?謝謝!郵箱:
630017194@qq.com
2014-08-07 21:08 | Briup_acmer

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能發(fā)給一份代碼參考一下嗎?鏈接失效了,謝謝。528077879@qq.com
2015-05-26 16:39 | Roger

# re: A* 尋路算法[未登錄]  回復(fù)  更多評論   

請問能給我發(fā)一份代碼嗎?鏈接失效了,謝謝。452023486@qq.com
2015-07-02 15:14 | nancy

# re: A* 尋路算法  回復(fù)  更多評論   

好心人可以放我一份代碼么? 1269403990@qq.com 謝謝了。
2015-07-12 06:27 | 羅克

# re: A* 尋路算法  回復(fù)  更多評論   

鏈接失效,求源代碼實(shí)現(xiàn)862256647@qq.com
2015-11-30 16:47 | alvinlmf

# re: A* 尋路算法  回復(fù)  更多評論   

鏈接失效,求源代碼實(shí)現(xiàn)1253861135@qq.com
2016-03-10 15:20 | 霍火

# re: A* 尋路算法  回復(fù)  更多評論   

感謝作者寫的很用心,很容易理解,像我這樣的小白都可以理解大概。可惜鏈接失效了。如果有空,不知能否將c++的demo發(fā)一份給在下學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)。萬分感謝!519035058@qq.com
2016-04-26 15:09 |

# re: A* 尋路算法  回復(fù)  更多評論   

你好,看來你的A*算法思路,很詳細(xì),想看看你的源代碼,能發(fā)一份到我郵箱嗎?萬分感謝!739937944@qq.com
2016-07-06 10:33 | Abner2

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