有限状态机时代终结的10大理由

有限状态机时代终结的10大理由

作者：alexjc

译者：赖勇浩（恋花蝶）

原文地址：http://aigamedev.com/questions/fsm-age-is-over

本文最初发表于恋花蝶的博客（http://blog.csdn.net/lanphaday），如蒙转载，敬请保留全文完整，包括本声明。

经过几个月的发展， AiGameDev.com形成了一个小有气候的社区，谢谢大家支持！每个周五，我将抽出时间来回答大家的问题，你可以在blog和论坛上提问。

有限状态机在过去十年里变得非常流行，游戏开发者用它开发了很多极具趣味的游戏。但再好的事情也有个结束，是否到了使用比 FSM更好的技术来完成 AI 逻辑的时代了？

本周的问题是一个评论，erm@duh.org提出了一个与周三的教程系列有关的有趣话题，让我把它改得更有建设性一些：

“据我所知很多领域（如游戏业界）都使用有限状态机来实现游戏 AI。为什么你不用它来实现这个模拟游戏里的狗的行为？”

这个教程使用行为树来体现它与状态机的不同，而且游戏 AI开发者也能够从中得到分级逻辑的好处。

当然我们也可以用有限状态机（FSM）来构建相同的行为。但业内人士都知道这一技术在逻辑增长时有多么有脆弱。远离 FSM 是避免游戏项目变得一塌糊涂的选择！

非正统

问题：构建 FSM 的方式对于不同的软件工程师而言是完全不同的流程。是的，概念上它是“设计师友好”的，但实际上应用 FSM 需要应用非常多的编程知识和细节。

原因： FSM 要求每一个状态明确地转换到另一状态。没有一个编程语言需要这样，语言本身的语义就隐含了所有转换（如C++编译器从语句构造执行指令序列）。

过于底层

问题：编辑FSM的逻辑非常底层，而且机械性十足。我们常常会发现自己总是在构建相似的行为，而且这会花费我们大部分时间。

原因：我们所能做的仅是编辑从一状态到另一状态的转换，而无法做出更高层次的模式导致频繁重复相似的序列或条件。有限状态机的世界不存在元编程（Meta-programming）。

逻辑受限

问题：有限状态机形式固定，从而导致计算受限（又称为非图灵完备）。这意味着我们不能像计数一样做事。

原因：如果我们把事件当作符号，我们只能用有限状态自动机识别正则文法，这一方法下一个正则表达式不能识别某些类别的文本模式。同样，有限状态机仅能作为正则语言的传感器。

需要自定义扩展

问题：游戏开发者在实践中经常需要扩展 FSM 才能将其用于项目，然而这并不容易被理解，甚至还缺乏文档。这是与FSM的学术基础并不相同。

原因：因为 FSM 受限于理论，开发者必须自行增加功能扩展以实现确定的某些特性。这意味着要用编程语言去实现计数器、计时器和任何形式的内存对象。

难以标准化

问题：不像规划器（HTN）或搜索算法（A*），它们能用相关的通用方法实现。而 FSM 则非常难以在不同的游戏间重用，甚至在引擎是不同的部分重用也不可能。

原因：因为 FSM 是非图灵完备的， FSM 需要为每一问题自定义特定的解决方案。这使得它们适用度极低，而不像脚本语言一样能够很容易地重新打包。

非自主的

问题：使用 FSM 实现目标导向的行为需要做很多工作。这是一个大问题，因为大部分有针对性的 AI 需要处理长远目标。

原因： FSM 运作于反应模式，只能处理事件和触发跳转。它们无法自动向前（又称为自主），因此我们必须为所有不同的目标手动转换。

难以并发

问题： FSM 难以并发。当并行运行多个状态机，要么死锁，要么我们通过手工编辑来确保它们在某个程度上能够兼容。

原因： FSM 存储的信息越多在处理外部资源冲突上的问题就越多。使状态机并发的解决方案通常是扩展 FSM 自身，把它作为支持逻辑或一套工具来保证并发安全。

大规模支持较差

问题：有限状态机，甚至是分层的，也难以大规模扩展。它们往往是在其中夹杂一大块逻辑代码，而非行为编辑模块化。

原因： FSM 并不利用编程语言提供的用以解决大问题的规模化特性，同样地FSM 也难以同步多个行为模块。

劳动密集型

问题：用 FSM 实现任何设计都需要做大量工作。甚至状态机本身也有着无数问题。

原因：如前所述，应对所有挑战需要花费设计师的大量时间，甚至最终这还会成行为中的 bugs的来源！

行业进步

事实：许多资深游戏开发者已经不再使用有限状态机，而是使用行为树之类的可替换方案。

事实：现在多个游戏 AI 中间件提供商致力于规划器实现的 AI，在 2008 年将会见到更多可用的此类产品。

结论

FSM，就像其它技术一样，在游戏开发的进程中占有了应得的一席之地。然而，开发者默认使用有限状态机来实现 AI的时代，已经行将结束。带有协程的脚本在今天已经极其流行，而分级规划器将越来越多地应用在游戏及其中间件。

有问题不明白？请教Google大神吧！

有限状态机时代终结的10大理由相关推荐

关于不能成为专业软件测试人员的10大理由的一些阐述
<不能成为专业软件测试人员的10大理由>终于在两个夜晚苦战到12点多翻译完了,2,3年不接触英文还真是很生硬,可能大家一看就知道是Chinese English,哈哈!只能请阅者委屈一下了 ...
不能成为专业软件测试人员的10大理由
你是一名专业的测试人员吗? 如果你看到这篇文章了,你就有机会成为专业的了! 我写这篇文章并不是因为这个,其他无数的测试人员有比我更多的好东西拿来分享.总体而言,我的意思是在空闲时间阅读其他测试相关文章 ...
外媒列10大理由建议消费者不购买iPad
外媒列10大理由建议消费者不购买iPad 1.iPad明年将降价业内人士预计,苹果将于2011年推出iPad 2,这意味着第一代iPad的价格将下降.第一代iPhone推出时,8GB存储容量的价格为 ...
Windows 7会成为Win XP第二的10大理由
在桌面操作系统的竞争中,Linux和Mac OS的支持者都表示,他们的战斗平台将会昂首阔步,继而领先桌面操作系统市场.虽然Linux和Mac OS所占据的市场份额依然很小,但是近几年来,有关Linux ...
选择SOLIDEDGE的10大理由（2）
在上一期的选择Solidedge的10大理由中,我们已经介绍了前5个Solidedge的强大的功能,本期将会大家介绍剩下的5个理由,让您对solidedge这个产品有更加深入的了解. 6．切实帮助企业 ...
Chrome和火狐威胁微软IE的10大理由
美国知名IT杂志<eWeek>网络版今天刊文称,虽然微软IE目前仍在全球浏览器市场占据主导地位,但它不可能永远保持这种市场优势.就近期而言,谷歌Chrome和Mozilla所开发火狐(F ...
10大理由告诉你为什么要学习Python
Python 是当今非常流行的编程语言,在互联网上经常可以看到他的身影.它应用非常广泛,例如编程.Web 开发.机器学习和数据科学等.在最新的tiobe排行中 Python 甚至超越了 Java 成为 ...
iPad Mini将成为苹果新摇钱树的10大理由
[赛迪网讯]10月18日消息,据eWeek网站发表的一篇分析文章称,苹果的iPad Mini对于该公司有重要意义,尽管已故的史蒂夫·乔布斯反对小尺寸的平板电脑.iPad Mini可能证明是苹果的一个新 ...
插图设计正流行，10大理由告诉你如何靠它增强用户体验
以下内容由摹客团队翻译整理,仅供学习交流,摹客iDoc是支持智能标注和切图的产品协作设计神器. 过去的几年中,用户界面中加入插图一直是最受欢迎也最稳固的设计趋势之一.今天,摹客的小伙伴将带领大家一起讨 ...

有限状态机时代终结的10大理由

有限状态机时代终结的10大理由相关推荐

最新文章

热门文章