ここでは、ゲーム内で敵をどのように移動させていくのか、といった AI・アルゴリズムについて書いていきます
目次
敵の移動アルゴリズム
パックマンの敵のアルゴリズム
今のゲームからするとシンプルですが、当時は大ヒットとなったアーケードゲーム「パックマン」の敵のアルゴリズムをもとに考えてみます。
パックマンの生みの親の岩谷徹氏によると、プログラマーに「パックマンが四方八方からモンスターに囲まれるように」という注文を出したところ、
- 1. 追跡タイプ（アカベイ）
- 2. 待ち伏せタイプ（ピンキー）
- 3. プレイヤーと点対称に動くタイプ（アオスケ）
- 4. ランダムに動くタイプ（グズタ）
という４つのアルゴリズムを用意したそうです。そして休息状態時には縄張りを「巡回」、パワーエサを取った時に「逃走(イジケ)」状態、イジケ復帰後は休息状態に戻ります。
これを元に移動パターンを考えてみます。
移動パターン類型
パックマンをもとに…と言いつつも、個人的な類型を加えてみました
| 移動パターン名 | 説明 |
|---|---|
| 追跡型 | プレイヤーを愚直に追いかける |
| 迎撃(先読み)型 | 追跡型の派生。プレイヤーが数フレーム後に移動するであろう座標を、先読みして移動する |
| 逃走型 | 追跡型の逆。プレイヤーとは逆の方向に逃走する |
| 待ち伏せ型 | 迎撃型の派生。通常は隠れているがプレイヤーが近づくと追跡・迎撃をする |
| 間合い確保型 | プレイヤーと一定の距離を確保するタイプ |
| 直角移動型 | 間合い確保型の派生。一定距離を取りつつプレイヤーの周りを囲むように動く |
| 評価値計算型 | プレイヤーにとって評価値の高い座標を狙って移動する |
| 巡回型 | プレイヤーの行動とは関係なく、特定の座標に向けて移動する |
これを元に説明をしたいと思います。
プレイヤーを愚直に追いかけるタイプです。
このタイプは、単純ながらもゲーム的にかなり有効だったりします。
それは、
- 「耐久力が高い」または「数が多い」場合にゴリ押しできる
というメリットがあるからです。
プレイヤーの火力インフレした場合でも、敵の耐久力や数が増えると突破されるため、敵を回避する行動が必要となります。
Vampire Survivors (ヴァンパイア サバイバーズ) においても、プレイヤーは超火力にアップグレードしますが、それに対抗する敵の動きはプレイヤーに向かってくる「追跡型」であるものの、大量に出現させることで、ゲームバランスを成立させています。
ただ、追跡型は行動パターンを読みやすいため、
- 待ち伏せ
をされるとあっさりやられてしまいます。
また、
- 狙った場所に誘導しやすい
ということもあります。（攻略するには敵をうまく誘導する、というゲーム性が生まれる）
実装方法は簡単です。
プレイヤー座標から敵座標を引いて（P’）、
P1（プレイヤー座標）-P2（敵座標）＝P'
P’を正規化し（||P’||）、移動量をかけてやれば求めることができます。
追跡移動量＝||P'|| × 移動量
迎撃とは、プレイヤーが数フレーム後に移動するであろう座標を、先読みして、そこに移動するタイプです。
追跡型よりも、行動パターンが読みにくいのが特徴です。
ですが、プレイヤーが全く移動しないと、追跡と同じ移動量になるので、結局、待ち伏せには弱かったりします。
実装方法です。手順は、
- プレイヤーと敵の相対速度（Vr）を求める
- プレイヤーと敵の相対距離（Sr）を求める
- |Sr|÷|Vr|で接近時間（Tc）を求められる
となり、Tcから、
プレイヤー座標＋プレイヤー移動ベクトル×Tc
により、迎撃ポイントを算出することができます。
念のため式を書いておくと、
- プレイヤーの現在座標をSp
- プレイヤーの移動ベクトルをVp
- 敵の現在座標をSe
- 敵の移動ベクトルをVe
とすると、
- Vr＝Vp－Ve
- Sr＝Sp－Se
- Tc＝|Sr|÷|Vr|
迎撃ポイント＝Sp＋Vp×Tc
となり、
迎撃移動量＝||迎撃ポイント－敵座標||×移動量
となります。
追跡型の移動ベクトルを逆にするだけ。使い道としては、中〜長距離が得意な敵がプレイヤーに接近した時にこの移動タイプを選択します。
普段は隠れていて、プレイヤーと敵との距離が「ある一定の値以内」となった場合に、追跡・迎撃型となるタイプです。強力な攻撃力を持つ敵がこのタイプである場合、対処が非常に困難になります。
プレイヤーと敵との「距離を常に一定」に保とうとするタイプです。プレイヤーの有効な攻撃範囲に入らず、敵の有効な攻撃範囲であるギリギリの距離を保たれるとたぶん倒せませんので、接近手段をプレイヤーに与えるか、ほどほどにしておいたほうがいいです。
プレイヤー座標と敵座標を結んでできた線から直角の方向へ移動するタイプです。
固定画面シューや全方向シューなどで、プレイヤーとの距離をとりながら、遠距離攻撃をするような敵に向いています。また、この移動量を毎フレーム求めてやると、プレイヤーの周りをぐるぐる回るといった動きになります。
移動量の求め方は、相対距離のベクトルから角度を求めて90°を加算・減算したり、ベクトルをZ軸まで拡張して、法線ベクトル(0, 0, 1)をかけても求めることができます。
評価値の高いスペースを狙うタイプです。例えば、シューティングでは画面の中心は弾を避けやすいため、プレイヤーは中心に移動しようとします。そこを狙います。
また、アイテムをプレイヤーが取りに行こうとするのを狙うのもありです。
例えば宝石を守るモンスターなどの性格付けとして使われます。この場合は宝石がある座標の周りをぐるぐると巡回します。
他にも見張りの番兵であれば、あらかじめ決められたルートをたどる、というタイプもあります。
参考
参考書籍
今回の記事を書くにあたって参考にした本です
参考資料：パックマンの敵のアルゴリズム
| 名称 | タイプ | 追跡モード | 休息モード | 補足 |
|---|---|---|---|---|
| アカベイ | 追跡型 | パックマンの現在マスを 最短距離で追跡 | 画面右上付近を 動き回る | |
| ピンキー | 待ち伏せ型 | パックマンの進行方向の ３つ先のマスに向かう | 画面左上付近を 動き回る | |
| アオスケ | 点対称型 | パックマンを中心にして アカベイの点対象の マスを目指す | 画面右下付近を 動き回る | |
| グズタ | ランダム型 | パックマンから 半径約130ドット外では アカベイと同じ追跡方法、 半径130ドット内では パックマンの移動に 関係なく動く | 画面左下付近を 動き回る | パックマンに 近づき過ぎると 移動方向が 逆転する |
あと、イジケ状態の移動は逃走かと思ったのですが、どうやらランダムっぽいですね。
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