顽皮狗团队GDC分享:《TLOU2》战斗AI、流体系统如何做的？

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GameLook报道/《THE LAST OF US PART2》（下简称TLOU2）讲述了在因丧尸病毒而崩坏的人类社会中，女主角艾莉从受人保护的少女化身为一心复仇的战士的故事。作为PS4的独占作品，2020年度，游戏收获了400万套销量，吸引了海量玩家。

本作中，每一个搏斗场面都描写得非常到位、残酷。挥舞匕首切开敌人，或被敌人砸扁自己的头……顽皮狗的游戏程序员Min-Lun Chou在GDC2021上进行了了名为“《TLOU2》中的近战AI”的演讲，讲述了本作的近身战斗与AI控制。而图形渲染程序员Artem Kovalovs带来了题为“《TLOU2》如何使用屏幕空间技术强化粒子模拟效果”的演讲，讲解了在静态或动态对象上模拟液体效果的技术。

为了表现艾莉的恨意，团队将艾莉的攻击动作设计为一寸寸地用匕首切开敌人，非常残酷。而为了达到这一表现效果，团队进行了许多尝试。

控制近身战斗的AI系统概要

Chou说，《TLOU2》的战斗系统是在《神秘海域4：盗贼末路》基础上改进的。《神海4》中，敌人的“攻击预警”非常短，即敌人开始行动到给予玩家伤害的间隙很短暂，敌人的攻击几乎百发百中。玩家想要避免受伤，就必须先攻击敌人来打断他们的攻击。

而《TLOU2》中增长了“攻击预警（Attack Tells）”的时间，从外行的观点来看，游戏好像是更简单了，但是这并不代表在战斗中反复按几次攻击键就可以解决战斗，反而要求近身战斗需要更熟练的技巧，把近战的价值提升到了与枪战相同的水平，令玩家满意。

从编程的角度来看，战斗由“近战攻击（Melee Attack）”与“近战移动（Melee Moves）”这两部分数据组成，也就是选择近战动作、进行攻击，移动到攻击位置前的数据。程序员首先设定当NPC处于“正在进行其他动作”、“不在近战攻击范围”等条件不足的状态时，不会触发近战动作。

设定完近战动作的触发条件之后，控制NPC行动、判断触发条件的AI代码“近战行为（Melee Behaviors）”就会做出反应。所谓“近战行为”，是比“近战攻击”更高一层的概念，当各个NPC做出近战行动时，他们的行动模式会根据角色类型、环境场景而改变，生成各自的攻击指令表，决定他们的攻击行为。

另外，程序还会判断NPC是否应该接近玩家进行近战攻击，或是保持在一定距离范围之外，还有NPC是跑是走，加不加入战斗等。

在游戏关卡中，程序设置了许多个名为“Strafe Sots”的座标点，这些座标点设置在开阔场景，以玩家为中心的16条延伸线上，NPC会自动进入这些线条的空隙中。当延伸线与NPC之间有障碍物时，游戏采取的寻路逻辑是追踪那些被障碍物挡住的延伸线，改变NPC位置，避开它们。走到这些座标点的NPC会发起既定的动作，程序会自行调整这些座标点，不让散落在地图上的各种物体妨碍他们行动。

在民居场景中，由于房子有房檐、四周有墙壁与栅栏等障碍物，这一过程会变得更加复杂。根据环境，游戏设计了高位与低位的近战攻击动作。比如说，玩家如果在高度及腰的栅栏受到高位攻击，角色身体会向后仰，做出快要摔落的动作，极富紧张感。

以上是《TLOU2》关于近身战斗与AI控制部分的演讲。接下来，是图形渲染程序员Artem Kovalovs就水滴与流血效果进行的演讲，他负责为富含紧张感的战斗进行视觉效果的补充。

表现水滴与流血效果的“液体·丝带·模拟（Liquid·Ribbon·Simulation）”

游戏背景设定在西雅图近郊，那里每年有一半的时间是雨季，因此游戏中对于水面和雨水的表现非常讲究。

Kovalovs从雨水溅射开始讲起，在传统的开发方式中，开发者需要将生成2D粒子的发射体配置到水面、汽车引擎盖等对象上，这是一个非常费时的过程。在本作中，团队使用了显示Depth-Buffer、G-Buffer、Motion Vector、物体ID这些信息的屏幕空间技术。

屏幕空间，正如其字面意思，指的是显示器画面，是被2D像素点所“限制”的空间。比如说，雨滴在汽车上溅射时，如果角色进入了汽车与镜头之间，溅射的像素效果会与角色重叠，出现“Ghost”线上。《TLOU2》中，通过追踪2D Sprite位置的机制，不仅解决了雨水在地图中静态物品上的溅射效果，也解决了其在动态的角色上的溅射效果。

水滴流下的“滴落效果”是一种由GPU控制的粒子效果，而团队通过横向连接多个构成带状的粒子条，将它们做成丝带型，让它们配合具体的场景，在一个较短的周期中循环出现，模拟水滴掉落，这就是“液体丝带模拟”。

“液体丝带模拟”并不能模拟出水滴实际掉落的效果，这部分需要用其他GPU粒子呈现。通过使用屏幕空间技术，即使在角色移动过程中，液体丝带也能够先附着在一些大件的物体（衣服、皮肤、头发、背包等）一段时间后才被切断，并朝镜头方向下坠。

在Debug工具视角下高亮的液体丝带。

除了雨水，团队也在刀伤、枪伤导致的流血效果上使用了液体丝带技术。在模拟雨水时，粒子从出现到消失只有短短几瞬，所以可以使用屏幕空间技术。但是关于角色脸颊等部位受伤的流血效果，需要长期表现，如此一来，在玩家切换视角后的第一时间就很难追踪追踪2D Sprite的位置。所以也没办法让粒子附着在某个物体上。

因此，团队决定是用UV贴图来解决这一问题，渲染生成伤口的Sprite，使用ID Buffer决定它在哪个三角面，以实现长期表现角色伤口流血的效果。在模拟血液的滴落时，团队采用了与水滴相同的生成和滴落技术。

Kovalovs最后说，“希望这一技术不止用在水滴和流血效果上，也能用于各种各样其他的特效。”