群体与阵型：鸟群、小队和队形

没有领头的鸟群

一大群鸟在天上转弯，看起来像是有谁在指挥。其实没有：每只鸟只盯着身边的几只同伴，按几条简单的规则调整自己的方向和速度，整群的运动就「冒」了出来。这种现象叫涌现 (Emergence)。

游戏里的群体行为大致分两路：

• 涌现式：每个个体只遵守局部规则，适合鱼群、鸟群和背景人流；
• 编排式：由小队命令、阵型槽位、订单和风格来组织，适合需要战术配合的敌人。

Boids：三条局部规则

Craig Reynolds 在 1986 年前后提出了 Boids 模型。每个个体只看自己邻域里的同伴，遵守三条规则：

1. 分离 (Separation)：离同伴太近就躲开，免得挤成一团；
2. 对齐 (Alignment)：把方向调得和同伴差不多；
3. 聚合 (Cohesion)：往同伴们的中心靠。

没有哪条规则提到「整群往哪飞」，可三条规则一起作用，复杂的整体运动就从局部规则里涌现出来。在这个基础上，还可以再加上躲避障碍、跟随目标，用在动画和游戏的背景群体上。

动手：调一群 Boids

下面这群小三角形，每一只都只遵守上面三条规则。橙色那只画出了它的邻域（虚线圈）和它此刻看到的同伴（连线）。拖动滑块试试：

• 把分离拖到 0：同伴之间不再保持距离，很快挤成一团；
• 把对齐拖到 0：大家不再统一方向，群体显得乱糟糟；
• 把聚合拖到 0：没有了向心力，群体慢慢散开；
• 把邻域半径调小：每只看到的同伴变少，群体碎成很多小团。

Boids：分离、对齐、聚合打散

分离1.50对齐1.00聚合1.00邻域半径50

橙色那只的虚线圈是它的邻域：它只看圈里的同伴。拖动权重，或者把某一项拖到 0，看群体怎么变。

Boids 和局部避障不是一回事

Boids 的「分离」是一种启发式的转向：靠得近就往反方向推一把。上一课的 RVO / ORCA 则是基于速度障碍的防撞，在论文条件下有安全保证。

人群导航里两者常常分工：阵型或流场负责给出每个个体的期望速度，ORCA 负责防撞。别把 Boids 的分离当成防撞来用，也别指望 ORCA 去保持队形。

战术小队：命令加个体判断

《游戏引擎架构》(GEA) 把协调、包抄、人群与鸟群这类群体行为，放在角色 AI 的最上层。和背景里的鸟群不同，战术小队需要编排。

Jeff Orkin 在《F.E.A.R.》里的做法相当轻：简单的小队行为——一起找掩体、一人压制其他人推进、两人一组搜索——向成员发出命令；每个成员再按自己目标的优先级决定服不服从，比如逃命的优先级就比前进高。玩家看到的「包抄」「钳形攻势」，很多时候并没有专门的包抄状态机，而是可用掩体的分布加上各自寻路的结果。

Damian Isla 在 Halo 2 里则给了设计师更多的手柄：小队 (Squad)、区域 (Area)——也就是一组射击位置——再加上订单 (Order) 和风格 (Style)，让关卡设计师在高层上决定「这队人占哪片地方」「允不允许冲锋」。

阵型：槽位

阵型常见的实现是槽位：以领袖为参照，给每个成员分配一个固定的偏移，比如楔形、横队。每个成员把自己槽位的位置当作目标点，再交给寻路和局部避障走过去。

两个成员抢同一个槽位时，可以按优先级分配，也可以用效用分数来抢点。

在游戏里怎么用

取舍与常见的坑

小结与练习

• 群体行为有涌现式和编排式两路：前者靠局部规则，后者靠命令、区域、订单和阵型；
• Boids 的三条规则是分离、对齐、聚合，每个个体只看邻域里的同伴；
• 邻居查询要靠空间划分，否则是 $O(n^2)$；Boids 的分离不等于局部避障的防撞；
• 阵型用相对领袖的槽位，槽位的位置再交给寻路和避障。

练习：在演示里找一组权重，让群体像「一大团慢慢转圈的鱼」；再找一组，让它像「受惊后四散的鸟」。想一想：如果要给这群鸟加一个「躲开鼠标」的规则，它该和三条规则怎么组合？