GOAP的实现已经告于段落，但是仍然并不能应用于我的游戏。因为我目前所能找到的关于GOAP的探讨和资源都是关于单一角色(agent)的任务规划，然而我这种建设管理的游戏，是不可避免要由多名角色各司其职，合作完成任务。于是，我构思了一系列对GOAP的改造，以实现多人合作。

示例

环境设置

出于简化目的，坐标轴仅保留单轴，表示各物体的间距。

• agent_a 角色a, 位于0点，烹饪2级，采集2级，移动速度1
• agent_b 角色b，位于0点，烹饪1级，采集1级，移动速度2
• cooker 炉子，位于2点，烹饪基础时长4s
• collector 采集站，位于4点，采集操作基础时长4s
• apple_tree 苹果树，位于5点，在采集站的采集范围内，采集可产出生苹果(raw_apple)

还有一些定义：

• 配方：生苹果(raw_apple)可在炉子(cooker)处被加工为烤苹果(roast_apple)
• 角色执行加工行为所需时间 = 基础时间/角色对应技能等级。例如角色a进行烹饪的时间 = 4s/2 = 2s

目标

假设玩家在炉子处下达了一个目标(goal): 生产1个烤苹果，以状态定义(state)表示为：

单角色实现

以经典的GOAP实现方式，会是这样的规划结果：

角色前往采集站→采集生苹果→携带苹果前往炉子→生产烤苹果

十分直白简单。

角色需要具有的Action包括：Collect, Pick, Drop, Cook。

这里还需要特别注意一点，角色从拿到生苹果后，就一直携带，并不放下。因此，所谓生产烤苹果的过程，其实是“把自身携带的生苹果”转化为“烤苹果”。但而我的游戏设计并不能这样，后详。

像这种每个goal都由一个角色规划并完全由他执行一整串action的方式，对于很多游戏来说是足够的，每个角色只需要能够与环境交互并动态完成他的需求即可，例如FPS游戏里敌方的行为，或者RPG里的NPC。但是我这种建设规划的游戏里，是必须要有角色配合的，尤其如果是较为复杂步数较多的action串，如果一个人从头忙到尾，其他人都歇着，是肯定不合理的。

多角色合作实现

Action改造

• 角色不能再持续携带物品来进行生产工作，因为要多人合作，那么必须得有物品的“接头地点”，并且由于配方中会有多个原料，单人来回拿取不可行。因此采集站和炉子除了是生产设施以外，还必须兼任“物品接收容器”和“物品提供容器”，用以作为原材料放置和产物放置。这样角色不再持续携带物品，而是在各种容器之间取放。那么在Action层面就是原本的PickAction和DropAction改为一个TransferAction，表示从Source到Destination两个容器之间的物品运输。
• 那么，CookAction和CollectAction的Precondition和Effect也从 agent本身具有原料/产物 转变为了 设施具有原料/产物

世界状态改造

原本，在判断CookAction是否适合一个State的时候，是在Action Expand时才检查配方里是否有对应产出。出于优化的目的，现在提前遍历配方把其产出写入Cooker设施的世界状态。而Collector设施以及未来其他 潜在物品提供者 也都如此处理。

规划时机改变

原本是在每当一个agent闲下来时，进行一次plan。但现在由于是多人合作模式，以某个agent闲置为时机点就不合理了。因此plan过程是以goal为主导，在每当出现一个新goal时，进行规划。

各自Plan → 整体Plan

与上一条相辅相成的，原本每个人的各自plan，合并为了一个大plan。但是在Action Expand时，每个action中都会把不同agent的执行作为一个setting，展开成多个node。这样有内存使用暴涨的担忧，但由于每人1次的plan合并为了整体1次，从而显著减少了内存使用，所以目前认为可行。

增加个人工作队列

既然要考虑到所有agent一起合作，那么就会有这样的可能：“由于某人极其擅长烹饪，因此即使等他完成手头工作后再去做饭，也比让外行立刻去做饭来得快”。那么为了实现这种优化，就需要在规划时把“正在忙碌”的agent也考虑进来，并且需要有个人任务队列，来支持对他后续工作的保存。

Cost → Time

在标准的GOAP里，计量action的方式是cost，agent总是要选择cost最小的方式去规划。而在我的游戏里，玩家唯一在意的事情其实就是时间，也就是一切都是越早完工越好。因此Cost被明确化为Time。Action需要能够提供其执行所需时间。

但是这里有个问题，除了Action的执行时间以外，还需要考虑角色前往目的地的行走时间。并且由于不再是单一角色执行整个action串，在尚未expand完全的情况下，并不知道某个角色的起点position是哪里，因此无法预知角色行走时间。好在，PathFinding是在整个Expand完成之后，那么我们可以在PathFinding时，询问到各个Node的Neighbour的Cost(Time)的时候，由这个Neighbour Node从Action Graph中查询他前置Action是什么，从而查到移动过来所需时间。这样就可以用Time替代Cost，寻找到时间上的最优解了。

增加Action依赖关系

由于action串被分派到多人执行了，那么为了避免后续任务被提前执行而失败，需要明确记录action之间的关联关系。

人工实现示例

最后，建立在以上的改造之下，我尝试着人工进行了一下Plan如下，首先是展开：

这里记录的事件，就仅仅是Action本身的执行时间。然后是寻路

路径应该有很多种，我只人工进行了2种以示效果。这里的MoveTo部分就是移动到目的地所需时间了。

这里还展示了一项优化，也就是在A执行收集任务将尽时，B作为预定的搬运者，要提前MoveTo收集站，从而保证在A收集完成时，B刚好可以把东西拿走。

另外我还尝试了在第一次Plan确认完毕之后，立即进行第二次相同Plan。在这种情况下，计算各Action的Time的时候要建立在各个Agent"当前队列全部完成之后”的基础上。

遗留问题

• 在PathFinding中还有一个可优化的余地，如上图所示，agent_a的两次cook之间有5s空窗期。如果这段时间可以利用起来做别的事情就更好了，不过这个优化感觉已经超过了我现在能构思的脑力了，留待这一版本的工作结束以后再考虑吧。
• 这种“预规划”的设计带来了一个新问题，就是如果规划后执行前，相关的世界状态发生变动了怎么办，例如预定要去摘取的苹果腐烂了，或者玩家取消了任务。那么我目前的构思是只能让他执行失败，并把这个goal重新退回目标池，移除每个相关人员的后续相关action，并且前移其后续任务。但是为了减少这种情况的发生，不应当过于超前的进行任务规划，目前我认为可以设置限制为“每人有3项任务队列”时即停止规划。
• 优先级，暂不考虑新的高优先级任务直接插队，而只是被优先规划。那么为了能尽早执行，前项的减小队列的措施也是必须的。

怀疑

• GOAP是否大材小用了？
  • 如果注意观察一下的话，这个示例其实并不会出现在真正的游戏里，通常不会有哪个游戏里当玩家下达一个做饭的任务时，NPC竟然会主动去采集食物再做饭这么的自动化。这样做反而剥夺了玩家的操作权利，一般来说应该是玩家尝试下达做饭指令，然后发现原料不够，于是再从收集站下达收集原料的任务。
  • 诚然，在我的游戏里，我也不会让角色在早期就自动化到这个地步，但是由于这类游戏的玩点是逐渐螺旋上升的，不能让玩家总是进行手工的早期生产选择，因此我会在后期玩点出现后，科技树中逐渐开启各种早期生产活动的自动化，例如当玩家拥有一名“簿记员”NPC时，就可以表现为玩家直接下达了做饭命令，而簿记员则将其扩展为“收集原料+做饭“指令，这在后台的规划自然是通过GOAP来做了。
  • 另一方面，虽然玩家下达的目标大部分是直接明确并且一两步行为就能完成的，但角色自己的需求所下达的目标却不总是这么直接，例如当一个角色感受到寒冷时，他既有可能去多找件衣服穿，又有可能额外往火盆里添加点柴，再或者去吃顿热乎的饭菜，如果有这样多种应变能力，对游戏而言无疑是更加生动的。要实现这种东西，使用GOAP是很合适的了。

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