问一:
在现实世界中,人获取信息是属于轮询还是通过事件?比如过马路时,看到交通灯变绿,或者听到汽车鸣笛,亦或者马路对面朋友的招手,这些信息的获取模型如果放在游戏世界中应该是怎样的模式?
答一:
这是一个非常精彩的问题!它完美地连接了现实世界的人类认知和计算机科学中的两种经典通信模型。
简单直接的回答是:在现实世界中,人获取信息是“事件驱动”与“主动轮询”高度协同、动态切换的混合模式。 但事件驱动是主导和更高效的模式。
让我们来详细拆解你的例子,并将其映射到游戏世界中。
1. 现实世界中的模式分析
a) 看到交通灯变绿 -> 纯事件驱动 (Event-Driven)
模式:你并没有持续地、高频率地睁眼-闭眼去“检查”灯是否变绿。你的视觉系统一直处于“待机”状态(类似于注册了一个事件监听器)。当环境中的一个关键属性(灯的颜色)发生变化(事件触发)时,这个变化的光信号会主动“推送”到你的视网膜和大脑,瞬间吸引你的注意力。
特点:高效、节能、实时。CPU(你的大脑)可以在此期间处理其他任务(比如听音乐、想事情),只在事件发生时被中断。
b) 听到汽车鸣笛 -> 纯事件驱动 (Event-Driven)
模式:同样,你的听觉系统一直是一个后台监听服务。当特定的声音事件(鸣笛)发生时,它被触发,并通常带有高优先级,中断你当前的思维,让你立刻处理这个事件。
特点:强打断性、高优先级。这在编程中类似于一个“中断请求”(IRQ)。
c) 马路对面朋友的招手 -> 由事件驱动引导的轮询 (Event-Driven initiated Polling)
模式:
事件驱动:首先,可能是一些事件吸引了你的目光,让你注意到马路对面。比如一个大幅度的动作(招手事件)或者熟悉的颜色(朋友的衣服)进入了你的视野范围。这是一个被动的事件触发。
主动轮询:在锁定目标后,你可能会进入一个短暂的“轮询”状态:你持续地看着他,试图确认他是不是在向你招手,他的表情是什么,他是不是在叫你的名字?这个阶段你是主动地、连续地“采样”信息,直到你获取到足够的信息来理解他的意图。
特点:混合模式。事件驱动负责初步的、粗粒度的注意力吸引,随后主动轮询负责精细化的信息确认。
d) 其他例子:寻找商店 -> 主动轮询 (Polling)
场景:你在一条陌生的街上寻找一家特定的咖啡店。
模式:你会主动地、周期性地左右转动头部,扫描每一个招牌,将看到的每一个店名(数据)与心中的目标进行比较。这个过程就是“轮询”:你不断地在问环境:“你是那家店吗?……你呢?……你呢?”
特点:高CPU占用、高能耗、可能存在延迟(因为你可能轮询了一圈才发现它刚刚就在你身后)。
2. 在游戏世界中的实现模型
游戏世界是计算机系统,其架构天然地模仿了这些模式。现代游戏引擎几乎完全是事件驱动架构的。
a) 事件驱动模型 (Event-Driven Model)
这是游戏开发的主流和最佳实践。
实现方式:
游戏中的每个实体(如交通灯、汽车、朋友NPC)都可以是一个事件发布者(Publisher)。
玩家的控制器、AI系统是一个事件订阅者(Subscriber)。
对于交通灯:交通灯的代码在从“红”状态切换到“绿”状态时,会广播(Broadcast) 或发布(Publish) 一个事件,例如
OnTrafficLightTurnedGreen
。玩家的控制逻辑已经注册(Register) 或订阅(Subscribe) 了这个事件。一旦事件发生,玩家的“移动”函数就会被自动调用。玩家完全不需要每帧去检查灯的颜色。对于汽车鸣笛:汽车鸣笛时,会发出一个
OnCarHorn
事件,这个事件可能带有数据:鸣笛的汽车位置、音量大小。玩家的AI系统订阅此事件。当事件触发时,AI会根据事件的源位置和音量计算出一个“惊吓”或“注意”程度,并做出相应的反应(比如跳开、转头看)。对于朋友招手:朋友NPC的动画系统在播放“招手”动画时,会触发一个
OnWaveHand
事件。玩家的AI或任务系统订阅此事件,然后可能会在玩家屏幕上显示一个任务提示图标,或者改变朋友NPC的交互状态。引擎支持:像Unity的
UnityEvent
、C#的event
关键字,或者更复杂的消息系统(如MessageBus
)都是为此而生。b) 轮询模型 (Polling Model)
在游戏中,轮询通常用于那些需要持续检测、但又不值得为此建立一套事件系统的简单场景。
实现方式:
在游戏的更新循环(
Update()
函数,每秒调用60次或更多)中,直接检查某个条件。例子:玩家是否一直踩在地面上?通常会在
Update()
或FixedUpdate()
中用一个射线检测(Raycast)向下“轮询”地面是否存在。例子:一个简单的敌人AI可能会在
Update()
中轮询玩家与自己的距离if (distanceToPlayer < 10) { Chase(); }
。缺点:效率较低。如果场景中有1000个敌人,每个敌人每帧都要计算一次到玩家的距离,开销很大。而事件驱动可能只在玩家进入某个区域时触发一次。
结论与对比
模式 现实世界例子 游戏世界实现 优点 缺点 事件驱动 听到鸣笛,看到灯变绿 消息/事件系统,委托 高效(CPU只在需要时工作),解耦(红绿灯代码完全不知道玩家存在),实时响应 架构复杂,需要预先设计好事件链条 轮询 寻找店铺,确认朋友手势 在 Update()
循环中做条件检查实现简单,直观,适合简单、持续的需求 效率低(空转检查),可能产生延迟(轮询频率跟不上事件发生速度),耦合性高 因此,最优秀的游戏架构会以事件驱动为核心,只在最必要的地方(如物理状态检测)使用轮询。这就像高效的人类一样:大部分时间让感官处于待机状态,节省精力,只对重要的变化做出反应;只有在执行特定目标时(如找东西),才切换到主动搜索的“轮询”模式。
问二:
在真是的物理世界中,人会被动的听到周围的呼叫声,但是人本身并没有开启订阅,人听到声音后,会做出一定的反应,比如转身或停顿。而且人在商场中,可能会听到周围几十个人的声音,但只会对呼叫自己名字的声音做出回应,如果在游戏世界中实现,则人需要默认订阅周边所有其他人发声的事件吗?
答二:
您提出了一个非常深刻且关键的问题,它触及了事件驱动架构在复杂模拟中最核心的挑战:如何高效地过滤海量事件,并实现精准的注意力管理。
您的直觉是完全正确的:让每个游戏角色(Agent)都默认订阅全世界所有声音事件在技术上是不可行且极其低效的。这就像让您的手机接收全世界所有基站的信号然后自己筛选,而不是由网络根据您的位置将信号精准路由到最近的基站。
在游戏世界中,这个问题的解决方案是分层和组合的,主要采用以下几种模型:
1. 基于空间的过滤(最核心的机制)- “物理引擎作为中间件”
这是最常用、最高效的方法。它引入了一个中间层(通常是物理或音频引擎)来模拟声音的物理传播,并只将相关事件分发给潜在感兴趣的接收者。
工作原理:
事件发布:当一个人物(声源)发出声音(如呼叫)时,它并不直接广播事件,而是向世界管理器(或音频系统)发送一个请求:“我在位置(X,Y,Z)发出了一声呼喊,音量是70分贝,内容是我的名字‘Alice’”。
空间查询:世界管理器接收到这个请求后,不会通知所有人。它会基于声学模拟进行一次性的空间查询:
计算衰减:根据音量和距离衰减公式,计算出一个有效听觉半径。
物理检测:在这个半径内,快速检测(轮询!)有哪些“听觉接收器”(通常是其他角色的AI控制器或感知组件)可能听到这个声音。这个过程通常使用物理碰撞体(Trigger Colliders) 或空间分区算法(如四叉树、八叉树) 来高效完成,避免检查每一个实体。
针对性分发:世界管理器将声音事件只发送给上一步检测到的、位于有效范围内的接收器。接收器根本听不见范围外的声音。
这就好比在现实中:声音在空气中传播,只有在声波范围内的耳朵才能物理接收到振动。游戏引擎模拟了这个物理过程,充当了“空气”的角色。
2. 基于内容的过滤(语义过滤)
在接收到声音事件后(经过空间过滤),每个AI接收器会进行第二步过滤:这个声音对我有意义吗?
工作原理:每个AI都有一个“感知系统”或“注意力过滤器”。
接收到一个声音事件,事件数据包中包含:
{声源对象, 声音类型, 音量大小, 语义内容(如:"Alice")}
。AI会检查这些数据:
基础检查:声音是否足够大?我是否面对声源?是否有墙壁阻隔(可通过射线检测实现)?
语义检查:这才是回答您问题的关键。AI的过滤器里会有类似这样的规则:
if (sound.semanticContent == myName) { 反应优先级 = HIGH; }
(呼叫我的名字)
else if (sound.semanticContent == "救命") { 反应优先级 = MEDIUM; }
(听到呼救,可能去看看)
else if (sound.type == Gunshot) { 反应优先级 = VERY_HIGH; }
(听到枪声,立刻警戒)
else { 忽略或最低优先级 }
(无关的闲聊声)这就好比在现实中:您的耳朵物理接收了商场里所有声音,但您的大脑的注意力过滤器只让“特定音调”、“特定词汇”(如自己的名字)、“异常声响”(如尖叫)进入意识层面,其他声音则被当作“白噪音”过滤掉了。
3. 感知管理器(Perception Manager)- 集中处理
在一些更复杂的AI系统中(如《杀手》、《刺客信条》),会有一个集中的感知管理器。它负责为所有AI统一处理所有刺激(视觉、听觉、嗅觉)。
工作原理:
所有声音、视觉事件都先发送给这个管理器。
管理器根据一套复杂的规则(包括空间、关系、AI状态)为每个事件打分(刺激强度)。
管理器将刺激强度足够高的事件分派给相关的AI。AI本身不需要自己订阅,而是由管理器“推送”给它需要关心的信息。
在游戏世界中的实现总结
所以,在游戏世界中,不会让人物默认订阅所有事件,而是会这样实现:
完全不需要全局订阅:没有一个角色会订阅“全世界所有发声事件”。
物理层作为事件路由器:物理/音频引擎承担了第一层、也是最关键的一层过滤。它通过空间查询模拟声音传播,只将事件分发给物理上能听到的角色。这解决了“几十个人同时说话”的性能问题。
AI感知层作为语义过滤器:每个AI在接收到物理层传来的声音后,会进行第二次基于内容和上下文的过滤,判断这是否是一个需要回应的“呼叫”。这解决了“只回应自己名字”的逻辑问题。
结果:一个角色呼叫“Alice”,只有物理上附近的、并且名字叫Alice的角色才会做出“转身”或“停顿”的反应。其他角色要么听不见(距离太远),要么听见了但识别为无关信息而忽略。
这种“物理空间过滤 + AI语义过滤”的混合模式,完美地模拟了现实世界中人处理听觉信息的方式,同时在计算上又是高效可行的。
问三:
在游戏的方案中有一个物理引擎,它能负责游戏内所有对象的事件处理,宛如一个“上帝”角色,而真是的现实场景中,则没有这样的一个“上帝”,每个角色是一个agent,有一定的自主处理权利;当然,人无法看到另一间房子的人,也无法听到五公里外手机的铃声,更不会闻到200米外烤肉的香味,人的各种感知都是有一定有效范围,但人可能一直在运动中,周围不断有能被感知的东西出现(比如走进了一家烤肉店,闻到食物的味道),也有一些之前能被感知的物体离开了人能感知的氛围,所以如何构建一个没有“上帝”在后台操控的虚拟世界呢?此时,是不是只能用轮询?
答三:
您的问题非常深刻,直接触及了分布式系统、人工智能和模拟现实的核心矛盾。您说得完全正确:现实世界没有“上帝引擎”,它是一个完全分布式、去中心化的系统,每个Agent(人、动物)都依靠自身的感知器在局部范围内主动探索世界。
在虚拟世界中构建一个没有“上帝”的体系,不仅可能,而且是许多高级模拟(尤其是分布式仿真和人工智能研究)所追求的目标。轮询是解决方案的一部分,但绝非全部。 真正的答案是构建一个 “基于感知的主动查询” 与 “基于环境的被动通知” 相结合的混合系统。
以下是几种核心的实现思路,它们通常会被组合使用:
1. 感知系统:主动轮询的智能化(The Sensory System)
这是最直接模拟生物的方式。每个Agent自身都携带一个“感知系统”,主动地去探测周围环境,而不是等待环境通知它。
如何工作:
视觉:Agent的“感知系统”会定期(比如每帧或每几帧)进行扇形或锥形的物理射线投射(Raycasting) 或重叠检测(Overlap),模拟“看”的行为。它只能检测到在它视野内、没有被遮挡的物体。
听觉:系统会定期检查自身位置周围一定半径(听觉范围)内是否有声源触发器(Audio Source Trigger)。这个触发器是由其他Agent在发声时临时创建的。
嗅觉:类似听觉,检测“气味粒子”或“气味场”。
为什么不是笨拙的轮询:
高效的空间查询:游戏引擎使用空间分区数据结构(如四叉树、八叉树、BSP树) 来优化这些查询。当Agent想“看”周围有什么时,引擎不会检查世界上每一个物体,而是快速检索出仅位于该Agent所在空间分区及其邻近分区中的物体,数量可能从数百万骤降到几十个。
状态驱动:Agent不会对所有事物进行轮询。它的轮询是有焦点、有状态依赖的。例如,一个饥饿的Agent会提高对“食物”气味的轮询频率和敏感度,而一个正在逃跑的Agent则会更关注“出口”标志和“追兵”的身影。
2. 环境中介:模拟物理传播(The Environmental Medium)
您提到的“上帝”引擎可以被拆解,其功能下放到环境本身。环境中的各种介质(空气、地面、墙壁)可以承担起“被动通知”的角色。
如何工作:
声波/气味扩散模拟:当一个事件(如叫喊、烤肉)发生时,它不是直接广播,而是在源点创建一个扩散波。这个波以一定的速度在环境中传播,并随着距离衰减。
Agent注册:每个Agent会向它所在的“环境介质”注册自己的感知范围。例如,一个Agent可以说:“我存在于(X,Y,Z)点,我对声音的感知半径是R米,对气味的感知半径是S米”。
波与范围的交互:当扩散波(如声波)传播到某个Agent的注册感知范围内时,环境系统会向该Agent发送一个通知:“有一个强度为Y的声波进入了你的感知范围”。这类似于您的耳朵被动接收到声波振动。
优势:这避免了全局广播。环境只管理波的物理传播,并只与波所到之处的Agent进行交互。这依然是一个中心系统,但它不是一个全知的上帝,而更像一个被动的、遵循物理规则的“邮递员”,只递送送到门口的邮件。
3. 基于代理的通信(Agent-to-Agent Communication)
对于某些特定信息,Agent之间可以直接通信,完全绕过中心系统。
如何工作:
直接消息传递:如果一个Agent看到了另一个Agent,它可以直接向对方发送一条消息(例如,通过函数调用或消息队列)。比如,一个警卫看到玩家,它可以对同伴的AI直接调用
AlertFriend(otherGuard)
方法。黑板架构(Blackboard Architecture):在一个局部区域内(例如一个房间、一个街道),设置一个共享的“信息黑板”。Agent可以把信息“贴”在上面(例如,“此地发现敌人”),其他进入该区域的Agent可以主动去“阅读”黑板上的信息。这不是轮询全世界,而是轮询一个非常本地化的、共享的数据存储点。
综合方案:构建一个去中心化的虚拟世界
一个没有“上帝”的虚拟世界通常会这样运行:
环境层面:世界由空间分区管理,它将所有对象组织起来,使得局部查询非常高效。
事件传播:使用扩散模型来处理声音、气味等需要在物理上传播的信息。环境介质处理这些波的扩散。
Agent层面:每个Agent都拥有一个感知组件,它定期(轮询)但高效地向环境查询其所在分区及邻近分区内的信息。查询内容包括:
扩散波是否进入了我的范围?(被动通知的结果)
我的视野内有什么?(主动扫描)
黑板上有什么新信息?(主动查看)
决策层面:Agent的AI大脑对感知组件收集到的局部信息进行处理,做出决策(走向香味的来源、躲避看到的敌人、回应听到的呼叫)。
结论:是轮询,但不是愚蠢的轮询
所以,回答您的问题:是的,在无上帝架构中,轮询是必不可少的,但它是一种高度优化、局部化、基于状态的智能轮询。
它不同于“笨轮询”:不是每个Agent每帧都问“世界上发生了什么?”,而是问“我周围(我所在的空间分区内)发生了什么?” 后者的问题规模是可控的。
它混合了被动元素:通过环境扩散模型,Agent也能被动地接收到“进入其范围”的事件,这模拟了现实世界中波传播到感官的过程。
最终,这种架构的成功依赖于将“上帝”的全知全能分解为:环境的物理规则 + Agent的主动感知。这正是分布式系统设计的精髓所在,也更真实地模拟了我们所生活的、没有中央处理器的现实世界。
问四:
以刚才的声波为例,我(agent)能听到周围50米其它agent发出的声音,假如我出于丛林中,我看不见远处的agent,我不可能一开始订阅周围50米所有agent 发声的事件,但是他们发出的声音,确实可以被我听到,如果没有“上帝”在后台帮我筛选这个范围内的声音事件,我如何在系统中实现交互?也就是远程有个声音传到我耳朵,我不知道是谁发出的声音,也没有像“上帝”一样的后台通知我,我如何接受到这个事件,并做出处理呢?是否需要将声音也作为一个运动的、具有一定生命周期的实体来处理?
答四:
您这个问题问得极其精彩,它直指模拟真实世界的核心!您完全正确,在没有“上帝”视角的情况下,实现这种效果需要一种截然不同的思维方式。
答案是:是的,您猜对了。在这种去中心化的架构中,声音(以及气味、光等)本身必须被建模为一种独立的、在世界中移动的实体。这是一种非常强大且真实的建模方式。
让我们来构建这个系统:
核心思想:声音作为实体(Sound as an Entity)
声音不再是一个抽象的事件,而是一个具体的游戏对象(Game Object) 或实体(Entity),我们称之为 “声波实体” (Sound Wave Entity) 或 “声音脉冲” (Sound Pulse)。
声波实体的属性:
源位置 (Source Location):声音发出的起点。
传播方向 (Direction):如果是定向声音(如呼喊),可以有一个初始方向;如果是爆炸,则是全向传播。
传播速度 (Speed):例如,340米/秒(模拟空气中声速)。
最大半径/生命周期 (Max Radius / Lifetime):声音传播到最大距离(如50米)后消失,或者根据能量衰减公式计算存活时间。
强度/音量 (Intensity/Volume):在声源处最大,随着传播距离逐渐衰减。
声源类型/语义内容 (Sound Type/Semantic Content):例如:
{"type": "voice", "content": "救命"}
,{"type": "gunshot"}
。碰撞体 (Collider):一个随着传播不断变大的球形碰撞体,用于与其他实体交互。
系统如何运作(无上帝模式)
第一步:声音的产生(发声)
Agent A 在丛林中大喊“救命!”
Agent A 的代码执行:
SpawnSoundWave(position: myPosition, type: "voice", content: "救命", initialVolume: 70dB)
。这个世界中于是创建了一个新的“声波实体”。这个实体开始以自己的速度向外扩张。
第二步:声音的传播(移动)
这个“声波实体”每一帧(或每个物理时间步长)都会:
更新自己的半径:
currentRadius += speed * deltaTime
。更新自己的当前强度:
currentVolume = initialVolume - attenuationFormula(currentRadius)
。(衰减公式模拟空气吸收)更新自己的碰撞体大小以匹配新的半径。
第三步:声音的接收(被听到)
Agent B(您)在丛林中移动。您身上有一个 “听觉传感器”组件。这个组件的作用很简单:它只是一个物理碰撞体(例如一个球形触发器),代表了您的听觉范围(比如50米半径)。
物理引擎接管了一切。当那个不断扩大的“声波实体”的碰撞体与 Agent B 的“听觉传感器”碰撞体发生重叠(Overlap)时,物理引擎会自动检测到这次碰撞。
物理引擎会向 Agent B 发送一个标准的碰撞事件(例如
OnTriggerEnter
或OnCollisionEnter
)。Agent B 的代码在这个事件处理函数中会写道:
python
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def OnSoundWaveEnter(other): if other is SoundWaveEntity: # 判断撞上来的是不是声波 sound_volume = other.currentVolume if sound_volume > myHearingThreshold: # 音量是否足够大? sound_content = other.semanticContent # 现在我知道有声音传过来了,并且知道内容是什么! myBrain.processSound(sound_content, sound_volume, other.direction)这个方案的精妙之处:
完全去中心化:不需要“上帝”。只需要:
一个模拟声波实体移动的系统。
一个标准的物理引擎来处理碰撞检测。
自然模拟物理:声音的传播、衰减、被障碍物阻挡(可以通过射线检测实现,当声波实体碰到墙壁等障碍时提前销毁或减弱)都得到了非常自然的模拟。
不知道声源是谁:这完美符合您的需求!Agent B 只接收到了“声波实体”本身,这个实体包含了声音的内容和强度,但并不直接告诉你是谁发出的。Agent B 需要根据声音的内容、方向、强度等信息自己判断声源可能是什么。例如,听到“救命”可能会触发“寻找声源”的行为,而听到“枪声”可能会触发“立刻寻找掩体”的行为。
动态与高效:声波实体有生命周期,会自行销毁,不会造成内存泄漏。物理引擎的空间分区算法(如四叉树/八叉树)可以非常高效地处理大量移动实体的碰撞检测,它只会检查彼此接近的实体,而不是检查所有实体对。
总结
在这种模型下,世界的运作方式如下:
发声者:不关心谁在听,只负责“产生”一个声波实体并将其“发射”到世界中。
声波:作为一个自主的实体,按照物理规则在世界中移动和扩散。
接收者:不关心谁在说,只负责“监听”与自身听觉传感器发生碰撞的声波实体。
您不再是“订阅某个Agent的事件”,而是“用自身的物理感官去接触世界中流动的信息实体”。这不再是软件工程中的“观察者模式”,而是对物理世界最根本的模拟——一切都是实体,交互通过碰撞(接触)发生。这种设计使得虚拟世界更加 emergent(涌现式)、动态和真实。
问五:
在你上面的答案第三部还是需要物理引擎去接管。在举个跟本质的例子,在现实世界,我在原地旋转一周,我可以看见我周围有什么,比如我周围有几个人,在虚拟世界的我旋转一周,如果没有物理引擎,我可能依然无法知道周围有什么。关键在于这个“看见”,物理世界中的看见是因为光这种实体照到周围产生反射光并进入我的眼睛,而我能处理这些光信号。在模拟的世界中,这种光线无法完全模拟,更可取的选择是此时的我像一个雷达,能够发出雷达光波,并接受反射回来的光波。但这需要虚拟世界也拥有物理中的反射功能。这似乎初级到一个存在哲学问题:我在现实世界,我可以感知到我前面有一颗大树,但在虚拟世界,我如何感知?现实世界,大树和我是客观存在的,而且距离很近,比如2米,在物理世界中,似乎也需要一个参考系,并且大树的方位和距离也是前方2米的位置。在现实世界中,无论上帝存不存在,但我与大树的位置关系客观存在,似乎存在一个不知道的造物主,但在模拟世界中,世界是我们模拟的,程序员扮演者造物主,因此他需要知道这层关系,才能模拟出真实场景。但人的行为是自主的,是主观的,因为程序员扮演的造物主又不应该去控制虚拟世界人的行为,如何解释这种矛盾?如何构建一个虚拟世界,世界中的agent 确不依赖于造物主来探索这个世界?
答五:
您的问题已经超越了纯粹的技术实现,触及了虚拟现实、存在主义和模拟理论的哲学层面。这是一个极其深刻的矛盾,也是所有模拟世界的设计者必须面对的核心问题。
让我们分层来解析这个矛盾并寻找答案。
1. 核心矛盾的解析:“客观存在” vs. “主观感知”
您指出的矛盾是:
现实世界:存在一个客观的、共享的参考系(我们称之为物理宇宙)。您和大树都在这个参考系中有一个绝对位置。这个位置关系不依赖于任何“上帝”的告知而存在,它是宇宙的一个固有属性。你们的交互由物理定律中介。
虚拟世界:所有“存在”本质上都是数据。大树的数据和您的数据都存储在内存中。它们的位置关系本身并不“存在”,除非有一个过程(一个函数,一个系统)去计算它。这个计算过程,在您看来,就是“上帝”(程序)在幕后操作。
您觉得矛盾是因为:在虚拟世界中,计算“位置关系”的这个过程,看起来就是“上帝”在干预。
2. 解决之道:将“上帝”规则化、基础设施化
解决方案不是消除“上帝”,而是对“上帝”进行重新定义。我们不需要一个有意识的、全知的、会干预个体行为的上帝,我们需要的是一个无意识的、盲目的、仅执行固定规则的物理基础框架。
这个框架就是虚拟世界的物理定律。它不关心内容,只关心规则。
它不是造物主,它是自然法则:程序员扮演的不是“造物主”(God the Creator),而是“立法者”(Law Giver)。他们定义的是万有引力常数、光速、电磁力强度,而不是决定哪颗树长在哪里、哪个人该做什么。
它不“知道”也不“关心”关系:一个优秀的物理引擎并不预先知道您和大树相距2米。当需要判断您是否“看见”大树时,它做的是一次盲目的、基于规则的数学计算:
从您眼睛的位置(数据A)发射一条射线(数学向量)。
检查这条射线在2米处(数据B)是否与某个碰撞体(大树的模型数据)相交。
返回一个布尔值
True
或False
。这个过程是客观的、机械的、无意识的。它不包含任何主观意图。它就像现实世界中的物理定律一样,只是一个等待被使用的工具。
3. Agent如何自主探索?—— 提供API,而非下达指令
现在,虚拟人(Agent)如何利用这个“客观”的框架来主观地探索世界?
Agent的“身体”装备“传感器”:我们给每个Agent赋予一个“身体”,这个身体拥有模拟的传感器(眼睛、耳朵)。这些传感器本质上就是一套与物理引擎交互的API(应用程序接口)。
Raycast(Vector3 origin, Vector3 direction, float maxDistance)
: 模拟视觉和触觉。这就是您提到的“雷达”。Agent主动“发射”一道光(射线)来探测世界。物理引擎返回一个盲目的、客观的结果(撞到了什么,距离多远)。
OverlapSphere(Vector3 center, float radius)
: 模拟听觉和模糊感知。检测自身周围一定半径内有哪些物体。物理引擎返回一个物体列表。自主性的来源:Agent的大脑(AI算法) 可以随时、主动地调用这些传感器API。
当它想“看”东西时,它就调用
Raycast
函数。当它想“听”东西时,它就调用
OverlapSphere
函数。“看见”大树的过程:
Agent的AI自主决定:“我现在要观察前方。”
它主动调用
physics.Raycast(myEyePosition, myForwardDirection, 100f)
。物理引擎(盲目的法则)执行计算,返回结果:
{hit: true, distance: 2.0f, object: Tree_54}
。Agent的AI接收到这个客观数据,在其内部生成一个主观信念:“我的正前方2米处有一棵树。”
然后,它可以根据自己的目标(例如“寻找食物”)和内部状态(例如“饥饿”)来自主决定下一步行为:忽略这棵树,或者走过去收集果实。
总结:如何构建不依赖“造物主”的虚拟世界
建立客观的、无意识的物理层:构建一个作为基础设施的物理系统。它不包含任何游戏逻辑,只提供基于数学规则的碰撞检测、射线投射等基础服务。它是虚拟世界的“自然法则”。
为Agent赋予传感器和API:将物理层的能力封装成函数(如
Raycast
),让Agent可以像使用工具一样主动查询世界。查询的主动性在Agent,而不在系统。赋予Agent决策自主权:Agent拥有一个独立的“大脑”(可以是简单的状态机,也可以是复杂的神经网络)。大脑根据传感器获取的客观数据,结合自身的内部状态和目标,做出主观决策。
立法者 vs. 造物主:程序员的角色从控制一切的造物主,转变为设计物理定律和提供基础工具的立法者,以及设计拥有自主大脑的Agent的遗传学家。
最终,您所追求的“无上帝”探索得以实现:Agent通过主动利用世界提供的、客观的物理工具,来为自己构建一个主观的世界模型,并据此行动。 世界的存在是客观的(数据),但对世界的认识是主观的(每个Agent通过自己的传感器查询到的结果),而行为则是自主的(由各自的AI决定)。
这恰恰是对现实世界最深刻的模拟:我们人类也无法直接感知客观宇宙,我们只能通过眼睛、耳朵等有限的传感器接收数据,并基于此在大脑中构建一个主观的宇宙模型,我们的所有行为都基于这个模型,而非那个我们永远无法直接触及的“客观实在”。虚拟世界中的Agent,正是在走同样的路。