“AS3.0高级动画编程”学习：第四章 寻路（AStar/A星/A*）算法 (下)

在前一部分的最后，我们给出了一个寻路的示例，在大多数情况下，运行还算良好，但是有一个小问题，如下图：

很明显，障碍物已经把路堵死了，但是小球仍然穿过对角线跑了出来！

问题在哪里：我们先回顾一下AStar.as中用于判断的if语句

 //如果是当前节点，或者是不可通过的，则跳过
 if (test == node || !test.walkable)
 {
     continue;
 }

在这个判断中，并没有规定说不允许走对象线。来看看如何修正：

在以node为中心考查四周节点时，如果遇到水平和垂直方向都是障碍物时，既使对角节点是可穿越的普通节点，也不能通过。所以只要再加二个条件判断即可

 //如果是当前节点，或者是不可通过的，且排除水平和垂直方向都是障碍物节点时的特例情况
 if (test == node || !test.walkable || !_grid.getNode(node.x, test.y).walkable || !_grid.getNode(test.x, node.y).walkable)
 {
     continue;
 }

再运行一下：

一切正常了!

前面提到的这些示例，终点与目标点都是固定的，但在实际游戏中，正好相反，比如"星际"，选定一个农民后，在地图上随便点击一下，农民就能自动找到去目标点的路径。

 package
 {
     import flash.display.Sprite;
     import flash.display.StageAlign;
     import flash.display.StageScaleMode;
     import flash.events.Event;
     import flash.events.MouseEvent;

     [SWF(width=600,height=600)]
     public class Game extends Sprite
     {
         private var _cellSize:int=20;
         private var _grid:Grid;
         private var _player:Sprite;
         private var _index:int;
         private var _path:Array;

         public function Game()
         {
             stage.align=StageAlign.TOP_LEFT;
             stage.scaleMode=StageScaleMode.NO_SCALE;
             makePlayer();
             makeGrid();
             stage.addEventListener(MouseEvent.CLICK, onGridClick);
         }

         /** 生成一个player角色(简单起见，就是一个圈) */
         private function makePlayer():void
         {
             _player=new Sprite();
             _player.graphics.beginFill(0xff0000);
             _player.graphics.drawCircle(0, 0, 5);
             _player.graphics.endFill();
             _player.x=Math.random() * 600;
             _player.y=Math.random() * 600;
             addChild(_player);
         }

         /** 生成网格，并随机放置一些障碍 */
         private function makeGrid():void
         {
             _grid=new Grid(30, 30);
             for (var i:int=0; i < 200; i++)
             {
                 _grid.setWalkable(Math.floor(Math.random() * 30), Math.floor(Math.random() * 30), false);
             }
             drawGrid();
         }

         /** 画网格线以及为障碍物填充颜色*/
         private function drawGrid():void
         {
             graphics.clear();
             for (var i:int=0; i < _grid.numCols; i++)
             {
                 for (var j:int=0; j < _grid.numRows; j++)
                 {
                     var node:Node=_grid.getNode(i, j);
                     graphics.lineStyle(0);
                     graphics.beginFill(getColor(node));
                     graphics.drawRect(i * _cellSize, j * _cellSize, _cellSize, _cellSize);
                 }
             }
         }

         /** 返回节点颜色 */
         private function getColor(node:Node):uint
         {
             if (!node.walkable)
                 return 0;
             if (node == _grid.startNode)
                 return 0xcccccc;
             if (node == _grid.endNode)
                 return 0xff0000;
             return 0xffffff;
         }

         /** 鼠标点击时随机设置终点，并以player当前位置做为起点 */
         private function onGridClick(event:MouseEvent):void
         {
             var xpos:int=Math.floor(mouseX / _cellSize);
             var ypos:int=Math.floor(mouseY / _cellSize);
             _grid.setEndNode(xpos, ypos);
             xpos=Math.floor(_player.x / _cellSize);
             ypos=Math.floor(_player.y / _cellSize);
             _grid.setStartNode(xpos, ypos);
             drawGrid();
             findPath();
         }

         /** 寻路 */
         private function findPath():void
         {
             var astar:AStar=new AStar();
             if (astar.findPath(_grid))
             {
                 _path=astar.path;
                 _index=0;
                 addEventListener(Event.ENTER_FRAME, onEnterFrame);
             }
         }

         /**每帧的动画处理*/
         private function onEnterFrame(event:Event):void
         {
             var targetX:Number=_path[_index].x * _cellSize + _cellSize / 2;
             var targetY:Number=_path[_index].y * _cellSize + _cellSize / 2;

             //把经过的点，涂上黄色
             var passedNode:Node=_path[_index];
             graphics.lineStyle(0);
             graphics.beginFill(0xffff00);
             graphics.drawRect(passedNode.x * _cellSize, passedNode.y * _cellSize, _cellSize, _cellSize);

             var dx:Number=targetX - _player.x;
             var dy:Number=targetY - _player.y;
             var dist:Number=Math.sqrt(dx * dx + dy * dy);
             if (dist < 1)
             {
                 _index++;//索引加1，即取一个路径节点
                 if (_index >= _path.length)//达到最后一个节点时，移除ENTER_FRAME监听
                 {
                     removeEventListener(Event.ENTER_FRAME, onEnterFrame);
                 }
             }
             else
             {
                 _player.x+=dx * .5;
                 _player.y+=dy * .5;
             }
         }
     }
 }

拿鼠标在空白节点上随便点点，看看会发生些什么？

考虑最后一个问题：实际游戏地图中有平地，有高坡，有沙地，有雪地...不同的路面状况，行走的难度(即代价)应该不同吧？而我们刚才的所有示例中，对所有可穿越的节点都是平等对待的。如何区分出不同情况的地形呢？

关注一下：Node.as中的

 public var costMultiplier:Number=1.0;//代价因子

以及AStar.as中的

 //计算test节点的总代价
 var g:Number=node.g + cost * test.costMultiplier;

聪明的你一定看出端倪了！没错，costMultiplier就是代价的权重因子，如果让每个节点的权重因子不同，就能体现出不同地形的行走难度程度。

 package
 {
     import flash.display.Sprite;
     import flash.events.MouseEvent;

     public class GridView2 extends Sprite
     {
         private var _cellSize:int = 20;
         private var _grid:Grid;

         public function GridView2(grid:Grid)
         {
             _grid = grid;
             for(var i:int = 0; i < _grid.numCols; i++)
             {
                 for(var j:int = 0; j < _grid.numRows; j++)
                 {
                     //为每个节点设置不同的“代价权重因子”
                     var mult:Number = Math.sin(i * .50) + Math.cos(j * .2 + i * .05);
                     _grid.getNode(i, j).costMultiplier = Math.abs(mult) + 1;
                 }
             }
             drawGrid();
             findPath();
             addEventListener(MouseEvent.CLICK, onGridClick);
         }

         //画网格
         public function drawGrid():void
         {
             graphics.clear();
             for(var i:int = 0; i < _grid.numCols; i++)
             {
                 for(var j:int = 0; j < _grid.numRows; j++)
                 {
                     var node:Node = _grid.getNode(i, j);
                     graphics.lineStyle(0);
                     graphics.beginFill(getColor(node));
                     graphics.drawRect(i * _cellSize, j * _cellSize, _cellSize, _cellSize);
                 }
             }
         }

         //取得单元格的颜色(与权重因子关联，costMultiplier越小，颜色越深)
         private function getColor(node:Node):uint
         {
             if(!node.walkable) return 0;
             if(node == _grid.startNode) return 0x666666;
             if(node == _grid.endNode) return 0x666666;
             var shade:Number = 300 - 70 * node.costMultiplier;
             return shade << 16 | shade << 8 | shade;
         }

         //单元格点击时，切换节点为普通节点或障碍物节点
         private function onGridClick(event:MouseEvent):void
         {
             var xpos:int = Math.floor(event.localX / _cellSize);
             var ypos:int = Math.floor(event.localY / _cellSize);

             _grid.setWalkable(xpos, ypos, !_grid.getNode(xpos, ypos).walkable);
             drawGrid();
             findPath();
         }

         //找路
         private function findPath():void
         {
             var astar:AStar = new AStar();
             if(astar.findPath(_grid))
             {
                 //showVisited(astar);
                 showPath(astar);
             }
         }

         private function showVisited(astar:AStar):void
         {
             var visited:Array = astar.visited;
             for(var i:int = 0; i < visited.length; i++)
             {
                 graphics.beginFill(0xcccccc);
                 graphics.drawRect(visited[i].x * _cellSize, visited[i].y * _cellSize, _cellSize, _cellSize);
                 graphics.endFill();
             }
         }

         private function showPath(astar:AStar):void
         {
             var path:Array = astar.path;
             for(var i:int = 0; i < path.length; i++)
             {
                 graphics.lineStyle(0);
                 graphics.beginFill(0);
                 graphics.drawCircle(path[i].x * _cellSize + _cellSize / 2,
                     path[i].y * _cellSize + _cellSize / 2,
                     _cellSize / 3);
             }
         }
     }
 }

跟上一部分里的GridView.as比较起来，GridView2.as在构造函数里根据sin与cos函数，为节点设置了不同的权重因子，而且在节点着色上，深色的代价要比浅色的代价大，测试一下：

 package
 {
     import flash.display.Sprite;
     import flash.display.StageAlign;
     import flash.display.StageScaleMode;
     import flash.events.MouseEvent;

     [SWF(backgroundColor=0xffffff,width=440,height=440)]
     public class Pathfinding_2 extends Sprite
     {
         private var _grid:Grid;
         private var _gridView:GridView2;

         public function Pathfinding_2()
         {
             stage.align=StageAlign.TOP_LEFT;
             stage.scaleMode=StageScaleMode.NO_SCALE;
             _grid=new Grid(20, 20);
             _grid.setStartNode(1, 1);
             _grid.setEndNode(18, 18);

             _gridView=new GridView2(_grid);
             _gridView.x=20;
             _gridView.y=20;
             addChild(_gridView);
         }
     }
 }

可以看出，调整权重因子后，路径尽量在靠近浅色的区域前进！可能这样对比还不强烈，把上面测试代码中的GridView2换回GridView，对比看下没有权重因子干扰时的路径

当然，在具体游戏开发过程中，A*算法还要结合其它很多技术(比如加载地图，配合地图设置权重因子，把地图分配到网格单元等)才能最终做出不错的游戏，我们在这里只是讨论寻路算法的原理，其它方面留给大家自行去完善吧.

作者：菩提树下的杨过
出处：http://yjmyzz.cnblogs.com 
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分类: 12.Flex/Flash/AS3.0

标签: 动画, flash, flex, as3, 寻路, A*, A星