Qual a graça de usar Behavior Trees

Você já se perguntou como fazer seus NPCs agirem como verdadeiros gênios (ou pelo menos evitar que esbarrem nas paredes o tempo todo)? Então coloque seu chapéu de aventureiro e embarque conosco nesta jornada divertida para explorar o Behavior Graph da Unity! Vamos mergulhar de cabeça nos conceitos clássicos de IA, como as famosas Behavior Trees (Árvores de Comportamento), as intrigantes Finite State Machines (Máquinas de Estado Finitas – FSM) e até o misterioso GOAP (Planejamento Orientado a Objetivos). Preparado? Vamos lá!

1. Behavior Trees (Árvores de Comportamento) – O GPS dos Seus NPCs

Imagine que seus NPCs são turistas perdidos em uma cidade desconhecida. As Behavior Trees são como um GPS que guia suas ações passo a passo.

• Nós e Ramos: Pense nos nós como destinos turísticos (ações ou decisões) e os ramos como as estradas que conectam esses destinos (sequências ou condições). No Behavior Graph, cada nó pode ser algo como “Patrulhar Área”, “Perseguir Jogador” ou “Tomar um Chá”;
• Decisões Hierárquicas: Assim como você decide primeiro onde quer ir antes de escolher como chegar lá, as Behavior Trees permitem que os NPCs tomem decisões em níveis hierárquicos. Por exemplo, primeiro eles decidem se estão com fome ou não. Se estiverem, escolhem entre “Procurar Comida” ou “Roubar Lanche do Jogador” (espertinhos!);
• Processamento dos Nós: Os nós pais (chefões) controlam os nós filhos (subordinados). É como uma banda: o maestro (nó pai) decide quando cada músico (nó filho) deve tocar sua parte.

Para ilustrar o que estou explicando, observe a figura a seguir, que apresenta uma pequena demonstração de um NPC patrulhando um espaço seguindo seus waypoints. Esses waypoints são conjuntos de coordenadas que identificam pontos específicos no espaço físico, servindo como marcos que guiam o NPC ao longo de sua rota de patrulha. Embora as coordenadas possam variar dependendo da aplicação, sua função principal é orientar o movimento e o comportamento do NPC dentro do ambiente do jogo.

Para este exemplo, eu sei o Unity 6

Explicando Melhor as Behavior Trees:

Elas são estruturas de dados que organizam comportamentos de forma lógica e modular, as quais permitem criar sequências complexas de ações com base em condições específicas. Isso é especialmente útil em jogos, onde os NPCs precisam reagir de maneira realista e variada.

• Tipos de Nós:
  • Sequência: Executa cada filho em ordem até que um falhe. É como uma lista de tarefas que você precisa cumprir sem erros;
  • Selector (Selecionador): Tenta cada filho até que um tenha sucesso. Imagine tentar abrir portas até encontrar a certa;
  • Decorator (Decorador): Modifica o comportamento de um nó, adicionando condições extras. É como colocar um filtro no Instagram – muda a aparência, mas não o conteúdo básico;
  • Leaf Nodes (Nós Folha): As ações reais – onde a mágica acontece! Aqui, o NPC realiza ações específicas como “Atacar”, “Fugir” ou “Dançar Macarena”.
• Vantagens:
  • Reutilização: Você pode criar comportamentos complexos combinando nós simples;
  • Flexibilidade: Fácil de adicionar, remover ou modificar comportamentos sem reescrever todo o código;
  • Depuração Simples: Visualize o fluxo de decisões e identifique onde algo deu errado (como aquele bug que faz o NPC correr em círculos).

2. Finite State Machines (FSM) – As Múltiplas Personalidades dos NPCs

As FSMs são como o guarda-roupa dos seus NPCs, permitindo que eles troquem de “estado” conforme necessário.

• Estados e Transições: Cada estado é um conjunto de comportamentos (por exemplo, “Agressivo”, “Defensivo”, “Fugindo”) e as transições são as condições que fazem o NPC mudar de um estado para outro (“Se a saúde estiver baixa, mudar para ‘Fugindo'”).
• Controle de Fluxo: No Behavior Graph, isso permite que os NPCs reajam de forma lógica a diferentes situações, sem pirar (a menos que você queira que eles piram, claro).

3. GOAP (Goal-Oriented Action Planning) – O Estrategista Mestre

Se as Behavior Trees são o GPS e as FSMs são o guarda-roupa, o GOAP é o estrategista que planeja cada movimento com um objetivo em mente;

• Baseado em Objetivos: Os NPCs definem metas como “Defender a Base” ou “Capturar a Bandeira” e planejam ações para alcançá-las;
• Ações Dinâmicas: Cada ação tem pré-condições e efeitos. O NPC analisa o melhor caminho para atingir seu objetivo, ajustando-se às mudanças no ambiente;
• Integração no Behavior Graph: Embora não seja padrão, você pode implementar o GOAP no Behavior Graph para criar NPCs que parecem verdadeiros mestres do xadrez.

4. Árvores de Decisão – O Jogo das Escolhas

As Árvores de Decisão são como aquelas histórias interativas onde você escolhe o caminho do personagem.

• Decisões Condicionais: Baseadas em perguntas simples (“O jogador está visível?”), o NPC toma decisões imediatas (“Se sim, atacar”; “Se não, continuar patrulhando”).
• Implementação no Behavior Graph: Use nós condicionais para guiar as ações dos NPCs com base em informações atuais do jogo.

5. Sistemas Baseados em Regras – O Livro de Regras dos NPCs

Pense nisso como um manual de instruções que o NPC segue religiosamente (ou não).

• Regras Simples: “Se o jogador entrar na área, alertar os aliados.” Simples e direto, perfeito para ações que não precisam de muita elaboração.
• Aplicação no Behavior Graph: Configure regras que desencadeiam ações específicas, mantendo seus NPCs organizados.

6. Aprendizado por Reforço – O NPC que Aprende com os Próprios Erros

Embora o Behavior Graph não transforme seus NPCs em Einstein, ele pode ser combinado com aprendizado de máquina.

• Integração com ML-Agents: Usando o Unity ML-Agents Toolkit, seus NPCs podem aprender e evoluir, tornando o jogo mais desafiador e interessante.

Como o Behavior Graph Melhora a IA (E Deixa Tudo Mais Divertido!)

• Facilidade de Criação: Crie comportamentos complexos sem suar a camisa (ou digitar milhares de linhas de código);
• Visualização Intuitiva: Veja e manipule o “cérebro” dos seus NPCs como se estivesse jogando um jogo de tabuleiro;
• Testes e Depuração Mais Rápidos: Identifique rapidamente onde o NPC decidiu que andar contra a parede era uma boa ideia;
• Escalabilidade: Comece com um NPC simples e evolua para um exército de personagens inteligentes sem dor de cabeça.

Conclusão – E Assim Começa Sua Aventura com o Behavior Graph!

O Behavior Graph da Unity é como uma festa onde todas as celebridades da IA estão presentes: Behavior Trees, FSMs, GOAP e muito mais! Com ele, você pode transformar seus NPCs em personagens vivos e interessantes, prontos para surpreender seus jogadores (e talvez até você!).

Então, coloque a mão na massa (ou melhor, no mouse) e comece a criar comportamentos incríveis para seus NPCs. Afinal, quem não gostaria de enfrentar um inimigo que realmente pensa (ou quase isso)? A aventura está apenas começando, e o próximo grande desenvolvedor de IA para jogos pode ser você!