利用狀態機與游戲動作配合賦予游戲生命

馬林初

電子游戲是繼繪畫、雕刻、建筑、音樂、詩歌（文學）、舞蹈、戲劇、電影等八大藝術形式之后被人們公認的“第九藝術”，是當今最受人們歡迎的休閑娛樂方式之一。

電子游戲是門年輕的藝術形式，所以需要不斷地吸取其他藝術形式所積累的精華來不斷進步。例如《戰神4》、《底特律：變人》等強調劇情的游戲，需要應用電影的劇本、分鏡知識;畫面質量高的游戲中，場景的布景、布光等全都是電影行業的用法;文字類游戲則是應用了詩歌、文學、戲劇等文法技巧。

綜上所述，制作游戲需要的知識系統十分繁雜、精深，這里不做全面討論。本文旨在結合一些動畫知識，令游戲制作更加生動有趣，以起到拋磚引玉的效果。

1.游戲中的狀態機

1.1狀態機簡介

從程序角度來講，有限狀態機（英語：Finite-state machine，FSM），又稱有限狀態自動機，簡稱狀態機，是表示有限個狀態以及在這些狀態之間的轉移和動作等行為的數學模型。

基本上所有的軟件都是有限狀態機。它是一個有向圖，由一組節點和一組相應的轉移函數組成。通俗點講，它是一個事件驅動系統的模型，這個模型由有限數目的狀態，若干輸入和狀態與狀態之間轉換的規則組成。在某一時刻，有一個或一組狀態是FSM的當前狀態，FSM接收輸入事件并根據轉換規則，將當前狀態轉為新的狀態。正是由于這三個元素的組合，使得FSM具備了自己的行為特點。在游戲開發中，FSM被用來實現人工智能的決策過程，控制游戲對象的行為。

但是作為游戲設計者，我們還可以從另一個角度去理解狀態機。我們在電腦上看視頻的時候，可以點擊播放鍵播放視頻，可以點擊暫停鍵暫停視頻，除此之外還有快進、慢放等等功能各異的按鍵。

游戲中狀態機的作用也是一樣的，你可以把一個個狀態理解成一個個播放器上的按鍵，當我們觸發某種條件時，動畫就會播放。

1.2狀態機的應用

引擎里的這個界面描述的就是狀態機系統。其中的每個節點都代表一個狀態，觸發條件就會播放相應動畫，而箭頭連接一般都是雙向的，便于靈活切換狀態，并且都會回到idle（待機狀態），因為待機狀態是人物常態，幾乎所有動作都從這里開始，到這里結束。

如果主人公會跳躍、攀爬等，所以狀態機會更復雜一些。

可以看出，其中所有的走、跑、跳動畫全都是原地進行的，位移都是靠程序計算的：先給出速度，再判斷持續時間，最后得出位移數值。

接下來再展現一個帶有戰斗系統的狀態機，由于這是一個街機格斗類項目，人物除了走跑跳，還涉及到攻擊、受傷、死亡等狀態，所以狀態機相對比較復雜。

我們來分析一下它的原理。由于我們沒有擊中敵人就不會產生連擊，所以從待機只能切換到第一次攻擊，即Attackl。只有先滿足觸發Attackl，并且不被打斷，才會有接下來的Attack2、Attack3，待機狀態則無法直接進入Attack2、Attack3，Attackl、Attack2、Attack3之間是有序的線性關系。而Attack2、Attack3在被中斷的情況下會則返回待機狀態，所以如圖所示，從Attack2、Attack3到待機狀態都是單向的，Attackl、Attack2、Attack3之間的流程也是單向、不可逆的。

1-3游戲動作制作要點

如引言所述，狀態機和游戲動作的關系，相當于播放器按鍵之于動畫播放，所以如果動畫沒有制作好，那么再復雜的狀態機設置及代碼運算都將毫無意義。如何將游戲動作做得活靈活現呢？這就需要借助一些動畫領域的知識了。

1.3.1動畫的壓縮和伸展

當物體受到外力作用時，必然產生形體上的壓縮和伸展。動畫中通常用壓扁和拉長的手法，夸張地表現這種形體改變的程度，利用運動趨勢的反差加強動畫的張力和彈性。

1.3.2準備動作

動作一般分為準備動作和行動動作。準備動作是動作的準備階段，一般情況下它的運動趨勢與行動動作相反，能讓主要動作變得更突出、更有力。在動畫角色做出準備動作時，觀眾能夠以此推測出之后的行動動作。

1.3.3夸張

夸張是動畫的特質，是將角色動作極限化的手段。夸張可以讓角色的情緒更為飽滿，動作更富戲劇性。但夸張要注意適度，太過的話適得其反，會跳戲。

1.3.4跟隨與重迭

跟隨和重迭是一種重要的動畫表現技法，它使動畫角色的各個動作彼此間產生影響，融混，重迭。移動中的物體或各個部分不會一直同步移動，有些部分先行移動，有些部分隨后跟進，并和先行移動的部分重迭的夸張表演。

跟隨和重迭往往和壓縮和伸展結合在一起運用，能夠生動地表現動畫角色的情趣和真實感。

1.3.5慢進慢出

人體的動作是由肌肉拉伸形成的，所以動作動作的起始都是緩慢平滑的。所以我們在制作人物動作時，要放慢關鍵動作附近的節奏，加快過程節奏，這樣既可以讓動作符合人體運動規律，又能讓動作節奏豐富多彩。現實世界中的物體運動，也多呈一個拋物線的加速或減速運動

1.3.6圓弧動作

動畫中物體的運動軌跡，往往表現為圓滑的曲線形式。因此在繪制中間畫時，要以圓滑的曲線設定連接主要畫面的動作，避免以銳角的曲線設定動作，否則會出現生硬、不自然的感覺。不同的運動軌跡，表達不同的角色特征。例如機械類物體的運動軌跡，往往以直線的形式進行，而生命物體的運動軌跡，則呈現圓滑曲線的運動形式。

總結：

綜上所述，游戲制作中狀態機與游戲動作的關系就像兩個緊緊咬合的齒輪，聯系非常緊密，缺一不可。如果狀態機設計非常完善，游戲動作不好看，那么整個游戲作品的節奏都會受到很大影響，角色生命力也會減弱;反之，則會讓動畫在不合時宜的時候出現，動畫做得再好也會有種強烈的違和感。

只有這兩個模塊都設計好，并且讓它們有機地進行配合，才會讓游戲更加有生命力。