最近在研究虛幻4引擎的EQS系統，看了下官方對EQS的解釋文檔（官方文檔鏈接：https://docs.unrealengine.com/en-US/Engine/ArtificialIntelligence/EQS/index.html）及相關源碼，熟悉了EQS在AI製作時的應用和使用，文章爲本人學習之餘所整理筆記，如有紕漏歡迎指正交流。
一、EQS原理：
EQS（Environment Query System），直譯爲環境查詢系統，可以理解成對當前場景狀態的掃描或者檢查，往往配合AI行爲樹一起使用。其實現原理比較好理解，簡單來說就是將場景環境劃分，一般來說是按密度劃分成一個一個點，當然也可以以場景元素Actor來進行劃分，將環境劃分好後，再按照相應的設定規則對劃分項（點或Actor）進行打分，最後得分最高的Item即爲系統所找到的最優查詢結果。EQS系統將其最優查詢結果告知AI,AI行爲樹則會對來其進行相應的決策及執行。
二、EQS組成部分：
使用EQS前我們最好知道EQS的都由哪些部分組成，各部分的分工都是什麼。虛幻4官方文檔對其各個組成部分的名詞解釋已較爲詳細，以下是本人對官方文檔中名詞解釋的簡單整理:
1.EnvironmentQuery(環境查詢資產)
EQS資產，我的理解一個EQS資產就是一個可供AI使用的EQS實例。它相當於是一個容器，裏面裝着根據不同需求設計好的各種查詢規則（即Genetators和Tests）。我們做好一個EQS資產後，最終，其會在AI的行爲樹節點中實例化，並在行爲樹節點運行時執行EQS相關功能，執行結果也會保存爲黑板變量供行爲樹來決策使用。
2.Genetators(採樣生成器)
採樣生成器規定了我們EQS的採樣點的生成規則。它以某一種規則在使用者周圍進行參考點選取，將選取的採樣點（可能是位置點也可能是Actor）用於測試。
如圖，我們打開創建好的環境查詢資產EnvironmentQuery後，在根節點下拉即可創建需要的Genetators。目前引擎提供的Genetators有以下這些：
- Actors Of Class 採樣場景中的Actor對象，按類型匹配，使用所匹配的Actor對象作爲採樣點（可以設置採樣中心參照點及查詢半徑範圍）；
- Composite 複合多種生成器，用來組合生成器使用；
- Current Location 使用當前位置作爲採樣點；
- Points Circle 環形點生成器，選取方式使用參考點向四周轉圈發射射線。如果觸碰到任何物體則將碰撞位置作爲採樣點，如無碰撞則以設定最大半徑爲採樣點（可以設置採樣查詢半徑及發射間隔角度）；
- Points Cone 錐形點生成器；
- Points Donut 環狀點生成器，區別於Circle，此生成器如同水波，一層一層向外擴散，直到最大半徑；
- Points Grid 簡單的格子點生成器，不對採樣點進行路徑規則校驗，導航不可達位置也將被收集；
- Points Pathing Grid 路徑格子點生成器，採樣點必須是導航可達，需要滿足導航規則校驗；
3.Tests(測試規則)
測試規則的作用爲對採樣生成器找到的採樣點進行打分或剔除，最後從通過所有測試規則的採樣點中找到打分最高的採樣點，即爲EQS查找到的最優結果。當我們在EQS資產中創建好採樣生成器Genetators之後，就可以在Genetators上添加各種Tests,目前引擎提供了一下Tests供使用：
- Distance 距離測試，將採樣點與參照內容進行距離測試，默認是距離越遠分數越高，反之可將ScoringEquation設置爲InverseLinear；
- Dot 點乘測試，用於朝向方位打分，得分區間爲0-1，默認正面爲1背面爲0，可勾選AbsoluteValue，正面、背面爲1，左右兩邊爲0；
- Gameplay Tags 標籤測試，用於根據Tag對採樣點進行類型查詢及剔除；
- Overlap 通道測試，用於根據通道標記對採樣點進行查詢及剔除；
- Pathfinding 尋路測試，將採樣點與導航進行測試，可達則分數1，不可達爲0，會返回一個可達的採樣點；
- Pathfinding Batch 批尋路測試，與上面不同的是它會返回所有可達點，供下個測試項目使用；
- Project 投射測試，用於修正採樣點位置，分爲導航投射和碰撞投射；
- Trace 射線測試，存在遮擋分數爲1，不存在爲0；
- 此外，用戶也可以根據需要自己編寫測試規則。
每個Tests還需設置其TestPurpose,即測試目的，有以下三種：
- Score Only 僅打分，根據規則爲採樣點打分；
- Filter Only 僅篩選，使用規則對採樣點進行踢除，用於縮小測試範圍，將符合篩選條件的進行保留，負責踢除；
- Filter and Score 篩選並打分，綜合上兩種操作。
4.EnvQueryContext(查詢內容)
查詢內容可配置在Genetators或Tests上，在測試節點中，針對不同的測試方式需要選取不同的參照物進行測試參與。Context的功能便是提供參照物，拿採樣得到的每一個點，分別與Context進行測試比較，然後將結果以分數形式標記於採樣點。
EnvQueryContext默認提供了4種參照物返回方式：
- Provide Single Location 提供一個三維向量在測試環節中與採樣點進行比對；
- Provide Single Actor 提供一個Actor在測試環節中與採樣點進行比對；
- Provide Location Set 提供一組Actor在測試環節中與採樣點進行比對；
- Provide Actors Set 提供一組三維向量在測試環節中與採樣點進行比對；
三、EQS使用：
EQS目前在虛幻4引擎中是還一個測試功能，默認並沒有開啓。我們如需使用的話需提前手動開啓引擎EQS功能。具體方法如下：
Edit - Editor Preferences - General - Experimental - AI - Environment Querying System
開啓好後，就可以使用EQS了，具體使用步驟根據前文整理如下：
- 創建AIPawn、AIController及AI行爲樹；
- 創建EQS資產（Environment Query）；
- 在EQS資產中添加採樣生成器Generators用於收集採樣點；
- 根據需求向Generators中添加測試規則及EnvQueryContext；
- 行爲樹中添加EQS查詢節點；
- EQS查詢節點設置對應的EQS資產及結果黑板變量；
- AI行爲樹根據EQS結果黑板變量進行決策。
四、顯示EQS環境信息：
UE4的GameplayDebugger可在編輯器模式下實時顯示特定遊戲數據，我們可以通過它來查看AI在使用EQS時環境查詢的實時信息，包括EQS受擊到了哪些採樣點，以及每個採樣點通過Tests的最終打分結果，十分直觀方便。
可以在Edit - Project Setting - Engine - Gameplay Debugger 進行相關設置。
當項目運行時，把準星對準AI，再按撇號鍵（回車鍵左邊那位），就可以打開Debugger（再按關閉），可以實時顯示某個AI當前的EQS環境信息以及一些運行時狀態和行爲樹執行流。
後續我會繼續深入研究EQS系統，並對相關引擎源碼進行分析，本文會持續更新。