三十五 格斗多样性
叶蒙讲解道，“格斗水平也就是格斗控制算法的策略水平，这种水平是可以量化的，就像超级围棋算法aialphago的围棋水平就有具体的分数。”
“这里需要强调的是，对我而言，观赏性并不太需要刻意去追求，比如速度感这种指标，我希望的也只是用尽量简单的镜头来将动作原本画面展示出来。在其他方面同样也如此，我们只需要提高格斗者格斗水平，观赏性自然就会提高。”
“真的么？可是真实格斗的观赏性并不如影视格斗，超机动格斗也是以战胜对方为目的的，它的观赏性真的比得过刻意设计动作的影视打斗么？”太明珠不禁怀疑道。
“真实格斗观赏性不高是因为人体推重比低，实用的动作都是那些动作幅度小的动作，不能像影视格斗动作那样大开大合，而且由于人的反应不够快，在实际格斗中就很难进行多次连续交手而不被击中，往往大几招就要停下。另外这些因素也导致了真实格斗速度感远远不如影视格斗。”
但这些缺点在超机动格斗中通通没有，前面介绍了，超机动格斗中人体推重比很大，动作幅度更是达到人体极限，另外只要目标函数设置得当，也能够实现多次连续无伤交手，而超机动格斗本身速度就很快，速度感达到肉眼极限也不是问题。这些东西共同决定了超机动格斗的观赏性都不低。
至于为什么提高格斗水平能提高观赏性，这就好比真实格斗或者体育运动，高水平运动员比赛总体上都是比低水平运动员比赛更好看的。
“这其中的原理大概是，在给定的运动框架下，水平越高的运动越有序，这种有序性就会表现出美感，或者说观赏性是运动水平的附带表现。所以我们不必刻意追寻超机动格斗的观赏性，只要尽量提高算法格斗水平就行。”
“观赏性是运动水平的附带表现，”太明珠重复了下这句话，然后笑了笑，“你总是不经意间就能说出有哲理的话。那么之前你说速度感和格斗水平两个指标能覆盖网上绝大多数关于格斗观赏性的指标，具体怎么证明呢？”
“没法证明，毕竟网上的各种指标都没有明确定义，不过我相信我的判断是对的。”
“哈哈这可不像你的风格，之前你对超机动格斗与动漫格斗的三个不同点都花了大量时间证明。”太明珠笑道。
叶蒙也笑了笑，“也不能指望什么都理论证明，用事实证明也可以，等超机动格斗画面做出来就知道这点对不对了。另外，前面说的第三个的不同点其实还未完全证明，现在我们继续。”
“之前已经说明了在格斗靠近过程和分离过程中，人体会一直大倾角倾斜，并处于加速和减速之中，那么接下来就说说在交错窗口内人体动作到底是什么样的。当然，说的仍是动作特征。”
由于超机动格斗基本都是采用交错方式，所以在交错中一般采用挥砍的攻击方式，很少有往侧方直接刺，因为挥砍时兵器运动轨迹是一个平面，而刺的轨迹只是一条线，但由于攻击的是快速移动目标，所以前者命中概率要远大于后者。
挥砍动作大致有两种方向，一种是水平的，一种是带倾角的，但很少有竖直的，除非是在复杂地形中，一方跑到另一方上方。
“而挥砍时基本只有一只脚着地或者双脚都腾空，双脚同时着地的情况也基本不存在，原因在前面也说了。不管是单脚着地还是都不着地，在超机动格斗中做挥砍都是极其容易翻车的，所以此时最重要的问题就是如何保持平衡。”
首先以单脚着地的右手挥砍为例，此时如果右手从后往前挥砍，那其造成的巨大反向力矩就会让整个身体进行明显的顺时针转动，从而改变重心位置，那么接下来重力相对于支撑脚的力矩就大概率会让身体翻倒。
解决这个问题方法大概有两种。
一种是预估重心变化，在挥砍之前，并在支撑脚落地之前就调整落地点以及支撑腿角度，使得挥砍后变化的重心产生的重力矩仍不足以让身体发生明显翻转。
“由于人体每个环节的转动都会与全身几乎所有环节耦合，要实现上述目的需要对上百组方程进行多次迭代才能实现，很不容易，但这也是机器人研究的核心工作，你知道怎么处理。”叶蒙对太明珠说道。
太明珠也点点头，“明白，这种具体技术就不用细说了，你讲讲技术路线就行。”
“第二种方法是尽量阻止身体转动。对应措施为提前调整步伐，保证之后要挥砍时也是右脚着地，并且让右脚提前往右移，使得落脚点相比原来往右移，另外膝盖也往右转，这样支撑腿落地后支撑力就会给身体一个逆时针旋转力矩，与右手挥砍产生的顺时针反向力矩抵消。”
第二种方法总体上更简单一点，但是这种方法阻止了身体转动，却没阻止手臂转动，相当于人体整体是旋转起来的，按照动能定理，增加的转动动能来自移动动能的损失，所以采用第二种方法会让移速减速，这算是代价。
至于两种方法如何选择，就得看实际情况了，或者干脆只选其中一种，让算法强行算就行。
“ok，你继续。”太明珠点点头。
“然后就是双脚腾空挥砍动作。这种动作其实比单脚挥砍动作威力更大，因为它不像单脚腾空动作那样手臂转副受限，可以充分旋转身体，让兵器挥动速率达到很高速度，提升威力。”
具体做法类似上述第二种方法，只不过落脚相反，比如在上述例子中落脚为右脚，那么这里就是左脚，然后也是让左脚外移，增大支撑力阻力矩，将身体移速转化为转速。
在身体刚开始旋转时手臂先不要挥动兵器，而是先将手臂和兵器往旋转方向逆向收起，有点像打棒球之前将球棒往后收起来。
另外要先将身体沿转轴尽量收缩，减小转动惯量，增大转速，等身体转一两圈再迅速将往后收的手臂和兵器挥出来，像条鞭子一样甩出去。
这种腾空攻击需要人像陀螺一样旋转起来，所以也可以叫陀螺攻击。它的威力大，但是速度损耗更多，需要比单脚攻击方式更早做出攻击，另外在旋转期间由于角动量守恒，动作不好改出，所以陀螺攻击一般只在处于明显优势下使用。
“刚才你说了交错期间有单脚和腾空攻击，兵器挥砍方向有水平和斜着的两种，那组合起来也就四种动作，超机动格斗交手动作就只有这么多么？”太明珠说道。
“当然不止。”
叶蒙笑了笑，
“这只是两种基本动作，实际动作还有很多类，分为多个方面，一：正手攻击或反手攻击，二：交错瞬间格斗者正面朝向与移速夹角，三：攻击/防守/躲避，四：兵器攻击或踢腿攻击，五：双方身体与双方连线夹角，六：复杂地形中交错时的双方位姿与速度，七：兵器种类与长短，八：格斗者体型，九：直接攻击或佯攻，十：脚撑地动作与手撑地动作，十一，抓取环境物体动作。这些方面即便相互间不完全独立，但组合起来的动作种类也有近乎无限多种。”
太明珠想了想，这些情况加起来的确非常多，但是好像有什么地方不太对劲。她干脆不想了，直接将心中疑惑说出来。
“我知道你的疑惑，这些分类标准几乎没有哪个是按格斗者肢体动作来分类的，这样是不是超机动格斗动作种类要比影视格斗种类更少？”
太明珠点点头。
所谓按格斗者肢体动作种类分类，和超机动格斗算法模型有关。这种算法叫做强化学习，其依赖的基本模型叫马尔科夫链，它是一种状态——动作——状态——...的过程链。状态是每个时刻格斗者整体位移和速度，以及每个关节的转角和转速，动作是在两个状态之间的时间段内，格斗者所有关节力矩的时间轨迹。
马尔科夫链里的动作是物理上力矩，而非平时人们所认为的动作。而后者这种常规动作大致可以看做马尔科夫链中每个状态加上对应动作之和，注意这里的状态是格斗双方状态的组合，但对应动作只是格斗者自身的动作。
在一般影视格斗中，格斗者经常贴身持续格斗。这样的话，对于不同的状态组合，格斗者动作几乎都是不同的。
但是超机动格斗中双方难以持续贴身交手，经常会分开，分开后的格斗者动作和对方动作的相关性就不那么强了。那么，对于不同的状态组合，格斗者动作就有可能是重复的。
“所以，与同样是高机动的动漫格斗相比，超机动格斗的动作种类的确会少一些。”叶蒙总结道。
“啊？”太明珠惊讶道，“费了这么大劲研究超机动格斗，结果动作种类还减少了？”
“没办法，影视格斗不太考究物理性，相当于受到的限制少，它的状态空间是将考究物理性的超机动格斗状态空间也包含进去的，所以动作多样性更大也是正常的。”
叶蒙答道，但他又话锋一转，
“不过，超机动格斗动作几乎都与影视格斗不同，对观众而言都是新动作，等超机动格斗画面放出来后，观众们会喜欢的。而且观众们看格斗视频在乎的可不是格斗多样性，而是有没有动作重复。”
“这俩有区别么？”太明珠问道。
“对于单个格斗视频而言，多样性和有没有重复区别很大。不管是影视格斗还是超机动格斗，状态空间都是近乎无穷大的，一个视频中顶展现其中的一小部分动作，这样动作与动作之间重复的概率就很低。”
而且，影视格斗动作是认为设计的，人很难手动穷尽所有动作，连穷尽大部分都不能，但超机动格斗却可以通过调节算法，将几乎所有动作遍历，所以最终能展现出来超机动格斗动作种类未必比影视格斗动作种类少多少。
“更何况，现在讲的只是双人超机动格斗，以后还会有多人格斗、飞行格斗和法术格斗，动作状态空间只会越来越大。”
太明珠笑了笑，“还是你想的全面。”
不想叶蒙又说道，“还没完。超机动格斗的应用可不只这些，更重要的是超机动格斗动作是用算法自动生成的，以后可以做成软件放到市场上，让任何人都能设计精彩的格斗视频。”
“哈哈你这是要让动作设计师都失业啊。”
“也未必，影视格斗除了打斗，还需要考虑情节，这是算法暂时做不到的，所以超机动格斗算法更可能成为动作设计师助手。”
叶蒙接着说道，
“另外超机动格斗也能做成游戏，让玩家真正像武侠或玄幻影视那样格斗，不再玩血条游戏。”
叶蒙描绘的超机动格斗应用前景的确很诱人，但太明珠仍有疑问，便笑着问道，
“超机动格斗游戏主要是用于体感仪游戏吧？玩家就算穿着内骨骼能达到这么高机动性，但怎样像算法控制的格斗者那样做到连续多回合交手呢？”
“那是另一个话题了，确定要放在今晚讲么？超机动格斗特征都还没说完呢。”叶蒙笑了笑。
“好吧，超机动格斗暂时还用不到游戏上，那你继续吧。只不过你又给我挖坑了，再加上刚才你说的多人格斗、飞行格斗和法术格斗，这坑还不止一个。”太明珠忿忿道。
“放心放心，坑都能填上的嘿嘿。”
“那接着讲吧，太大博士，咱讲到哪了？”
“这里需要强调的是，对我而言，观赏性并不太需要刻意去追求，比如速度感这种指标，我希望的也只是用尽量简单的镜头来将动作原本画面展示出来。在其他方面同样也如此，我们只需要提高格斗者格斗水平，观赏性自然就会提高。”
“真的么？可是真实格斗的观赏性并不如影视格斗，超机动格斗也是以战胜对方为目的的，它的观赏性真的比得过刻意设计动作的影视打斗么？”太明珠不禁怀疑道。
“真实格斗观赏性不高是因为人体推重比低，实用的动作都是那些动作幅度小的动作，不能像影视格斗动作那样大开大合，而且由于人的反应不够快，在实际格斗中就很难进行多次连续交手而不被击中，往往大几招就要停下。另外这些因素也导致了真实格斗速度感远远不如影视格斗。”
但这些缺点在超机动格斗中通通没有，前面介绍了，超机动格斗中人体推重比很大，动作幅度更是达到人体极限，另外只要目标函数设置得当，也能够实现多次连续无伤交手，而超机动格斗本身速度就很快，速度感达到肉眼极限也不是问题。这些东西共同决定了超机动格斗的观赏性都不低。
至于为什么提高格斗水平能提高观赏性，这就好比真实格斗或者体育运动，高水平运动员比赛总体上都是比低水平运动员比赛更好看的。
“这其中的原理大概是，在给定的运动框架下，水平越高的运动越有序，这种有序性就会表现出美感，或者说观赏性是运动水平的附带表现。所以我们不必刻意追寻超机动格斗的观赏性，只要尽量提高算法格斗水平就行。”
“观赏性是运动水平的附带表现，”太明珠重复了下这句话，然后笑了笑，“你总是不经意间就能说出有哲理的话。那么之前你说速度感和格斗水平两个指标能覆盖网上绝大多数关于格斗观赏性的指标，具体怎么证明呢？”
“没法证明，毕竟网上的各种指标都没有明确定义，不过我相信我的判断是对的。”
“哈哈这可不像你的风格，之前你对超机动格斗与动漫格斗的三个不同点都花了大量时间证明。”太明珠笑道。
叶蒙也笑了笑，“也不能指望什么都理论证明，用事实证明也可以，等超机动格斗画面做出来就知道这点对不对了。另外，前面说的第三个的不同点其实还未完全证明，现在我们继续。”
“之前已经说明了在格斗靠近过程和分离过程中，人体会一直大倾角倾斜，并处于加速和减速之中，那么接下来就说说在交错窗口内人体动作到底是什么样的。当然，说的仍是动作特征。”
由于超机动格斗基本都是采用交错方式，所以在交错中一般采用挥砍的攻击方式，很少有往侧方直接刺，因为挥砍时兵器运动轨迹是一个平面，而刺的轨迹只是一条线，但由于攻击的是快速移动目标，所以前者命中概率要远大于后者。
挥砍动作大致有两种方向，一种是水平的，一种是带倾角的，但很少有竖直的，除非是在复杂地形中，一方跑到另一方上方。
“而挥砍时基本只有一只脚着地或者双脚都腾空，双脚同时着地的情况也基本不存在，原因在前面也说了。不管是单脚着地还是都不着地，在超机动格斗中做挥砍都是极其容易翻车的，所以此时最重要的问题就是如何保持平衡。”
首先以单脚着地的右手挥砍为例，此时如果右手从后往前挥砍，那其造成的巨大反向力矩就会让整个身体进行明显的顺时针转动，从而改变重心位置，那么接下来重力相对于支撑脚的力矩就大概率会让身体翻倒。
解决这个问题方法大概有两种。
一种是预估重心变化，在挥砍之前，并在支撑脚落地之前就调整落地点以及支撑腿角度，使得挥砍后变化的重心产生的重力矩仍不足以让身体发生明显翻转。
“由于人体每个环节的转动都会与全身几乎所有环节耦合，要实现上述目的需要对上百组方程进行多次迭代才能实现，很不容易，但这也是机器人研究的核心工作，你知道怎么处理。”叶蒙对太明珠说道。
太明珠也点点头，“明白，这种具体技术就不用细说了，你讲讲技术路线就行。”
“第二种方法是尽量阻止身体转动。对应措施为提前调整步伐，保证之后要挥砍时也是右脚着地，并且让右脚提前往右移，使得落脚点相比原来往右移，另外膝盖也往右转，这样支撑腿落地后支撑力就会给身体一个逆时针旋转力矩，与右手挥砍产生的顺时针反向力矩抵消。”
第二种方法总体上更简单一点，但是这种方法阻止了身体转动，却没阻止手臂转动，相当于人体整体是旋转起来的，按照动能定理，增加的转动动能来自移动动能的损失，所以采用第二种方法会让移速减速，这算是代价。
至于两种方法如何选择，就得看实际情况了，或者干脆只选其中一种，让算法强行算就行。
“ok，你继续。”太明珠点点头。
“然后就是双脚腾空挥砍动作。这种动作其实比单脚挥砍动作威力更大，因为它不像单脚腾空动作那样手臂转副受限，可以充分旋转身体，让兵器挥动速率达到很高速度，提升威力。”
具体做法类似上述第二种方法，只不过落脚相反，比如在上述例子中落脚为右脚，那么这里就是左脚，然后也是让左脚外移，增大支撑力阻力矩，将身体移速转化为转速。
在身体刚开始旋转时手臂先不要挥动兵器，而是先将手臂和兵器往旋转方向逆向收起，有点像打棒球之前将球棒往后收起来。
另外要先将身体沿转轴尽量收缩，减小转动惯量，增大转速，等身体转一两圈再迅速将往后收的手臂和兵器挥出来，像条鞭子一样甩出去。
这种腾空攻击需要人像陀螺一样旋转起来，所以也可以叫陀螺攻击。它的威力大，但是速度损耗更多，需要比单脚攻击方式更早做出攻击，另外在旋转期间由于角动量守恒，动作不好改出，所以陀螺攻击一般只在处于明显优势下使用。
“刚才你说了交错期间有单脚和腾空攻击，兵器挥砍方向有水平和斜着的两种，那组合起来也就四种动作，超机动格斗交手动作就只有这么多么？”太明珠说道。
“当然不止。”
叶蒙笑了笑，
“这只是两种基本动作，实际动作还有很多类，分为多个方面，一：正手攻击或反手攻击，二：交错瞬间格斗者正面朝向与移速夹角，三：攻击/防守/躲避，四：兵器攻击或踢腿攻击，五：双方身体与双方连线夹角，六：复杂地形中交错时的双方位姿与速度，七：兵器种类与长短，八：格斗者体型，九：直接攻击或佯攻，十：脚撑地动作与手撑地动作，十一，抓取环境物体动作。这些方面即便相互间不完全独立，但组合起来的动作种类也有近乎无限多种。”
太明珠想了想，这些情况加起来的确非常多，但是好像有什么地方不太对劲。她干脆不想了，直接将心中疑惑说出来。
“我知道你的疑惑，这些分类标准几乎没有哪个是按格斗者肢体动作来分类的，这样是不是超机动格斗动作种类要比影视格斗种类更少？”
太明珠点点头。
所谓按格斗者肢体动作种类分类，和超机动格斗算法模型有关。这种算法叫做强化学习，其依赖的基本模型叫马尔科夫链，它是一种状态——动作——状态——...的过程链。状态是每个时刻格斗者整体位移和速度，以及每个关节的转角和转速，动作是在两个状态之间的时间段内，格斗者所有关节力矩的时间轨迹。
马尔科夫链里的动作是物理上力矩，而非平时人们所认为的动作。而后者这种常规动作大致可以看做马尔科夫链中每个状态加上对应动作之和，注意这里的状态是格斗双方状态的组合，但对应动作只是格斗者自身的动作。
在一般影视格斗中，格斗者经常贴身持续格斗。这样的话，对于不同的状态组合，格斗者动作几乎都是不同的。
但是超机动格斗中双方难以持续贴身交手，经常会分开，分开后的格斗者动作和对方动作的相关性就不那么强了。那么，对于不同的状态组合，格斗者动作就有可能是重复的。
“所以，与同样是高机动的动漫格斗相比，超机动格斗的动作种类的确会少一些。”叶蒙总结道。
“啊？”太明珠惊讶道，“费了这么大劲研究超机动格斗，结果动作种类还减少了？”
“没办法，影视格斗不太考究物理性，相当于受到的限制少，它的状态空间是将考究物理性的超机动格斗状态空间也包含进去的，所以动作多样性更大也是正常的。”
叶蒙答道，但他又话锋一转，
“不过，超机动格斗动作几乎都与影视格斗不同，对观众而言都是新动作，等超机动格斗画面放出来后，观众们会喜欢的。而且观众们看格斗视频在乎的可不是格斗多样性，而是有没有动作重复。”
“这俩有区别么？”太明珠问道。
“对于单个格斗视频而言，多样性和有没有重复区别很大。不管是影视格斗还是超机动格斗，状态空间都是近乎无穷大的，一个视频中顶展现其中的一小部分动作，这样动作与动作之间重复的概率就很低。”
而且，影视格斗动作是认为设计的，人很难手动穷尽所有动作，连穷尽大部分都不能，但超机动格斗却可以通过调节算法，将几乎所有动作遍历，所以最终能展现出来超机动格斗动作种类未必比影视格斗动作种类少多少。
“更何况，现在讲的只是双人超机动格斗，以后还会有多人格斗、飞行格斗和法术格斗，动作状态空间只会越来越大。”
太明珠笑了笑，“还是你想的全面。”
不想叶蒙又说道，“还没完。超机动格斗的应用可不只这些，更重要的是超机动格斗动作是用算法自动生成的，以后可以做成软件放到市场上，让任何人都能设计精彩的格斗视频。”
“哈哈你这是要让动作设计师都失业啊。”
“也未必，影视格斗除了打斗，还需要考虑情节，这是算法暂时做不到的，所以超机动格斗算法更可能成为动作设计师助手。”
叶蒙接着说道，
“另外超机动格斗也能做成游戏，让玩家真正像武侠或玄幻影视那样格斗，不再玩血条游戏。”
叶蒙描绘的超机动格斗应用前景的确很诱人，但太明珠仍有疑问，便笑着问道，
“超机动格斗游戏主要是用于体感仪游戏吧？玩家就算穿着内骨骼能达到这么高机动性，但怎样像算法控制的格斗者那样做到连续多回合交手呢？”
“那是另一个话题了，确定要放在今晚讲么？超机动格斗特征都还没说完呢。”叶蒙笑了笑。
“好吧，超机动格斗暂时还用不到游戏上，那你继续吧。只不过你又给我挖坑了，再加上刚才你说的多人格斗、飞行格斗和法术格斗，这坑还不止一个。”太明珠忿忿道。
“放心放心，坑都能填上的嘿嘿。”
“那接着讲吧，太大博士，咱讲到哪了？”
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