状態で切り替える

判断には「今は追跡モード、今は逃走モード」のように、丸ごと切り替わるものもある。見回す、追う、散る。そういう排他的なモードを状態として持って、条件で次の状態へ遷移させるのが有限状態機械、FSM。

状態の正体は、ただの番号ひとつ。0 が追跡、1 が散開、2 が怯え。タイマーが尽きるたびに次へ進めて、% 3 で 0 に巻き戻す。番号を濃淡に写すと、今どのモードかが色で読める。

横帯が三つの状態で、白丸がいる帯が今のモード。タイマーが尽きるたびに丸が次の帯へ降りて、いちばん下まで来たら一番上へ戻る。遷移はこの (state + 1) % 3 一行で、状態どうしの遷移を一周のリングに固定している。

状態が決めるのは振る舞いの中身。同じ「標的との距離」を見ても、追跡なら近づく向きを選び、散開なら遠ざかる向きを選ぶ。隣のマスを評価する点数の符号を、状態で反転させる。

const dist = Math.hypot(nx - target.x, ny - target.y)
// 追跡(0)は距離を縮めたい→ -dist、散開(1)は離れたい→ +dist
let score = state === 0 ? -dist : dist
// 怯え(2)は乱数を混ぜて、向きが定まらず逃げ惑う
if (state === 2) score = -dist + Math.random() * 6

四方向それぞれの点数を出して、いちばん高い向きへ一歩進む。状態が変わると同じ距離から逆の符号が出るので、追っていた点が次の瞬間には逃げ出す。下は一匹を開いた格子に置いて、状態を色で、向いた先を線で示す。

濃い鬼（追跡）は標的の格子マスへ寄っていき、中間調になった瞬間（散開）に向きを変えて離れ、薄い鬼（怯え）はふらふらと定まらずに動く。同じ評点ループが、状態の番号ひとつで追う／逃げる／惑うを切り替えている。標的は濃い四角で、鬼が追える状態のときだけ間合いが詰まる。

壁を加えて鬼を四匹に増やすと、迷路を別々のモードで巡る群れになる。各鬼が自分の状態とタイマーを独立に持つので、追う鬼と散る鬼と惑う鬼が同じ盤に混ざる。

四匹がそれぞれ別のタイマーで状態を回すので、ある鬼が標的の薄い丸へ詰めているあいだに、別の鬼は壁を伝って遠ざかり、輪郭だけの鬼はあてどなく曲がる。壁の open を評点の前提に挟んでいるので、通れる隣だけを候補にして迷路を抜ける。状態の番号と切り替えのタイマー、それと評点の符号だけで、四匹が違うモードで同じ盤を巡る。