들어가기 앞서
오늘은 최종프로젝트의 중간 발표를 하고 피드백을 받았습니다.
그 중에 행동트리를 사용한 조가 있어서 상태머신과 어떤 점이 다른지 비교해보겠습니다.
오늘 배운 것
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유한 상태 기계(Finite State Machine, FSM)
여러 가지 상태를 가지고 있고, 특정 이벤트에 의해 상태가 변할 수 있는 추상적인 모델.
이는 시스템이 특정 상태에서 어떻게 행동해야 하는지를 정의하고 제어하는 데 사용.-
구성 요소
상태 (States): 시스템이 가질 수 있는 여러 가지 상태를 나타냄.
각 상태는 시스템이 특정 상태에서 수행하는 동작을 정의.이벤트 (Events): 상태 변화를 일으키는 외부 또는 내부에서 발생하는 사건을 나타냄.
이벤트가 발생하면 시스템은 현재 상태에서 새로운 상태로 전이.전이 (Transitions): 상태 변화를 나타내며, 특정 상태에서 특정 이벤트가 발생하면 다른 상태로 전이.
각 전이는 조건에 따라 발생.초기 상태 (Initial State): 시스템의 시작점을 나타내는 상태로, 초기 상태에서 시작하여 이벤트에 따라 다른 상태로 전이.
종료 상태 (Final State): 어떤 동작이 완료되었을 때 시스템이 도달하는 상태로, 종료 상태에 도달하면 시스템은 완료.
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행동 트리
행동 트리는 주로 게임 AI 시스템에서 사용되며, FSM(유한 상태 기계) 및 HFSM(계층적 유한 상태 기계)와 함께 게임 캐릭터의 행동을 효과적으로 제어하는 데 활용.-
FSM과 HFSM의 한계
FSM은 상태와 전이로 구성되어 있어 특정 상태에서의 동작을 정의하고, 전이에 의해 상태가 변경.
HFSM은 FSM을 그룹화하여 계층화하며 상태의 재사용성을 높임.
그러나 HFSM도 상태를 모듈화하는 데 제한이 있음. -
행동 트리의 등장
행동 트리는 복잡한 상황에서의 게임 AI를 모델링하기 위한 디자인 패턴으로 등장.
BT는 트리 구조를 가지며, 각 노드는 특정 동작 또는 조건을 나타냄. -
BT 노드 종류
- Action Node(액션 노드): 특정 동작을 나타내며, 실행 결과에 따라 성공 또는 실패를 반환.
- Composite Node(복합 노드): 여러 하위 노드를 조합하여 복잡한 동작을 만듬. ex) Sequence와 Selector
- Decoration Node(장식 노드): 조건을 나타내며, 자식 노드의 실행을 제어하고 영향을 끼침.
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스택 구조와 실행 흐름
행동 트리는 스택 구조를 사용하여 동작하며, Action 노드의 실행 결과에 따라 스택을 조작.
스택을 통해 실행 흐름을 관리하며 동적인 상황에 대응할 수 있음. -
Conditional Aborts(조건부 취소)
동작 중인 노드를 외부에서 강제로 중단시키는 방법으로, Composite 노드에 구현되어 있음.
종료 조건을 감시하여 동적으로 실행 흐름을 제어. -
Decorator Task(장식자 태스크)
조건을 나타내는 데 사용되며, 자식 노드의 실행을 제어하고 확장성을 높임.
Probability, TimeOut 등이 사용. -
Unity에서의 활용
Unity에서는 Behavior Designer, NodeCanvas 등의 에셋을 통해 행동 트리를 구현할 수 있음.
이를 통해 게임 캐릭터의 지능적인 행동을 쉽게 제어.
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기억 할 것
- 상태머신을 사용한 이유
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행동 트리는 복잡한 행동 패턴을 나타내기 위한 구조이며,많지 않은 행동들을 정의하는데에는 새로운 상태나 동작을 추가하거나 기존의 것을 간단하게 수정하기 편하고 이미 배운적이 있는 상태머신을 사용하였습니다.
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상태머신은 시스템이 다양한 상태에 있을 때 각 상태에서 어떤 동작이 발생하는지 명확하게 모델링할 수 있습니다. 간단한 행동 로직을 구성할 것이므로 상태 머신이 디버깅 및 코드 가독성 측면에서 더 편할 수 있다고 느꼈습니다.
내일 할 일
- 엘리트 몬스터 만들기
예시
