TIL_084 : AI Blackboard/Behavior Tree

김펭귄·2025년 12월 18일

C++TIL unreal

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1. AI 블랙보드

AI Behavior Tree와 관련하여 칠판같이 정보를 저장하고 사용하는 곳

좌측의 키는 변수 같은것으로 원하는 키(변수)를 저장
각 키에 대해 우측 디테일 패널에서 설정
- Entry Name : 이름
- Category : 키들을 범주화 할 수 있는 카테고리
- Description : 키 설명
- key type : 키 자료형
- Default value : 초기화 값
- Base class : base class 계열만 받도록 설정
- Instance synced : 체크하면 다른 ai 인스턴스끼리 해당 키값을 공유
- Parent : 상속받을 부모 블랙보드

1.1. AI 컨트롤러에 블랙보드 등록

// MyAIController.h
UCLASS()
class MYAI_API AMyAIControllerAIController : public AAIController
{
	GENERATED_BODY()
    
public:
	FORCEINLINE UBlackboardComponent* GetBlackboardComp() const 
    { return BlackboardComp; }

protected:
	UPROPERTY(VisibleAnywhere, BlueprintReadOnly, Category = "AI")
	UBlackboardComponent* BlackboardComp;
};

// MyAIController.cpp
#include "BehaviorTree/BlackboardComponent.h"

AMyAIController::AMyAIController()
{
	// ... //
	BlackboardComp = CreateDefaultSubobject<UBlackboardComponent>(TEXT("BB"));
}

void AMyAIController::BeginPlay()
{
	Super::BeginPlay();

	if (BlackboardComp)
	{
		BlackboardComp->SetValueAsBool(TEXT("CanSeeTarget"), false);
		BlackboardComp->SetValueAsBool(TEXT("IsInvestigating"), false); 
	}
}

다른 컴포넌트처럼 속성으로 가지고, 생성자에서 생성
SetValueAs~(키이름, 값) : 블랙보드에서 만든 키에 값 설정하는 함수
컨트롤러 블루프린트에서 BlackBoard 연결

1.2. Perception과 연동

void AMyAIController::OnPerceptionUpdated(AActor* Actor, FAIStimulus Stimulus)
{
	if (Actor->IsA<AMyCharacter>() == false || !BlackboardComp)
		return;

	if (Stimulus.WasSuccessfullySensed())
	{
		BlackboardComp->SetValueAsObject(TEXT("TargetActor"), Actor);
		BlackboardComp->SetValueAsBool(TEXT("CanSeeTarget"), true);
		BlackboardComp->SetValueAsVector(TEXT("TargetLastKnownLocation"), 
        										Actor->GetActorLocation());
		BlackboardComp->SetValueAsBool(TEXT("IsInvestigating"), false);
	}
	else
	{
		BlackboardComp->SetValueAsBool(TEXT("CanSeeTarget"), false);
		BlackboardComp->SetValueAsBool(TEXT("IsInvestigating"), true);
	}
}

인지 상태가 바뀌면 불리는 OnPerceptionUpdated함수를 통해 블랙보드에서 값을 수정

2. Behavior Tree

AI의 행동을 결정해줄 트리

Node로 크게 Selector, Sequence, Simple Parallel이 존재

2.1. Selector

해당 자식 노드들을 왼쪽에서부터 오른쪽으로 실행
if-else문처럼 첫 번재 자식 노드가 실패하면 오른쪽 노드로 넘어감
자식 노드 실행 중 성공하면 오른쪽으로 더 안가고 다시 자기자신으로 돌아옴
자식 노드 중 하나라도 성공하면 selector도 성공한거고, 자식들이 다 실패하면 본인도 실패한 것

2.2. Sequence

마찬가지로 자식노드를 왼쪽에서 오른쪽으로 실행
자식 노드가 성공하면 그 다음 오른쪽 자식도 실행함
실행하다 실패하면, 오른쪽으로 더 안가고 자기 자신으로 돌아옴
모든 자식들이 다 성공해야 본인도 성공인거고, 하나라도 실패하면 실패

2.3. Simple Parallel

왼쪽 보라색이 main task, 오른쪽 회색이 background
main task를 실행시키면서 동시에 background 브랜치를 동시에 실행
디테일 창에 Finish Mode관련하여 2가지 옵션이 존재
- Intermediate : 메인 성공 시 즉시 백그라운드도 종료
- Delayed : 메인 성공해도 백그라운드가 끝날때까지 기다림

2.4. 블랙보드와 연결

우클릭하여 연결

이 Decorator가 조건을 걸어주는 역할. 여러 개도 가능
디테일 패널
- Notify Observer : On Result Change로 하면, 값이 바뀔 때 Notify됨.
  On Value Change이면, 동일한 값으로 바뀌어도 Notify 됨
- Observer aborts : 데코레이터 조건이 바뀌어 Task 멈춰야 할 때 어떻게 할 것인지
  - None : Task 마저 수행
  - Self: 현재 브랜치(자신의 하위)만 중단
  - Lower Priority: 우선순위 낮은(오른쪽) 브랜치 중단
  - Both: Self + Lower Priority 모두 중단
- Key Query : Is Set이면 블랙보드 키에 값이 설정되어 있어야 참을 반환.
  Is Not Set이면 값이 없거나 false이거나 초기화 되어 있으면 참 반환

하고 조건이 참이면 Task를 실행

3. 컨트롤러에 연결

// MyController.h
UPROPERTY(EditDefaultsOnly, Category = "AI")
UBehaviorTree* BehaviorTreeAsset;

// MyController.cpp
void AMyAIController::BeginPlay()
{
	Super::BeginPlay();
	RunBehaviorTree(BehaviorTreeAsset);
}

Behavior Tree를 처음 시작해줄 함수가 필요함. RunBehaviorTree함수를 통해 시작
컨트롤러에 연결

3.1. AI Behavior Tree 상태 확인

PIE로 실행 후, Behavior Tree를 켜놓으면 실시간으로 현재 AI상태를 확인 가능

아직 플레이어 감지 못 해 ROOT에 위치	플레이어 감지 하여 이후 노드들 실행

4. 원하는 Task 만들기

BTTaskNode를 상속받아 원하는 커스텀 Task를 생성 가능

// header
#pragma once

#include "CoreMinimal.h"
#include "BehaviorTree/BTTaskNode.h"
#include "BTTask_FindRandomLocation.generated.h"

UCLASS()
class SPARTAAI_API UBTTask_FindRandomLocation : public UBTTaskNode
{
	GENERATED_BODY()

public:
    UBTTask_FindRandomLocation();

protected:
    virtual EBTNodeResult::Type ExecuteTask
    	(UBehaviorTreeComponent& OwnerComp, uint8* NodeMemory) override;

    // 결과를 저장할 Blackboard 키
    UPROPERTY(EditAnywhere, Category = "Blackboard")
    struct FBlackboardKeySelector LocationKey;

    UPROPERTY(EditAnywhere, Category = "Search", meta = (ClampMin = "100.0"))
    float SearchRadius = 1000.0f;
};

사진과 같이 새로운 Task가 생성됨

	디테일 창에 구현한 속성들 존재.

// cpp
#include "Course/BTTask_FindRandomLocation.h"
#include "BehaviorTree/BehaviorTreeComponent.h"
#include "BehaviorTree/BlackboardComponent.h"
#include "AIController.h"
#include "NavigationSystem.h"

UBTTask_FindRandomLocation::UBTTask_FindRandomLocation()
{
	// 해당 Node 이름 설정
    NodeName = TEXT("Find Random Location");

    // 벡터값을 저장가능한 블랙보드의 키들만 Location Key에 필터링됨
    LocationKey.AddVectorFilter(this, 
    							GET_MEMBER_NAME_CHECKED(UBTTask_FindRandomLocation, 
                                					    LocationKey));
}

EBTNodeResult::Type UBTTask_FindRandomLocation::ExecuteTask(/**/)
{
    // 컨트롤러, Pawn, 네비게이션 시스템 가져오기
    AAIController* AIController = OwnerComp.GetAIOwner();
    if (!AIController) return EBTNodeResult::Failed;
    APawn* MyPawn = AIController->GetPawn();
    if (!MyPawn) return EBTNodeResult::Failed;
    UNavigationSystemV1* NavSystem = UNavigationSystemV1::GetCurrent(GetWorld());
    if (!NavSystem) return EBTNodeResult::Failed;

    // 랜덤 위치 찾기
    FNavLocation RandomLocation;
    bool bFound = NavSystem->GetRandomReachablePointInRadius(
        MyPawn->GetActorLocation(),  
        SearchRadius,                
        RandomLocation               // 결과를 여기에 저장
    );

    // Blackboard 키에 저장
    UBlackboardComponent* BlackboardComp = OwnerComp.GetBlackboardComponent();
    if (BlackboardComp)
    {
        // 디테일 창에서 설정한 Location Key 이름을 이용해 저장
        BlackboardComp->SetValueAsVector(LocationKey.SelectedKeyName, 
            								 RandomLocation.Location);
        return EBTNodeResult::Succeeded;  
    }

    return EBTNodeResult::Failed;  
}