AI 이동의 기초
- 경로 탐색(Pathfinding)
- 목표 지점까지 이동 경로를 계산하는 알고리즘 혹은 기법
- 주로 AI가 장애물을 피해 효율적인 경로를 찾을 때 사용
- NavMesh
- 게임 월드에서 이동할 수 있는 영역을 메쉬 형태로 표현한 것
- AI가 이 NavMesh 위에서 경로 탐색을 수행
- AIController
- 게임 속 AI를 제어하는 주체로, Pawn이나 Character과 상호 작용하여 행동을 결정
- AI의 의사결정 로직을 담고, Behavior Tree나 Perception등을 관리
내비게이션 시스템 : 맵 위의 지형 정보를 스캔하여 이동 가능한 구역과 장애물 계산을 자동으로 하고, 이 정보를 가지고 최적의 이동 경로를 탐색하는 시스템
1. 순찰
- 먼저 AI 캐릭터는 NavMesh 위에서만 이동할 수 있기 때문에 NavMesh를 먼저 깔아주고 약간의 장애물을 추가
- NavMesh를 깔고 'p'를 누르면 사진처럼 이동할 수 있는 공간을 초록색으로 표시해준다
- AI 캐릭터가 이동할 목적지인
Target Point도 추가- 빨간 원 안에 있는 것
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- 그 다음 AI 캐릭터는
Character클래스를, AIController는AIController클래스를 상속받아서 생성하면 된다- AI 캐릭터는 자신이 이동할 Target Point를 가지고 있어야 해당 지점들을 순찰할 수 있음
TArray<AActor*> PetrolPoints;UPROPERTY()를 했기 때문에 AI 캐릭터마다 에디터에서 수정하면 됨
AIContollerClass = AEnemyAIController::StaticClass();- 사용할 AIController를 설정 => 다른 동작을 하는 여러 AIController를 만들면 게임 상황에 맞게 AI 캐릭터의 동작을 조절할 수 있을 듯
AutoPossessAI = EAutoPossessAI::PlacedInWorldOrSpawned;- 언제 AIController가 빙의될 지 설정
- AI 캐릭터는 자신이 이동할 Target Point를 가지고 있어야 해당 지점들을 순찰할 수 있음
- AIController는 이 AI 캐릭터에 빙의를 하고, 움직이도록 한다
OnPossess(APawn* InPawn)은 AIController가 AI 캐릭터에 빙의되는 순간 호출되는 함수- Behavior Tree/Blackboard 초기화나 빙의되는 AI 캐릭터의 초기값을 설정할 수도 있을 듯
- AI Controller는 AI 캐릭터를 Target Point까지 이동시켜야 하는데, 이때 언리얼 엔진에 이미 구현되어 있는
MoveToActor()함수를 사용 - 그리고 MoveToActor()가 수행되었을 때 호출되는
OnMoveCompleted()함수를 통해 계속해서 다음 Target Point로 이동할 수 있도록 함
MoveToActor()
- 함수 시그니처
AcceptanceRadius: AI 캐릭터와 목표 지점사이의 오차 범위 정도로 생각하면 된다- 이 값이 0.0f이면 목표 지점과 AI 캐릭터가 완전히 겹쳐야 하고 default인 5.0f이면 5cm 차이가 나도 도착했다고 간주
FilterClass: 특정 네비게이션 필터 적용 (예: 특정 지형 피하기)- 특정 지역을 지나갈 수 있는지 없는지를 추가로 지정
Behavior Tree를 활용한 AI 기초
- Behavior Tree
- AI 의사 결정을 트리 형태로 구성하여 단계적으로 처리하는 구조
- 노드들의 조건과 태스크를 순서대로 평가하여 행동을 결정
- Blackboard
- AI 뇌 속에 있는 메모장
- Behavior Tree가 사용할 변수들을 저장해놓는 곳
- AI Perception
- AI가 주변 환경을 인지하는 시스템
- 시야, 청각 등 다양한 센서를 통해 목표나 이벤트를 감지
2. 순찰/추격
- c++ 코드 대신 Behavior Tree를 사용
- Target Point를 관리하기 위한 Actor 클래스를 생성
- 이에 따라 AI 캐릭터와 AIController에서 Target Point와 이동과 관련된 부분은 주석처리
- 이렇게 만든 PatrolPath 클래스를 상속받는 BP 클래스를 만들고 에디터에서 Target Point를 BP_PatrolPath의 Waypoints에 할당
- 에디터에서 Behavior Tree와 Blackboard를 생성하고 Behavior Tree의 Details에서 Blackboard를 연결
- Blackboard에는 Behavior Tree에서 쓸 변수를 저장하니, 순찰에 필요한 (PatrolPath, CurrentWaypointIndex), 추적에 필요한(PlayerDetected, TargetActor) 변수들을 추가
 | SelfActor : Behavior Tree를 참조하는 변수(지우지 마셈) bool PlayerDetected : 현재 AI 캐릭터의 시야에 플레이어 캐릭터가 들어 왔는 지 Object(BP_MyCharacter) TargetActor : 추적할 플레이어 캐릭터 Object(BP_PatrolPath) PatrolPath : 순찰할 지점을 저장하는 PatrolPath 객체 int32 CurrentWaypointIndex : PatrolPath에서 순찰해야할 target point를 위한 index ★ Blackboard의 Details창에서 BaseClass와 Default값을 설정할 수 있음 |
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- Behavior Tree는 Root 노드에서부터 시작하여 Simple Parallel, Seletor, Sequece 노드들로 연결이 될 수 있다(각 노드들의 동작은 사진 주석 참고)
- 지금까지가 Behavior Tree와 Blackboard에 대한 기본 설정이라고 볼 수 있고 이제 AI 캐릭터가 어떻게 동작할 지를 Behavior Tree에서 설정
- AI는 순찰/추적 이 두 동작을 해야하니 Selector를 사용하여 분기
- 여기서 분기를 하기 위해선 조건이 필요한데 이 조건의 대상(?), 비교의 대상(?)이 필요함 => 이전에 만들어 둔 PlayerDetected 변수를 사용하는 조건을 추가
- 노드에 조건을 추가하기 위해선 노드 우클릭 → Add Decorator → Blackboard → Details에서 조건에 맞게 수정
- 이제 각 분기에 맞는 행동을 해야하는데, 이 때 Task를 사용
- BTTask_BlueprintBase를 누르면 Task를 만드는 창이 나오는데 이름만 설정해주면 됨
- 여기까지가 Behavior Tree에서 해야할 일
- 이제 각 Task에서 동작을 구현
- Patrol Task 구현
- 순찰에 필요한 경로를 알아야하는데 이 경로는 Blackboard의 Patrol Path 변수에 있음, 이걸 가져오려면 Task의 Event Graph에서
get blackboard value를 검색해서 가져오려는 변수의 타입에 맞는 노드를 추가하면 됨 - 이 노드를 추가하면 해당 변수의 값을 가져오므로 Event Graph에서 쓸 수 있도록 변수로 승격시키고 Details창에서 Instance Editable을 활성화 => 변수를 수정할 수 있도록
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- Behavior Tree의 Task의 Details 창에서 해당 변수에 Blackboard의 PatrolPath 할당
- 이동을 위한 Event Graph
AI MoveTo 노드: C++코드에서 AIController의MoveToCurrentPatrolPoint()함수와 대응Bind Event to MoveCompleted 노드: C++코드에서 AIController의OnMoveCompleted()함수와 대응Event ReceiveExcuteAI 노드의 Owner Controller에서 끌어와야Bind Event to MoveCompleted 노드를 찾을 수 있음
- 순찰에 필요한 경로를 알아야하는데 이 경로는 Blackboard의 Patrol Path 변수에 있음, 이걸 가져오려면 Task의 Event Graph에서
- 이렇게 하면 순찰 Task는 완성이 된 것, 하지만 아직 AIController와 Behavior Tree를 연결하지 않았고 + BP_PatrolPath를 배치만 해놨지 Blackboard에 연결하지는 않음
- C++에서
OnPossess()함수에서 이동 함수를 호출한 것처럼Event On Possess 노드에서Run Behavior Tree 노드를 실행하도록 하여 직접 만든 BT_EnemyAI가 실행되도록 함 - 그리고 World에 배치한 BP_PatrolPath를 가져와서 Blackboard의 PatrolPath변수에 할당
- C++에서
- Chase Task 구현
- AI 캐릭터가 플레이어를 쫓으면 되니까 Chase Task는 별 것 없이 Blackboard에서 있는 Target Actor를 가져와서 AI 캐릭터를 Target Actor가 있는 곳까지 움직이게 하면 됨
- AI 캐릭터가 플레이어를 쫓으면 되니까 Chase Task는 별 것 없이 Blackboard에서 있는 Target Actor를 가져와서 AI 캐릭터를 Target Actor가 있는 곳까지 움직이게 하면 됨
- 그럼 캐릭터 감지를 해야하는데 이건 언리얼 엔진에서 AI Perception(시야, 청각 등)를 구현해서 제공을 해줌
- AI 캐릭터의 컴포넌트에 AI Perception 컴포넌트 추가 및 [Details→AI Perception→Senses Config 추가→AI Sight config 설정] => AI 캐릭터가 [인지]를 할 수 있음
- AI Perception Component의 Details창을 내려보면
On Target Perception Updated Event를 볼 수 있고, 이 Event가 발생했을 때 Blackboard의 PlayerDetected변수를 변경하면 Behavior Tree의 분기를 [PatrolTask에서 ChaseTask]로 바뀔 수 있음 + 인지한 Actor가 뭔지 확인해서 플레이어 캐릭터이면 Blackboard의 TargetActor변수에 해당 플레이어 캐릭터를 할당On Target Perception Updated Event: AI 캐릭터가 AI Perception으로 계속 무언가를 인식/인지하려고 하는데, 무언가 인지가 된 순간에 발생하는 Event
- AI 캐릭터의 컴포넌트에 AI Perception 컴포넌트 추가 및 [Details→AI Perception→Senses Config 추가→AI Sight config 설정] => AI 캐릭터가 [인지]를 할 수 있음
- 여기까지하면
- C++코드로 AI 캐릭터가 소환되거나 World에 있으면 AIController가 바로 빙의가 되도록 만듦
- AIController에서 Behavior Tree를 통해 AI 캐릭터를 순찰할 수 있도록 만들었고
- AI 캐릭터가 Player 캐릭터를 인지하게 되면 Player 캐릭터를 추적하도록 만들었음
- 하지만 마지막으로 플레이어 캐릭터가 인지가 될 수 있도록 만들어야 한다
- AI 캐릭터와 비슷하지만, 다르게 AI Perception Stimuli Source Component를 추가하고 Details를 수정(AI 캐릭터에서 AI Sight로 설정했으니 여기서도 AI Sight로 설정)
- Patrol Task 구현
언리얼 엔진은 충돌 때도 이런 것과 비슷하게 짝이 맞아야 block이 되고 overlap이 되고 그랬는데, AI Perception에서도 서로가 합이 맞아야 제대로 작동하도록 시스템을 구현해놓은 것 같다
구현하면서 이상한 점들을 몇 가지 찾았는데
1. 순찰을 제대로 하지 않는다는 점
2. 플레이어 캐릭터를 인지하더라도 현재 순찰 목표 지점을 찍어야 함(목표 지점을 찍고 나서 시야에 들어가야 쫒아옴)
3. 그리고 지금 순찰을 제대로 하지 않아서 이런 동작을 하는 것 같음. 만약 순찰 제대로하면 시야에 들어와도 안 쫓아올 것 같음.
나중에 블루프린트로 만든거 C++로 구현해볼 때 이런 문제들도 해결해보기(따라가기도 바빠서 부트캠프 끝나고나서 해볼지도...)
갑자기 질문 : AI Controller에 그냥 Run Behavior Tree했는데 이러면 연결이 되는 건가? C++이였다면 Behavior Tree 객체가 있을건데 BP에서는 어떻게 관리를 하는가? -> 그럼 Blackboard는? Run Behavior Tree 노드는 그래도 어떤 Behavior Tree를 실행할지 정하는게 있는데 Blackboard가 여러개 잇는 경우에는 Get Blackboard가 되나?
C++에서 Task를 구현하고 싶다면 BTTaskNode를 상속받아서 구현할 수 있음
참조 사이트
1. https://mingyu0403.tistory.com/251
블루프린트로 만든 걸 C++ 코드로 만들 때 참고할 만한 사이트
1. https://dev.epicgames.com/documentation/ko-kr/unreal-engine/basic-navigation-in-unreal-engine#4-%EC%B2%AB%EC%97%90%EC%9D%B4%EC%A0%84%ED%8A%B8%EC%83%9D%EC%84%B1%ED%95%98%EA%B8%B0
2. https://dev.epicgames.com/documentation/ko-kr/unreal-engine/using-avoidance-with-the-navigation-system-in-unreal-engine
3. https://forums.unrealengine.com/t/behavior-tree-tutorial/105
4. https://makerejoicegames.tistory.com/480
5. https://mingyu0403.tistory.com/262#google_vignette 여기는 관련 카테고리까지 확인
6. https://makerejoicegames.tistory.com/477 여기도
드가자