유니티 게임 개발에서의 FSM(Finite State Machine) 개념과 사용 예

1. FSM의 기본 개념

FSM, 즉 유한 상태 기계(Finite State Machine)는 게임 개발에서 중요한 개념 중 하나입니다. 이는 객체가 가질 수 있는 상태(state)들과 그 상태가 변경될 때 필요한 조건(trigger), 그리고 상태 변화가 일어날 때 수행되는 행동(action)을 정의하는 모델입니다. 유니티에서는 이러한 FSM을 통해 게임 캐릭터나 시스템의 상태를 관리하고, 각 상태에 따른 동작을 쉽게 제어할 수 있습니다.

2. FSM 사용의 장점

• 명확성: 각 상태가 명확하게 정의되어 있어, 시스템의 현재 상태를 쉽게 파악할 수 있습니다.
• 유지 보수성: 상태를 추가하거나 변경할 때 기존 코드를 크게 수정하지 않아도 되므로 유지 보수가 용이합니다.
• 디버깅 용이성: 상태 전환 로그를 통해 문제 발생 시점을 빠르게 진단할 수 있습니다.

3. 유니티에서의 FSM 구현 예시

유니티에서 FSM을 구현하는 방법은 여러 가지가 있지만, 여기서는 간단한 스크립트를 통해 구현하는 방법을 알아보겠습니다. 다음은 게임 내 캐릭터가 ‘대기’, ‘이동’, ‘공격’ 세 가지 상태를 가지는 간단한 FSM의 예시입니다.

using UnityEngine;

public class CharacterFSM : MonoBehaviour
{
    private enum State
    {
        Idle,
        Move,
        Attack
    }

    private State currentState;

    private void Start()
    {
        currentState = State.Idle;
    }

    private void Update()
    {
        switch (currentState)
        {
            case State.Idle:
                if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Space))
                {
                    ChangeState(State.Attack);
                }
                else if (Input.GetAxisRaw("Horizontal") != 0 || Input.GetAxisRaw("Vertical") != 0)
                {
                    ChangeState(State.Move);
                }
                break;
            case State.Move:
                MoveCharacter();
                if (Input.GetKeyUp(KeyCode.LeftArrow) || Input.GetKeyUp(KeyCode.RightArrow) ||
                    Input.GetKeyUp(KeyCode.UpArrow) || Input.GetKeyUp(KeyCode.DownArrow))
                {
                    ChangeState(State.Idle);
                }
                if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Space))
                {
                    ChangeState(State.Attack);
                }
                break;
            case State.Attack:
                Attack();
                ChangeState(State.Idle);
                break;
        }
    }

    private void ChangeState(State newState)
    {
        currentState = newState;
    }

    private void MoveCharacter()
    {
        // 캐릭터 이동 로직
        Debug.Log("Moving");
    }

    private void Attack()
    {
        // 공격 로직
        Debug.Log("Attacking");
    }
}

4. FSM 사용 시 주의할 점

FSM을 사용할 때는 상태 간의 전환 조건이 명확해야 하며, 상태가 너무 많아지지 않도록 주의해야 합니다. 상태가 과도하게 많아지면 관리가 복잡해지고, 코드의 가독성이 떨어질 수 있습니다.

5. Q&A

Q1: FSM을 사용하면 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있나요?

A1: FSM 자체는 매우 경량의 로직으로 구성될 수 있어 성능에 큰 영향을 주지 않습니다. 다만, 상태 전환의 조건 검사 로직이 복잡해질수록 성능 이슈가 발생할 가능성이 있습니다.

Q2: 모든 게임에 FSM을 사용해야 하나요?

A2: 반드시 모든 게임에 FSM을 사용할 필요는 없습니다. 게임의 요구 사항과 개발 팀의 선호에 따라 다른 설계 패턴을 사용할 수 있습니다. FSM은 특히 상태가 명확히 구분되는 게임에서 유용합니다.

Q3: FSM의 대안은 무엇인가요?

A3: FSM 외에도 행동 트리(Behavior Trees), 유틸리티 시스템(utility systems), 명령 패턴(command patterns) 등 다양한 아키텍처가 게임 AI와 상태 관리에 사용될 수 있습니다.