[이득우의 C++ 언리얼] #12-1 AI 컨트롤러1

🤍ref.

1. 이득우의 언리얼 C++ 게임 개발의 정석, 이득우, 에이콘출판사, 2018
2. Unreal Engine 4.27 Documentation
   • 유니티 개발자를 위한 언리얼 엔진4

✨info
튜토리얼 교재는 4.19v을 사용하나, 4.27v으로 실습 후 게시글을 작성하였습니다.
새로 알게 된 내용과 추가로 공부한 내용 위주로 작성합니다. 배우는 과정이라 부족한 점이 많습니다.😊

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1. AIController

1.1. AI 컨트롤러 생성

캐릭터에 인공지능을 추가해 스스로 영역을 정찰하고 플레이어에게 상호작용을 하도록 만들 수 있다. AI 컨트롤러에 캐릭터를 빙의시켜 스스로 움직이는 기능을 구현해보자.

캐릭터 생성자 코드에서 AI를 구현하려면 아래처럼 코드를 작성하자.

ABCharacter.cpp

#include "ABAIController.h"

AABCharacter::AABCharacter()
{
    ...
        
    AIControllerClass = AABAIController::StaticClass();
    AutoPossessAI = EAutoPossessAI::PlacedInWorldOrSpawned;
}

• PlacedInWorldOrSpawned : 새 ABCharacter마다 ABAIController 액터 생성

1.2. 네비게이션 메시

AIController에 로직을 부여해 플레이어를 따라다니는 기능을 추가해보자.

1. 내비게이션 메시 배치
   • NPC가 스스로 움직일 수 있는 환경 구축
   • 모드 -> 볼륨 -> NavMesh Bounds Volume (10000x10000x500cm)
   • 뷰포트 선택 후 P(내비 메시 영역 생성)
2. ABAIController에 빙의한 폰에게 목적지 알림
   • GetRandomPointInNavigableRadius : 이동 가능한 목적지를 랜덤으로 가져옴
3. AI 컨트롤러에 타이머 설치
   • 3초마다 폰에게 목적지로 이동하는 명령 내림
   • SimpleMoveToLocation : 목적지로 폰 이동시킴

ABAIController.h

#include "ArenaBattle.h"
...

UCLASS()
class ARENABATTLE_API AABAIController : public AAIController
{
	GENERATED_BODY()

public:
	AABAIController();
	virtual void OnPossess(APawn* InPawn) override;
	virtual void OnUnPossess() override;
	
private:
	void OnRepeatTimer();

	FTimerHandle RepeatTimerHandle;
	float RepeatInterval;
};

ABAIController.cpp

#include "ABAIController.h"
#include "NavigationSystem.h"
#include "Blueprint/AIBlueprintHelperLibrary.h"

AABAIController::AABAIController()
{
	RepeatInterval = 3.0f;
}

void AABAIController::OnPossess(APawn* InPawn)
{
	Super::OnPossess(InPawn);
	GetWorld()->GetTimerManager().SetTimer(RepeatTimerHandle, this, &AABAIController::OnRepeatTimer, RepeatInterval, true);
}

void AABAIController::OnUnPossess()
{
	Super::OnUnPossess();
	GetWorld()->GetTimerManager().ClearTimer(RepeatTimerHandle);
}

void AABAIController::OnRepeatTimer()
{
	auto CurrentPawn = GetPawn();
	ABCHECK(nullptr != CurrentPawn);

	UNavigationSystemV1* NavSystem = UNavigationSystemV1::GetNavigationSystem(GetWorld());
	if (nullptr != NavSystem) return;

	FNavLocation NextLocation;
	if (NavSystem->GetRandomPointInNavigableRadius(FVector::ZeroVector, 500.0f, NextLocation))
	{
		UAIBlueprintHelperLibrary::SimpleMoveToLocation(this, NextLocation.Location);
		ABLOG(Warning, TEXT("Next Location : %s"), *NextLocation.Location.ToString());
	}
}

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2. 비헤이비어 트리

2.1. 비헤이비어 생성

언리얼 엔진에서 비헤이비어 트리 모델과 편집 에디터를 제공해 NPC의 복잡한 행동 패턴을 체계적으로 설계할 수 있다.

비헤이어트리 요구 애셋

• 비헤이비어 트리: 비헤이비어 트리 정보 저장(시각화)
• 블랙보드 애셋: 인공지능의 판단에 사용하는 데이터 집합

비헤이비어 트리 에디터에서 태스크를 통해 동작 명령을 내릴 수 있다. 단, 태스크는 독립적으로 실행될 수 없어 컴포짓 노드를 거친다.

컴포짓 노드: 왼쪽으로 오른쪽 순서로 태스크 실행

• 셀렉터: 태스크 중 하나가 성공하면 실행 중단
• 시퀀스: 태스크 중 하나가 실패하면 실행 중단

기본적인 노드 연결 형태

비헤이비어 트리와 블랙보드를 코드에서 사용하기 위해 AIModule 모듈을 추가해야 한다. ABAIController 클래스의 모든 코드를 비헤이비어 트리 구동에 맞게 다시 작성하자.

ArenaBattle.Build.cs

PublicDependencyModuleNames.AddRange(new string[] { "Core", "CoreUObject", "Engine", "InputCore", "UMG", "NavigationSystem", "AIModule" });

ABAIController.h

UCLASS()
class ARENABATTLE_API AABAIController : public AAIController
{
	GENERATED_BODY()

public:
	AABAIController();
	virtual void OnPossess(APawn* InPawn) override;
	
private:
	UPROPERTY()
	class UBehaviorTree* BTAsset;

	UPROPERTY()
	class UBlackboardData* BBAsset;
};

ABAIController.cpp

#include "ABAIController.h"
#include "BehaviorTree/BehaviorTree.h"
#include "BehaviorTree/BlackboardData.h"

AABAIController::AABAIController()
{
	static ConstructorHelpers::FObjectFinder<UBlackboardData> BBObject(TEXT("/Game/Book/AI/BB_ABCharacter.BB_ABCharacter"));
	if (BBObject.Succeeded())
	{
		BBAsset = BBObject.Object;
	}

	static ConstructorHelpers::FObjectFinder<UBehaviorTree> BTObject(TEXT("/Game/Book/AI/BT_ABCharacter.BT_ABCharacter"));
	if (BTObject.Succeeded())
	{
		BTAsset = BTObject.Object;
	}
}

void AABAIController::OnPossess(APawn* InPawn)
{
	Super::OnPossess(InPawn);

	if (UseBlackboard(BBAsset, Blackboard))
	{
		if (!RunBehaviorTree(BTAsset))
		{
			ABLOG(Error, TEXT("AIController coudn't run behavior tree!"));
		}
	}
}

ABAIController 가동 시 비헤이비어 트리 애셋과 같은 폴더에 위치한 블랙보드 애셋, 비헤이비어 트리가 함께 동작한다!

2.2. 비헤이비어 트리 활용

2.2.1. 캐릭터 초기값 지정

NPC의 순찰 기능을 구현하기 위해 블랙보드에 데이터가 두 개 필요하다. 블랙보드에 정보를 보관할 vector 타입 키를 두 개 만들어주자.

1. NPC 생성 위치 값(HomePos)
2. 앞으로 NPC가 순찰할 위치 정보(PatrolPos)

ABAIController.h

class ARENABATTLE_API AABAIController : public AAIController
{
...

public:
	static const FName HomePosKey;
	static const FName PatrolPosKey;
}

ABAIController.cpp

#include "BehaviorTree/BlackboardComponent.h"

const FName AABAIController::HomePosKey(TEXT("HomePos"));
const FName AABAIController::PatrolPosKey(TEXT("PatrolPos"));

void AABAIController::OnPossess(APawn* InPawn)
{
	Super::OnPossess(InPawn);

	if (UseBlackboard(BBAsset, Blackboard))
	{
		// 액터의 위치정보를 HomePosKey에 저장
		Blackboard->SetValueAsVector(HomePosKey, InPawn->GetActorLocation());
		if (!RunBehaviorTree(BTAsset))
		{
			ABLOG(Error, TEXT("AIController coudn't run behavior tree!"));
		}
	}
}

게임을 플레이하면 캐릭터의 HomePos 키 값이 블랙보드에 전달된다.

2.2.2. 캐릭터 유동값 저장

NPC가 이동할 위치인 PatrolPos 데이터를 생성해보자. NPC 순찰마다 데이터가 변경되므로 태스크를 제작해 비헤이비어 트리에서 블랙보드에 값을 쓰도록 설계하는 것이 좋다.

태스크 로직을 작성하기 위해 BTTaskNode를 부모 클래스로 하는 C++ 클래스를 생성한다.

ArenaBattle.Build.cs

PublicDependencyModuleNames.AddRange(new string[] { "Core", "CoreUObject", "Engine", "InputCore", "UMG", "NavigationSystem", "AIModule", "GamePlayTasks" });

• GamePlayTasks : 비헤이비어 트리 태스크 관련 모듈 참조

비헤이비어 트리는 태스크를 실행할 때 태스크 클래스의 ExecuteTask 멤버 함수를 실행한다.

ExecuteTask 함수 반환값

• Aborted : 태스크 실행 중 중단(실패)
• Failed : 태스크 수행 실패
• Succeeded : 태스크 수행 성공
• InProgress : 태스크 계속 수행(실행 결과 향후 알림)

BTTask_FindPatrolPos.h

UCLASS()
class ARENABATTLE_API UBTTask_FindPatrolPos : public UBTTaskNode
{
	GENERATED_BODY()
	
public:
	UBTTask_FindPatrolPos();

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

BTTask_FindPatrolPos.cpp

#include "BTTask_FindPatrolPos.h"
#include "ABAIController.h"
#include "BehaviorTree/BlackboardComponent.h"
#include "NavigationSystem.h"

UBTTask_FindPatrolPos::UBTTask_FindPatrolPos()
{
	NodeName = TEXT("FindPatrolPos");
}

EBTNodeResult::Type UBTTask_FindPatrolPos::ExecuteTask(UBehaviorTreeComponent& OwnerComp, uint8* NodeMemory)
{
	EBTNodeResult::Type Result = Super::ExecuteTask(OwnerComp, NodeMemory);

	auto ControllingPawn = OwnerComp.GetAIOwner()->GetPawn();
	if (nullptr == ControllingPawn) return EBTNodeResult::Failed;

	UNavigationSystemV1* NavSystem = UNavigationSystemV1::GetNavigationSystem(ControllingPawn->GetWorld());
	if (nullptr == NavSystem) return EBTNodeResult::Failed;

	FVector Origin = OwnerComp.GetBlackboardComponent()->GetValueAsVector(AABAIController::HomePosKey);
	FNavLocation NextPatrol;

	if (NavSystem->GetRandomPointInNavigableRadius(FVector::ZeroVector, 500.0f, NextPatrol))
	{
		OwnerComp.GetBlackboardComponent()->SetValueAsVector(AABAIController::PatrolPosKey, NextPatrol.Location);
		return EBTNodeResult::Succeeded;
	}

	return EBTNodeResult::Failed;
}

---

*

코드를 잘못 작성하고 컴파일하면 비헤이비어 트리가 실행되지 않는다. (스텝 백: -1)

해당 경우는 실패 로그 출력 조건을 잘못 주어 오류가 발생했다!

// if(nullptr == ControllingPawn)
  if(nullptr != ControllingPawn)