[내일배움캠프 Day46] AI 무리지어 이동 구현(Boids Algorithm)

팀플 기획 중에 동물들 중 사슴이 무리 지어 이동한다는 기획이 있어 관련 구현 내용을 정리해 보았습니다.

 

처음에 바로 떠오른 아이디어는 Boids Algorithm이었으나 구현이 어려울 것 같아 단순하게 리더 정해서 리더 아닌 사슴들은 리더를 타깃으로 이동하도록 구현했었습니다.

다만 AI들이 각 AIController이 독립적으로 작동하면서 각 AI마다 새로운 BlackboardComponent가 생성되다보니, 각 사슴은 같은 Blackboard 데이터셋을 가져도 독립적인 BlackboardComponent를 사용해 데이터가 공유되지 않는 문제가 발생했습니다. 즉, AI가 같은 블랙 보드를 공유해야지 팔로워 사슴이 리더 사슴의 주소를 가져올 수 있으므로 현재 팔로워 사슴이 LeaderPosKey를 읽을 때, 이상한 큰 값을 가져오는 문제가 발생했습니다.

 

다른 방법이 떠오르지 않아 결국 Boids Algorithm의 Cohension(응집력)을 사용해 구현하였습니다.

Boids Algorithm의 자세한 내용은 아래 블로그를 통해 공부하였습니다.

https://leekangw.github.io/posts/92/

Boids(Flocking) Algorithm 만들어보기 (feat. Unity)

 

응집력은 모든 이웃들의 중간점을 찾고 중간점을 향해 이동하는 규칙으로 아래와 같이 구현했습니다.

#include "AI/Creatures/DeerDoe.h"
#include "Kismet/GameplayStatics.h"

void ADeerDoe::Tick(float DeltaTime)
{
    Super::Tick(DeltaTime);

    // 1초마다 정보 갱신
    static float UpdateInterval = 1.0f;
    static float Time = 0.0f;

    Time += DeltaTime;

    if (Time >= UpdateInterval)
    {
        FindNearbyDeer();
        Time = 0.0f;
    }
}

// 주변 사슴들 찾기
void ADeerDoe::FindNearbyDeer()
{
    NearbyDeer.Empty();

    TArray<AActor*> FoundDeer;
    UGameplayStatics::GetAllActorsOfClass(GetWorld(), ADeerDoe::StaticClass(), FoundDeer);

    for (AActor* Deer : FoundDeer)
    {
        if (Deer != this && FVector::Dist(Deer->GetActorLocation(), GetActorLocation()) < HerdRadius)
        {
            NearbyDeer.Add(Deer);
        }
    }
}

// 주변 사슴들의 평균 위치를 계산
FVector ADeerDoe::CalculateAveragePos()
{
    if (NearbyDeer.Num() == 0)
    {
        return GetActorLocation();
    }

    FVector CenterPoint = GetActorLocation();
    for (AActor* Deer : NearbyDeer)
    {
        CenterPoint += Deer->GetActorLocation();
    }

    return CenterPoint / NearbyDeer.Num();
}

#include "AI/Creatures/BTTaskNode_DeerFindPatrolPos.h"
#include "AI/Creatures/DeerDoe.h"
#include "AI/AIControllerCustom.h"
#include "NavigationSystem.h"
#include "BehaviorTree/BlackboardComponent.h"

UBTTaskNode_DeerFindPatrolPos::UBTTaskNode_DeerFindPatrolPos()
{
	NodeName = TEXT("DeerFindPatrolPos");
}

EBTNodeResult::Type UBTTaskNode_DeerFindPatrolPos::ExecuteTask(UBehaviorTreeComponent& OwnerComp, uint8* NodeMemory)
{
	ADeerDoe* DeerCharacter = Cast<ADeerDoe>(OwnerComp.GetAIOwner()->GetPawn());
	if (!DeerCharacter) return EBTNodeResult::Failed;

	FVector HerdCenter = DeerCharacter->CalculateAveragePos();

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

	FNavLocation NextPatrol;

	if (NavSystem->GetRandomReachablePointInRadius(HerdCenter, 2000.0f, NextPatrol))
	{
		OwnerComp.GetBlackboardComponent()->SetValueAsVector(AAIControllerCustom::PatrolPosKey, NextPatrol.Location);
		return EBTNodeResult::Succeeded;
	}

	return EBTNodeResult::Failed;
}