유니티 기초 강좌: 길 찾기 인공지능

게임 제작에 있어서 길찾기 인공지능은 이동 가능한 각 게임 오브젝트가 환경을 이해하고 주어진 목표를 향해 효율적으로 경로를 찾아가는 역할을 맡습니다. 이 강좌에서는 Unity 엔진을 사용하여 길찾기 AI의 기초 원리와 구현 방법을 배울 것입니다. 이 과정을 통해 기본적인 AI 개념과 Unity의 NavMesh 시스템을 활용하여 실질적인 길찾기 AI를 구축하는 방법을 알아보겠습니다.

1. 길찾기 AI란 무엇인가?

길찾기 AI는 주어진 환경(맵)에서 시작 위치와 목표 위치를 기반으로 최적의 경로(다대다 또는 단일)를 계산하여 오브젝트가 자율적으로 목적지까지 이동할 수 있도록 하는 인공지능의 한 형태입니다. 이는 보통 게임이나 로봇 공학 등에서 사용되며, 복잡한 길찾기 문제를 해결하는데에 있어서 중요한 역할을 합니다.

1.1. 길찾기의 필요성

게임 환경에서 NPC(Non-Player Character)나 플레이어의 보조 캐릭터가 장애물을 피해 주어진 목표 지점으로 이동해야 할 때, 길찾기 AI가 필수적입니다. 예를 들어, 적군이 플레이어를 추적하거나, 아군이 특정 지점으로 이동하는 경우에 길찾기 알고리즘이 사용됩니다.

2. Unity의 NavMesh 시스템 소개

Unity에서 길찾기 AI를 구현하기 위한 강력한 도구인 NavMesh는 다양한 경로를 계산하고, 캐릭터가 적절하게 움직일 수 있도록 도와줍니다. NavMesh는 게임 오브젝트가 자유롭게 이동할 수 있도록 미리 계산된 경로 네트워크입니다.

2.1. NavMesh의 특징

내비게이션 메쉬를 기반으로 한 경로 탐색
주변 환경의 장애물 처리
실시간 동적 장애물 처리
간단한 API로 접근 가능

2.2. Unity에서의 NavMesh 설정

프로젝트를 생성한 후, 필요한 환경을 구축합니다.
NavMesh를 적용할 오브젝트에 ‘NavMesh Obstacle’ 컴포넌트를 추가합니다.
Unity 에디터에서 ‘Navigation’ 패널을 열고, Bake 메뉴를 선택하여 다시 그립니다.
‘Agent’로 사용될 캐릭터에 ‘NavMesh Agent’ 컴포넌트를 추가합니다.

3. 길찾기 AI 구현하기

이제 실제 게임에서 사용할 길찾기 AI를 구현하기 위해 Unity에서 아래와 같은 스크립트를 작성할 것입니다.

3.1. NavMesh Agent 설정

NavMesh Agent는 캐릭터가 NavMesh를 따라 목표 지점으로 이동할 수 있는 AI입니다. 다음은 기본적인 NavMesh Agent 스크립트 예시입니다:

using UnityEngine;
using UnityEngine.AI;

public class AIFollow : MonoBehaviour
{
    public Transform target; // 목표 지점
    private NavMeshAgent agent;

    void Start()
    {
        agent = GetComponent(); // NavMeshAgent 컴포넌트 가져오기
    }

    void Update()
    {
        if(target != null)
        {
            agent.SetDestination(target.position); // 목표 지점으로 이동
        }
    }
}

3.2. 목표 지점 설정하기

목표 지점은 게임 내에서 사용자가 클릭하거나 특정 대상을 지정하여 설정할 수 있습니다. 사용자 입력을 통해 목표 지점을 설정하는 방법은 다음과 같습니다:

void Update()
{
    if (Input.GetMouseButtonDown(0)) // 마우스 왼쪽 버튼 클릭 시
    {
        Ray ray = Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition);
        RaycastHit hit;
        if (Physics.Raycast(ray, out hit))
        {
            target.position = hit.point; // 목표 지점을 클릭한 위치로 설정
        }
    }
}

4. 장애물 및 회피 기술 적용하기

길찾기 AI를 더욱 현실적이고 자연스럽게 만들기 위해 장애물 회피 기술이 필요합니다. Unity의 NavMesh는 동적으로 생성된 장애물에 대해서도 캐릭터가 잘 피할 수 있도록 인식할 수 있습니다.

4.1. NavMesh Obstacle

동적 장애물은 이동하면서 위치가 변경될 수 있는 객체입니다. 이를 위해 NavMesh Obstacle 컴포넌트를 적용하고, ‘Carve’ 옵션을 활성화하면 NavMesh에서 해당 장애물을 인식하고 우회할 수 있도록 설정할 수 있습니다.

4.2. 회피 알고리즘

간단한 회피 알고리즘을 추가하여 사용자가 설정한 목표 지점으로 이동하는데 이르는 과정에서도 주변 장애물을 인식하고 피해갈 수 있도록 해야 합니다. 이를 위해 아래와 같이 추가적인 로직을 작성할 수 있습니다:

void AvoidObstacles()
{
    RaycastHit hit;
    if (Physics.Raycast(transform.position, agent.velocity.normalized, out hit, 1f))
    {
        if (hit.collider != null && hit.collider.CompareTag("Obstacle"))
        {
            // 장애물이 감지되면 회피 행동 추가
            Vector3 avoidDirection = Vector3.Reflect(agent.velocity, hit.normal);
            agent.velocity = avoidDirection * agent.speed; // 피해갈 방향으로 속도 조정
        }
    }
}

5. 실습 예제

이제까지 학습한 내용을 바탕으로 간단한 실습 예제를 통해 길찾기 AI를 완성해보겠습니다.

5.1. 요구 사항

다음과 같은 기능을 갖춘 프로젝트를 제작합니다:

캐릭터가 사용자 입력에 반응하여 목표 지점으로 이동
장애물을 피해가는 인공지능
게임 환경 및 삼차원 공간에 대한 기본적인 이해

5.2. 프로젝트 설정

Unity를 실행하고, 새로운 프로젝트를 생성한 후 트리거 오브젝트와 충돌체를 포함한 기본적인 환경을 설정합니다. 이곳에서 사용할 NavMesh를 구체적으로 설정합니다.

6. 결론

본 강좌를 통해 Unity에서 길찾기 AI를 구현하는 기초적인 방법을 배웠습니다. NavMesh 시스템을 통해 장애물 회피 및 효율적인 경로 탐색을 구현할 수 있었습니다. 더 나아가, 여러분은 이 기술을 활용하여 다양한 게임 오브젝트의 AI를 구현할 수 있는 기초를 다지게 되었습니다. 이제 다양한 게임 유형에 맞추어 AI 설계를 더욱 발전시키고 복잡한 알고리즘을 적용해보시기 바랍니다.

7. 추가 자료 및 참고 문헌

이 강좌에서 다룬 주제를 더욱 깊이 이해하고 싶다면 아래의 자료를 참고하시기 바랍니다: