FSM ( Finite State Machine )

FSM ( Finite State Machine )

FSM 은 "유한 상태 기계" 또는 "유한 상태 자동자" 라고 부른다.

• FSM : 유한한 개수의 상태를 가지며 , 입력에 따라 상태가 전이되는 모델
• 유한 상태 기계 : FSM 의 직역으로 , 컴퓨터 과학이나 공학에서 널리 쓰이는 용어이다.
• 유한 상태 자동자 : 이론적 컴퓨터 과학 ( 형식 언어 , 오토마타 이론 등 ) 에서는 "자동자" 라는 표현을 사용
• 상태 ( State ) : 객체가 특정 시점에 가지는 행동 또는 모드 ( Idle , Move , Attack 등 )
• 전이 ( Transition ) : 상태 간 이동을 결정하는 조건 또는 이벤트
• 상태 패턴 ( State Pattern ) : 객체의 상태에 따라 행동을 변경하는 디자인 패턴 
• 상태 기계 : 게임 개발에서 FSM 을 지칭할 때 자주 쓰이는 표현

FSM 은 캐릭터나 오브젝트의 상태 ( State ) 를 체계적으로 관리하기 위한 구조 / 패턴

 

FSM 은 상태를 기반으로 동작을 제어하는 시스템을 구현하기 위한 모델 중 하나이다.

상태 변화에 따른 객체의 동작이 복잡하고 , 여러 가지 조건에 대응해 상태를 변경해야 하는 경우 사용한다.

유니티에서는 애니메이션 컨트롤러가 유한 상태 머신을 이용해 구현되어 있다.

부여된 객체의 상태 변화에 따른 애니메이션을 유동적으로 관리할 수 있게 한다.

하나의 파라미터에서는 한 가지의 상태만 가질 수 있고 , 다수의 파라미터를 사용해 모델의 움직임과 표현을 사용하기도 한다.

 

 

현재 상태 ( Current State )가 있고 , 그 상태에서 특정 조건 ( Trigger / Event )이 발생하면 다른 상태로 전이되는 구조이다.

상태 ( State )	설명
Idle	아무 입력이 없을 때 대기
Move	이동 중
Attack	공격 중

• "플레이어가 공격 버튼을 누르면"
  └ Idle → Attack 상태로 전이 ( Transition )

 

 

작동 원리

1. 현재 상태를 가진다 ( CurrentState )
   └ currentState = PlayerState.Idle;
2. 입력 또는 조건을 감지한다
   └ 키 입력 , 충돌 , 체력 변화 등
3. 조건에 따라 상태를 전환한다 ( Transition )
   └ if ( Input.GetKeyDown ( KeyCode.Space ) ) currentState = PlayerState.Attack;
4. 각 상태별로 다른 행동 ( Logic ) 을 수행한다
   └ Idle : 애니메이션 Idle 실행
   └ Move : transform 이동
   └ Attack : 공격 모션 + 데미지 판정

 

 

▼ 간단한 FSM 구조 예시 코드

using UnityEngine;

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

    private State currentState = State.Idle;

    void Update()
    {
        switch (currentState)
        {
            case State.Idle:
                if (Input.GetKey(KeyCode.W))
                    ChangeState(State.Move);
                break;

            case State.Move:
                Move();
                if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Space))
                    ChangeState(State.Attack);
                break;

            case State.Attack:
                Attack();
                break;
        }
    }

    void ChangeState(State newState)
    {
        Debug.Log($"상태 변경 : {currentState} → {newState}");
        currentState = newState;
    }

    void Move()   => transform.Translate(Vector3.forward * Time.deltaTime * 3f);
    void Attack() => Debug.Log("공격!");
}

 

 

FSM 을 쓰는 이유

유지 보수가 쉽다	상태별로 코드 분리
버그 감소	조건 전이 명확
애니메이션 / AI 제어에 용이하다	Animator , NavMesh 등과 연동이 쉽다
확장성 높음	새 상태 추가가 간단하다 ( Jump 추가 등 )

 

 

 

참고 자료

https://learn.unity.com/tutorial/finite-state-machines-1