[CS] 상태 머신(State Machine)

상태 머신(State Machine)과 FSM 정리

---

1. 상태 머신(State Machine)란?

• 시스템이 가질 수 있는 여러 상태(state) 중 하나에 있고,
• 입력(이벤트)에 따라 상태를 전이(transition)하며 동작하는 추상 모델

구성 요소

구성 요소	설명
상태 (State)	시스템이 놓일 수 있는 하나의 조건 또는 상황
입력 (Input/Event)	상태 전이를 유발하는 자극
전이 (Transition)	현재 상태에서 다른 상태로의 전이
행동 (Action)	상태 진입/이탈/유지 중 발생하는 동작

---

2. FSM(Finite State Machine)과 차이점

항목	상태 머신 (State Machine)	FSM (Finite State Machine)
의미	포괄적인 개념 (추상 모델)	유한 개수의 상태를 가지는 특수한 상태 머신
상태 수	제한 없음 (무한 상태 머신도 포함)	유한한 상태 집합만 허용
사용 맥락	일반 이론/프로그래밍 모델	컴파일러 이론, 게임 로직 등
관계	상위 개념	하위 개념 (특정한 경우)

→ FSM은 상태 머신의 한 종류이며, 일반적으로 우리가 “상태 머신”이라고 부를 때 FSM을 지칭하는 경우가 많음.

---

3. 게임 개발에서 상태 머신 사용 예시

공통 사용처

• AI 상태 전이 (Idle → Patrol → Chase → Attack)
• 플레이어 행동 처리 (Idle, Run, Jump, Die)
• UI 상태 전환 (메뉴, 인벤토리, 옵션 등)
• 애니메이션 전이 (Animator 시스템)
• 퀘스트/시나리오 흐름 제어

---

4. Unity에서 상태 머신

사용 방식

• Animator의 Mecanim 시스템 → 시각적 FSM
• 직접 FSM 구현 (상태 인터페이스 + 상태 전이 매니저)
• Coroutines 기반 상태 로직 흐름 제어 가능

특징

• 시각화된 애니메이션 FSM으로 진입장벽이 낮음
• AnimatorController 기반의 Transition Rule 설정이 용이
• 스크립트로도 FSM 쉽게 구현 가능 (enum + switch, 클래스 기반)

---

5. Unreal Engine에서 상태 머신

사용 방식

• AnimGraph + State Machine 노드로 애니메이션 FSM 구현
• C++ 또는 Blueprint로 FSM 직접 구현 가능

특징

• State Machine 노드를 통해 애니메이션 블렌딩, 전이 규칙 시각화
• UStateMachineComponent 또는 직접 C++ FSM 구현이 유연함
• 복잡한 상태 전이에서도 Blueprint로 직관적 구현 가능

---

6. Unity vs Unreal FSM 비교

항목	Unity	Unreal Engine
기본 FSM 제공	AnimatorController + Mecanim	AnimGraph + State Machine
시각화 도구	강력함 (노드 기반)	강력함 (Blueprint 연동)
코드 기반 FSM	MonoBehaviour + 클래스 FSM	C++/Blueprint 모두 유연
난이도	비교적 쉬움	복잡하지만 고성능 구현 가능
커스터마이징	enum + switch로 간단하게 구현	상태 객체/클래스 기반으로 구조화 가능

---

7. 실전 예시 (간략화된 FSM 구조)

// 상태 인터페이스
class IState {
public:
    virtual void Enter() = 0;
    virtual void Update() = 0;
    virtual void Exit() = 0;
};

// 상태 매니저 예시
class StateMachine {
    IState* current;
public:
    void ChangeState(IState* next) {
        current->Exit();
        current = next;
        current->Enter();
    }

    void Update() {
        current->Update();
    }
};

---

8. 요약

항목	설명
상태 머신	상태/입력/전이/행동으로 구성된 추상 모델
FSM	유한 상태를 갖는 상태 머신
게임 활용	AI, 캐릭터 행동, 애니메이션, UI 흐름 등
Unity	Animator 기반 시각 FSM + 코드 FSM 구현
Unreal	AnimGraph 기반 FSM + Blueprint 연동

---

게임에서는 주로 애니메이션에 사용되지만 FSM, 오토마타는 깊이있는 내용이라 추가로 정리 예정.