베르의 프로그래밍 노트

Programming 

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코루틴(Coroutine) 다루기 2(코루틴 중단하기 + 코루틴 매개변수 + yield break)

작성 기준 버전 ::2019.2

[이 포스트는 유튜브 영상으로도 시청하실 수 있습니다]

이번 포스트에서는 지난 코루틴 포스트에서 다루지 못했던 코루틴 중단하기와 코루틴 함수에 매개변수 전달하기 그리고 yield break에 대해서 다뤄보도록 하자.

코루딘 중단하기

public class CoroutineTest : MonoBehaviour
{
    IEnumerator enumerator;

    void Start()
    {
        // 코루틴 함수를 직접 호출해서 중단시키려면 IEnumerator를 저장해서 사용
        enumerator = TestCoroutine();
        StartCoroutine(enumerator);
    }

    void Update()
    {
        if(Input.GetKeyDown(KeyCode.Space))
        {
            // 코루틴 함수를 직접 호출해서 중단시키려면 IEnumerator를 저장해서 사용
            StopCoroutine(enumerator);
        }
    }

    IEnumerator TestCoroutine()
    {
        int i = 0;
        while(true)
        {
            yield return null;
            Debug.Log("Coroutine " + i);
            i++;
        }
    }
}

코루틴을 정지시키는 기본적인 방법의 위의 코드와 같다.

위 코드는 게임이 시작되면 Start 함수에 StartCoroutine으로 TestCoroutine 함수를 실행시켜 준다. 그러면 코루틴 함수 내용에 따라서 "Coroutine"이라는 로그와 함께 반복된 횟수를 출력한다. 그리고 플레이 도중에 스페이스 키를 누르면 코루틴이 멈추면서 로그 출력이 중단된다.

StartCoroutine(TestCoroutine());

보통 때는 바로 위 코드처럼 코루틴 함수를 호출했을 텐데 IEnumerator에 저장해서 실행한 이유는 TestCoroutine 함수에서 받아온 IEnumerator를 StopCoroutine에 넣어주기 위해서 이다.

StartCoroutine과 StopCoroutine은 이 IEnumerator를 통해서 어떤 코루틴을 실행하고 중단시킬지 확인할 수 있다.

코루틴 함수 이름을 문자열로 이용하기

StartCoroutine("TestCoroutine");

StopCoroutine("TestCoroutine");

이전 코루틴 포스트에서는 알려주지 않은 방법이 있는데, 코루틴을 실행시킬 때 그 코루틴 함수의 이름만으로도 실행시킬 수 있다는 것이다. 그리고 코루틴의 이름으로도 코루틴을 정지시킬 수 있.

어떤 면에서 보면 코루틴의 이름으로 코루틴을 시작하고 멈추는 방법이 더 낫다고 여길 수도 있다. 하지만 한 오브젝트에서 같은 이름의 코루틴이 2개 이상 실행되고 있는 상태에서 코루틴의 함수 이름 문자열로 StopCoroutine을 호출하면 이름으로 실행된 모든 코루틴이 동시에 멈춰버린다.

StartCoroutine(TestCoroutine());   // 코루틴 함수를 호출해서 실행한 코루틴은

StopCoroutine("TestCoroutine");    // 코루틴 이름 문자열로 중단시킬 수 없음

그와 더불어 위 코드처럼 코루틴 함수를 호출해서 실행한 코루틴은 코루틴 이름 문자열로 중단시킬 수 없다.

문자열로 코루틴을 실행하는 방법은 편리하지만 사용을 권장하지는 않는다. 그 이유는 문자열이기 때문에 오타가 발생해도 에러 표시가 되지 않아서 문제가 발생할 소지가 높기 때문이다. 그리고 이렇게 상수 문자열은 게임을 출시하는 과정에서 앱 보안을 위한 암호화 과정을 거칠 때, 코루틴 이름과 다른 문자열로 변경되어서 코루틴 함수 호출에 실패하게 되는 경우가 발생하기도 한다.

모든 코루틴 동시에 중단시키기

StopAllCoroutines();

코루틴을 중단시키는 마지막 방법으로는 StopAllCoroutines가 있다. StopAllCoroutines 함수를 사용하면 이 컴포넌트가 실행하고있는 모든 코루틴을 중단시킨다.

코루틴 함수에 매개변수 전달하기

IEnumerator TestCoroutine(int count)
{
    int i = 0;
    while(i < count)
    {
        yield return null;
        Debug.Log("Coroutine " + i);
        i++;
    }
}

그럼 이번에는 코루틴 함수에 매개변수를 전달하는 방법을 알아보자.

TestCoroutine 코루틴 함수를 위와 같이 매개변수를 받을 수 있게 약간 변경한다. int 타입의 count 매개변수를 받아서 count 횟수만큼 반복하게 되었다.

StartCoroutine(TestCoroutine(10));

코루틴 함수 호출 방식에서는 TestCoroutine의 매개변수에 바로 값을 넣어주면된다.

StartCoroutine("TestCoroutine", 10);

코루틴 이름 문자열로 코루틴을 실행시킬 때는 문자열의 이름 뒤에 콤마를 찍고 매개변수를 넣어주면 된다.

Coroutine StartCoroutine(string methodName, object value);

코루틴 이름 문자열로 코루틴을 실행시키면서 매개변수를 받는 StartCoroutine의 오버로드 형식은 string으로 코루틴 함수의 이름을 받고 object 타입으로 매개변수를 받는다.

참고로 object 타입은 C# 프로그래밍에서 모든 변수 타입의 최상위 타입이다. 그래서 이렇게 int 타입의 숫자를 넣어주면 object 타입으로 바꿔서 받는다. 그리고 TestCoroutine 함수를 호출하면서 내부적으로 int 타입으로 바꿔서 전달해준다다.

StartCoroutine(TestCoroutine(10));

StartCoroutine("TestCoroutine", 10);

그렇기 때문에 이 두 가지 호출 방식은 똑같이 동작한다.

코루틴 함수 이름 문자열 실행 방식의 매개변수 전달 방식의 약점

박싱/언박싱의 오버헤드

// 박싱(Boxing)
int i = 10;
object obj = i;

// 언박싱(Unboxing)
int j = (int)obj;

하지만 이렇게 object로 매개변수를 전달하는 방법에는 약점이 몇 가지 있다. 먼저 프로그래밍에서 다른 타입의 변수를 object 타입으로 만드는 과정을 박싱(Boxing)이라고 부르고 object 타입의 변수를 원래 타입의 변수로 되돌리는 과정을 언박싱(Unboxing)이라고 부른다.

이 박싱/언박싱 과정은 미세하지만 분명히 성능적인 오버헤드를 일으킨다. 게임 최적화를 위해서는 남발하지 않는게 좋다.

전달 가능한 매개변수의 갯수

IEnumerator TestCoroutine(int count, float time)
{
    yield return new WaitForSeconds(time);

    int i = 0;
    while(i < count)
    {
        yield return null;
        Debug.Log("Coroutine " + i);
        i++;
    }
}

그리고 두 번째 약점을 설명하기 위해서 TestCoroutine의 기능을 조금 변경하기로 했다고 가정해보자.

매개변수에 float 타입으로 time 변수를 추가로 받아서 그 시간만큼 기다렸다가 count 횟수만큼 반복하도록 변경했다. 이렇게 되면 매개변수가 2개로 바뀌게 된다. 

StartCoroutine(TestCoroutine(10, 3f));

그러면 코루틴 함수 자체로 호출하는 방식에서는 새로운 매개변수를 넣어달라고 에러가 표시되기 때문에 추가된 기능에 맞게 매개변수를 넣어주기만 하면 된다.

하지만 코루틴 함수의 이름으로 호출하는 방식에서는 매개변수를 전달할 object가 하나 뿐이라 두 번째 매개변수를 전달할 방법이 없다. 그러니까 이름으로만 호출할 때는 매개변수를 하나 밖에 쓸 수 없는 것이다.

물론 클래스나 구조체로 묶어서 보내는 방법도 있겠지만 굳이 그렇게 번거로운 방법쓰는 것 보다는 코루틴 함수에 바로 매개변수 여러 개를 사용하는 것이 편할 것이다.

yield break

IEnumerator ReturnCoroutine()
{
    Debug.Log("Return 1");
    yield return null;  // 코드의 제어권을 잠시 양보했다가 돌려받아서 아래 코드를 계속 진행
    Debug.Log("Return 2");
}

IEnumerator BreakCoroutine()
{
    Debug.Log("Break 1");
    yield break;    // 코루틴 함수를 이 시점에 종료
    Debug.Log("Break 2");
}

마지막으로는 yield break 문에 대해서 알아보도록 하자.

yield return을 사용할 ReturnCoroutine과 yield break를 사용할 BreakCoroutine을 만든다.

이 두 코루틴을 실행하면 ReturnCoroutine은 Return 1과 Return 2가 모두 출력되지만 BreakCoroutine에서는 Break 1만 출력되고 Break 2는 출력되지 않는 것을 볼 수 있다.

yield break가 호출된 순간에 코루틴 함수가 완전히 멈춰버린 것이다.

yield return은 코드의 제어권을 유니티 엔진에 잠시 넘겼다가 특정 시점이 되면 다시 받아서 코드를 진행하지만 yield break는 그 시점에 코루틴을 완전히 멈춰버린다.

코루틴 내부에서 특정 조건을 만족하면 yield break로 코루틴을 멈추는 방식으로 사용할 수 있다.

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Animation 

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애니메이터 컨트롤러의 파라미터 조절하기

작성 기준 버전 :: 2019.2

[본 포스트는 유튜브 영상으로도 시청하실 수 있습니다]

이번 섹션에서는 애니메이터 컨트롤러의 파라미터를 스크립트에서 조절하는 방법을 알아보자.

그 이전에 유니티 애니메이션에 대한 기초적인 지식이 필요하다면 해당 링크를 통해서 확인할 수 있다.

애니메이션의 기초에 대해서 설명하는 튜토리얼을 통해서 애니메이터 파라미터로 애니메이터 컨트롤러의 흐름을 조절할 수 있다는 것을 이야기했었다.

우선 애니메이터 컨트롤러의 파라미터와 트랜지션에 대해서 간단하게 복습해보자.

애니메이터 컨트롤러의 파라미터와 트랜지션

유니티 애니메이션에 대한 기초를 다루었던 글에서 이야기 했듯이 애니메이터 컨트롤러의 트랜지션은 스테이트와 스테이트 사이를 이어주고, 어느 방향으로 애니메이션이 흘러갈지 결졍하는 것이고, 파라미터는 이 트랜지션이 실행될 조건을 결정하는 변수이다.

애니메이터 컨트롤러

우선 간단한 애니메이터 컨트롤러를 만들기 위해서 씬에 게임 오브젝트를 하나 생성해보자.

그리고 추가한 게임 오브젝트에 애니메이터 컴포넌트를 부착해준다.

그 다음 프로젝트 뷰에 우클릭해서 [Create > Animator Controller] 항목을 선택하여 새 애니메이터 컨트롤러를 생성해서 게임 오브젝트에 부착된 Animator 컴포넌트의 Controller 프로퍼티에 할당해주면 된다.

Controller 프로퍼티를 할당한 다음에는 게임 오브젝트를 선택한 상태에서 상단 메뉴바의 [Window > Animation > Animator] 항목을 선택해서 애니메이터 뷰를 열어보면 비어있는 게임 오브젝트의 애니메이터 컨트롤러를 볼 수 있다.

애니메이션 파라미터

애니메이터 뷰를 열었다면 뷰 제목 바로 아래 있는 파라미터 탭을 클릭한 다음, 플러스 모양의 버튼을 눌러서 위 이미지처럼 각 파라미터들을 하나씩 만들어 보자.

이 파라미터들은 앞서 언급했듯이 한 애니메이션에서 다른 애니메이션으로 전환되는 트랜지션이 실행되는 조건의 역할을 한다. 파라미터의 종류는 여기서 볼 수 있듯이 Float은 소수점을 나타내는 실수, Int는 정수, Bool은 참/거짓을 표현하는 논리 변수, Trigget는 신호가 들어오면 트랜지션을 통과시킨 다음에 자동으로 꺼지는 타입의 변수다.

애니메이터 트랜지션

각 파라미터 타입을 테스트하기 위해서 위 이미지와 같이 애니메이터 컨트롤러를 세팅해보자. 스테이트를 모두 만들고 트랜지션을 연결했다면, 트랜지션의 조건을 설정할 차례다.

Float in

먼저 Idle 스테이트에서 Float 스테이트로 들어가는 트랜지션의 조건이다. 트랜지션 화살표를 클릭하면 인스펙터 뷰에서 해당 트랜지션을 수정할 수 있는데, 컨디션(Conditions)의 플러스 버튼을 누르면 이 트랜지션이 동작할 조건을 추가할 수 있다. 우선 조건으로 사용될 변수는 New Float으로 하고 3보다 클 때(Greater), 동작하도록 설정했다.

Float out

그 다음은 Float에서 Idle로 빠져나오는 트랜지션의 조건이다. 컨디션을 추가한 다음, 원래 Greater라고 적혀있는 드롭다운 메뉴를 눌러보면 Less가 있는 것을 볼 수 있다. Less는 정해진 숫자보다 작을 때를 뜻한다. 즉, 3보다 작을 때 Float에서 빠져나가서 Idle로 향하게 된다.

참고로, 여기에 왜 같다를 의미하는 Equal이 없는지 궁금할 수도 있다. 이것은 컴퓨터의 고질적인 부동소수점 오차라는 문제 때문이다. 예를 들어 현실적으로는 0.0001을 만 번 더하면 정확히 1이 되어야 하는데, 컴퓨터는 소수점 계산에 문제가 있어서 정확히 1이 되지 않고 1.00001이나 다른 숫자가 되는 경우가 종종 발생한다. 이 때문에 소수점 계산에 정확히 같다라는 것을 사용하기 어렵기 때문에 Equal이 빠져있는 것이다.

Int in

Idle에서 Int로 들어가는 조건을 설정해보자. 컨디션을 추가한 다음 New Float이라는 변수 이름이 적혀있는 드롭다운 메뉴를 선택하면 애니메이터 컨트롤러에 만들어져 있는 파라미터를 찾아서 선택할 수 있다. 그리고 Int형 파라미터는 Float과 다르게 "같다(Equal)"라는 조건을 사용할 수 있다. 파라미터의 값이 1과 같을 때 Idle에서 Int로 들어가게 설정해보자.

Int out

New Int의 값이 1이 아닐 때, Int에서 Idle로 빠져나오게 만든다.

Bool in

Idle에서 Bool로 들어가는 조건은 New Bool이 true일 때로 설정한다. Bool형 파라미터는 true 혹은 false만 설정할 수 있다.

Bool out

New Bool이 false가 되면 Bool에서 Idle로 빠져나오게 만들어 준다.

Trigger in

Idle에서 Trigger로 들어가는 조건은 New Trigger로 넣어준다. 트리거 형식은 아까 이야기했듯이 트리거가 호출되는 순간에 한 번 켜지고, 트리거 조건이 있는 트랜지션을 통과하면 자동으로 꺼지기 때문에 별다른 세부 조건이 없다.

Trigger out

Trigger에서 Idle로 빠져나오는 조건은 따로 만들지 않는다. 참고로 트랜지션을 선택한 다음 볼 수 있는 인스펙터 뷰의 내용 중에서 Has Exit Timer이라는 옵션이 있는데 이 옵션이 켜져있으면 트랜지션의 조건 만족되더라도 지금 실행하는 애니메이션을 끝까지 재생하기 전에는 다음 스테이트로 넘어가지 않는다. 반대로 이 옵션을 꺼두면 지금 실행되는 애니메이션이 아직 재생이 끝나지 않았더라도 트랜지션의 조건이 만족되면 그 애니메이션을 끝내고 곧바로 다음 스테이트로 넘어가게 된다.

테스트 해보기

애니메이터 컨트롤러 설정이 모두 끝났다면 이제 플레이 버튼을 누르고 게임을 실행해보자.

그리고 애니메이터 뷰에서 파라미터의 값을 하나씩 변경하면서 테스트 해보자. 파라미터의 값에 따라서 애니메이션의 흐름이 통제되는 것을 확인할 수 있다.

스크립트로 애니메이터 파라미터 변경하기

다른 섹션에서 트랜스폼 컴포넌트를 다루면서도 이야기 했지만, 이렇게 에디터에서 값을 바꾸는 방법은 실제 게임 내에선 사용할 수 없으며, 게임에서 이 애니메이터 파라미터의 값을 바꿔서 애니메이션의 흐름을 통제하기 위해서는 스크립트에서 이 애니메이터 컨트롤러의 파라미터를 바꿀 수 있어야 한다.

public class AnimatorParameterPractice : MonoBehaviour

{

    private Animator animator;

 

    private void Awake()

    {

        animator = GetComponent<Animator>();

    }

}

우선 AnimatorParameterPractice라는 이름의 C# 스크립트를 하나 생성하고, animator 멤버 변수를 하나 만든 다음, 게임이 시작되자마자 애니메이터 컨트롤러를 가져올 수 있게 Awake() 함수에서 GetComponent() 함수를 사용해서 게임 오브젝트에 부착된 Animator 컴포넌트를 가져오자.

참고로 GetComponent() 함수를 사용하면 지금 이 컴포넌트가 부착되어 있는 게임 오브젝트에 부착된 다른 컴포넌트를 가져올 수 있다. 지금은 Animator 컴포넌트를 가져오기 위해서 뾰족 괄호 안에<> Animator 컴포넌트 클래스 이름을 넣었습니다.

애니메이터의 각 파라미터 값 변경 함수

애니메이터 클래스 내부에는 애니메이터 안에 설정한 파라미터 값을 변경할 수 있는 함수를 제공한다.

Float형 변경하기

animator.SetFloat("New Float", 3.1f);

애니메이터의 Float형 파라미터의 값을 변경하려면 SetFloat() 함수를 사용하면 된다. 첫 번째 매개변수로 변경하고자 하는 파라미터의 이름을 넣고, 두 번째 매개변수에 값을 넣어준다.

Int형 파라미터 값 변경하기

animator.SetInteger("New Int", 1);

Int형 파라미터의 값은 SetInteger() 함수로 변경할 수 있다.

Bool형 파라미터 값 변경하기

animator.SetBool("New Bool", true);

Bool형 파라미터 값은 SetBool() 함수로 변경할 수 있다.

Trigger형 파라미터 신호 주기

animator.SetTrigger("New Trigger");

Trigger형 파라미터는 SetTrigger() 함수를 사용하면 해당 파라미터의 신호가 켜진다.

키보드를 누르면 각 파라미터 값 바뀌게 하기

void Update()

{

    if (Input.GetKeyDown(KeyCode.F))

    {

        animator.SetFloat("New Float", 3.1f);

    }

 

    if (Input.GetKeyUp(KeyCode.F))

    {

        animator.SetFloat("New Float", 2.9f);

    }

 

    if (Input.GetKeyDown(KeyCode.I))

    {

        

animator.SetInteger("New Int"

, 1);

    }

 

    if (Input.GetKeyUp(KeyCode.I))

    {

        

animator.SetInteger("New Int"

, 0);

    }

 

    if (Input.GetKeyDown(KeyCode.B))

    {

        

animator.SetBool("New Bool"

, 

true);

    }

 

    if (Input.GetKeyUp(KeyCode.B))

    {

        animator.SetBool("New Bool"

, false

);

    }

 

    if (Input.GetKeyDown(KeyCode.T))

    {

        

animator.SetTrigger("New Trigger");

    }

}

AnimatorParameterPractice 클래스의 업데이트 함수에 위와 같은 코드를 작성해서 키보드를 눌렀다 뗄 때, 각 파라미터 값이 바뀌도록 해보자.

코드를 모두 작성했으면 코드를 저장하고 에디터로 돌아가서 애니메이터 컨트롤러가 붙어있는 게임 오브젝트에 AnimatorParameterPractice 컴포넌트를 부착한 뒤, 애니메이터 뷰를 켜고 플레이 버튼을 누른다. 

그리고 게임이 실행되면 지정한 키인 F, I, B T를 눌러보면 키보드를 눌렀다 뗄 때마다 파라미터의 값이 바뀌고 그에 따라 애니메이션의 흐름이 통제되는 것을 볼 수 있다.

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Thread 

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스레드 생성 시 반복문의 인덱스를 매개변수로 받을 때

스레드(Thread)를 생성할 때, 반복문으로 여러 개의 스레드를 생성하면서 그 반복문의 인덱스를 매개변수로 전달하는 방법을 쓸 때가 있다.

class ThreadTestProgram

{

    public static int DeviceNum = 10;

 

    public static void Main(string[] args)

    {

        for (int i = 0; i < DeviceNum; i++)

        {

            new Thread(() => Run(i)).Start();

        }

    }

 

    public static void Run(int idx)

    {

        // 디바이스 인덱스에 따라서 스레드 별로 각 디바이스와 연결하는 작업...

        Console.WriteLine(idx);

    }

}

위의 예시 코드가 바로 그것이다. 여러 개의 디바이스에 연결해서 스레드로 작업을 처리해야 할 때의 코드인데, 스레드 함수에서는 반복문에서 디바이스의 인덱스를 전달받아서 연결하도록 설계된 코드이다.

물론 스레드이기 때문에 실행 순서 자체는 보장할 수 없지만, 적어도 각 스레드가 매개변수의 값으로 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9를 전달받는 것을 기대하고 설계된 코드라고 볼 수 있다.

하지만 실행결과를 보면 각 스레드가 전달받은 매개변수 값은 1, 2, 3, 4, 5, 5, 6, 8, 8, 10으로 0, 7, 9를 전달받은 스레드는 없고 5와 8을 전달받은 스레드는 두 개씩 있는 엉망진창인 상태인 것을 볼 수 있다.

이 상황이 의미하는 것은 스레드의 매개변수로 넣은 반복문의 인덱스 값이 스레드가 시작되기 전에 변경되면 스레드의 매개변수 값 역시 영향을 받는다는 것이다.

// int i = 0 -> 반복문에 사용될 인덱스 값 설정

for(int i = 0; i < DeviceNum; i++)

{// i < DeviceNum -> 인덱스 값이 반복문 내의 코드 블럭을 실행하기에 유효한지 검사

    new Thread(() => Run(i)).Start(); // 스레드 생성 

    // i 값이 증가하기 전에 스레드가 시작되면 원래 값이 들어간다.

}// i++ 값 증가 // i 값이 증가한 이후에 스레드가 시작되면 i + 1 값이 들어간다.

각 코드 진행 상황에 대한 해설을 달자면 위와 같다. i값이 증가한 이후에 스레드가 시작되는 것이 문제로 스레드가 시작되기 전까지 전달되는 값이 변하지 않을 것에 대한 보장이 필요한 상태이다.

이를 위해서 코드를 다음과 같이 변경해보자.

class ThreadTestProgram

{

    public static int DeviceNum = 10;

 

    public static void Main(string[] args)

    {

        for (int i = 0; i < DeviceNum; i++)

        {

            int idx = i; // i 값이 바뀌어도 상관없도록 임시 변수에 값을 전달하여 스레드의 매개 변수로 사용

            new Thread(() => Run(idx)).Start();

        }

    }

 

    public static void Run(int idx)

    {

        // 디바이스 인덱스에 따라서 스레드 별로 각 디바이스와 연결하는 작업...

        Console.WriteLine(idx);

    }

}

위의 임시 코드처럼 i의 값을 임시 변수에 전달해서 스레드에 매개변수로 전달하면 i값이 증가해도 idx의 값은 증가하지 않기 때문에 스레드가 실행될 때까지 값이 변조되지 않을 것이다.

실제로 코드를 컴파일해보면 실행순서는 섞여있지만 각 스레드가 디바이스 인덱스로 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9를 받은 것을 확인할 수 있다.

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Tutorial (7)

애니메이션

작성 기준 버전 :: 2018.3.2f1

[튜토리얼의 내용을 유튜브 영상을 통해서도 확인하실 수 있습니다.]

게임에서 캐릭터가 어떠한 동작도 하지 않고 가만히 멈춘 채로 플레이어가 입력하는 대로 움직이가만 한다면 그 게임은 과연 어떤 느낌일까? 아마 그것은 굉장히 기괴한 모습이거나, 게임이 완성되지 못한 느낌일 것이다. 이렇듯이 애니메이션은 게임에 생동감을 불어넣는 중요한 요소이다.

메카님(Mecanim)

유니티에서 지원하는 애니메이션 시스템을 유니티 측에서는 메카님이라고 이름을 붙였다. 이 메카님 시스템은 기본적인 애니메이션 기능은 물론 애니메이션 레이어, 애니메이션 블렌드, 애니메이션 리타게팅 등의 다양한 기능을 제공한다. 애니메이션과 관련된 고급 기능들은 이후에 다른 섹션을 통해서 알아보도록 하고 이번 섹션에는 메카님 시스템의 기초적인 애니메이션 기능을 알아보도록 하자.

애니메이션 클립과 애니메이터 컨트롤러(Animation Clip & Animator Controller)

유니티의 애니메이션 시스템은 해당 오브젝트가 어떻게 움직여야 하는지에 대한 정보들이 포함된 애니메이션 클립과 플로우 차트와 같은 방식으로 애니메이션 클립들을 구조화하여 현재 어떤 클립이 재생되어야 하고 언제 애니메이션이 변경되어야 하는지 등을 추적하는 상태머신 형태의 애니메이터 컨트롤러로 이루어진다.

애니메이터 컨트롤러와 애니메이션 클립의 아이콘 형태는 다음과 같다.

애니메이션 클립을 만드는 방법은 크게 두 가지가 있다. 첫 번째는 3ds Max나 Maya 같은 외부의 프로그램으로 애니메이션을 만들어서 임포트 하는 것이고, 다른 하나는 유니티에서 직접 애니메이션 키를 잡아서 클립을 만드는 것이다.

3ds Max 같은 외부 프로그램에서 애니메이션을 만들어서 임포트하는 방식은 3D 모델링의 애니메이션을 만들고자 할 때 주로 사용하며 유니티 엔진에서 직접 키를 잡아서 애니메이션 클립을 만드는 것은 비교적 간단한 애니메이션이나 UI 애니메이션을 만들고자 할 때 사용하는 빈도가 높다.

외부에서 만든 애니메이션 임포트하기

우선은 외부에서 만들어진 애니메이션을 임포트하는 방법을 배워보자. 연습용 애니메이션은 위의 첨부파일을 다운로드 받으면 된다. 다운 받은 압축파일의 압축을 해제하면 BoxMan@Run.FBX, BoxMan@Stand.FBX, BoxMan@Walk.FBX, BoxMan@Attack.FBX 네 개의 FBX 파일이 나올 것이다. 일반적으로 외부의 3D 모델링 프로그램을 통해 만들어진 애니메이션들은 FBX 확장자를 가진 것을 사용한다.

이렇게 받은 네 개의 파일을 유니티 엔진의 프로젝트 뷰로 드래그&드롭 한다. 그렇게 하면 네 개의 파일이 우리의 프로젝트에 포함되는 것을 확인할 수 있다.

임포트된 FBX 파일은 프로젝트 뷰에서 파란 직육면체에 종이가 붙은 아이콘으로 표현되며, 그 앞의 작은 삼각형을 클릭해서 접힌 부분을 열면 그 아래에 애니메이션 클립이 포함되어 있는 것을 확인할 수 있다.

이 FBX 파일을 선택한 상태로 인스펙터 창에서 애니메이션의 이름이나 길이, 반복 여부 등을 수정할 수 있다.

유니티 엔진에서 직접 애니메이션 클립 만들기

유니티 엔진에서 직접 애니메이션 클립을 만드는 방법을 배우기 위해서는 우선 씬에 애니메이션 클립을 만들 게임오브젝트 하나를 생성한다.

그리고 생성된 오브젝트를 선택한다. 

그 다음에 상단 메뉴바에서 Window>Animation>Animation을 선택하거나 Ctrl+6 단축키를 누르면 애니메이션을 수정할 수 있는 애니메이션 패널이 열린다.

아직 큐브에는 다른 애니메이션이 없기 때문에 애니메이션 클립을 생성하게 도와주는 Create 버튼만 보인다. 유니티 엔진에서 애니메이션 클립을 직접 만들기 위해서는 이 버튼을 사용하면 된다. 이 버튼을 클릭한다.

그러면 애니메이션 클립 생성 및 저장을 위한 대화상자가 뜨는데 CubeRotating.anim 이라는 이름으로 애니메이션 클립을 하나 생성하자.

애니메이션 클립이 생성되면 애니메이션 창에 타임라인이 표시된다.

이제 큐브가 회전하는 애니메이션을 추가하기 위해서 Add Property 버튼을 누르고 Transform 항목의 Rotation의 + 버튼을 눌러준다.

로테이션 프로퍼티가 추가되면 타임라인의 1초 지점을 클릭하고 Rotation.y 값을 360으로 설정한다.

그 다음 애니메이션 창의 재생 버튼을 눌러보면 화면에 배치된 큐브가 회전하는 것을 확인할 수 있다.

유니티 엔진에서 직접 만들어지는 애니메이션 클립은 대부분 이런 과정을 통해서 만들어지며 일반적으로 간단한 애니메이션이나 UI 애니메이션을 만들 때 사용되는 경우가 많다.

애니메이터 컨트롤러

애니메이션 클립에 대해서 설명했으니 이제 애니메이터 컨트롤러에 대해서 이야기할 차례이다. 앞서 이야기 했듯이 애니메이션 클립이 한 동작에 대한 애니메이션이라면 애니메이터 컨트롤러는 여러 애니메이션 클립을 모아서 오브젝트가 어느 시점에 어떤 애니메이션을 어떻게 재생할지 결정하는 역할을 한다.

애니메이터의 기본적인 구성요소는 스테이트(State), 트랜지션(Transition), 파라미터(Parameter) 이렇게 세 가지이다.

스테이트(State)

스테이트는 일반적으로 애니메이터에서 애니메이션 클립을 담고 있는 하나의 상태로, 지금 어느 애니메이션 클립이 재생되어야 하는가를 표현한다.

스테이트 중 하나를 클릭하여 선택하면 인스펙터 창에서 현재 선택된 스테이트의 정보를 확인하고 수정할 수 있다. 스테이트의 이름을 바꿀 수 있는 것은 물론이고 Motion 프로퍼티에는 현재 스테이트가 재생할 애니메이션 클립을 설정할 수 있고 Speed 프로퍼티를 통해서 애니메이션이 재생될 속도 역시 설정할 수 있다.

또한 위 예시 이미지에서 배치된 스테이트들은 애니메이터의 가장 기본적인 스테이트들로 스테이트당 하나의 애니메이션 클립을 담는다. 애니메이션 클립 하나를 담는 스테이트 이외에도 파라미터 값에 따라서 여러 애니메이션을 블랜딩해주는 블랜드 트리나, 여러 스테이트들을 담을 수 있는 서브-스테이트 머신이 있다. 추가적인 내용은 다른 파트에서 다루도록 하겠다.

특수한 스테이트

예시로 보여진 애니메이터 컨트롤러의 그래프를 보면 일반적인 노드는 회색의 사각형으로 표시되고 있는데, 그 외에 특별한 형태의 노드를 볼 수 있다. 

첫 번째는 엔트리(Entry)다. 엔트리는 애니메이션이 처음 시작될 때의 진입점을 의미한다.

이 엔트리에서 제일 처음으로 연결된 노드는 주황색으로 표시되며, 게임오브젝트가 활성화되어 애니메이션이 시작되면 이 주황색으로 표시된 애니메이션부터 재생이 시작된다.

노드를 기본 스테이트로 만들기 위해서는 기본 스테이트로 만들고자 하는 노드를 우클릭하고 [Set as Layer Default State] 항목을 선택하면 된다.

두 번째는 모든 스테이트(Any State) 노드이다. 이 노드는 애니메이터가 어떤 애니메이션을 재생하고 있는 상태이던 간에 트랜지션의 조건이 만족되면 무조건 다음 스테이트로 넘어가서 애니메이션을 재생하게 만든다.

예를 들어 캐릭터가 걷는 중이든, 가만히 서있는 중이든, 아니면 포션을 마시는 중이었든, 큰 데미지를 입어서 죽으면, 바로 Die 스테이트로 넘어가도록 하는 것이다.

마지막으로 엑시트(Exit) 노드이다. 엑시트 노드는 애니메이터의 흐름이 한 번 끝났음을 의미하고, 엑시트 노드를 통과하면 엔트리 노드로부터 다시 애니메이터의 흐름이 다시 시작된다.

파라미터(Parameter)

애니메이터의 파라미터는 한 애니메이션에서 다른 애니메이션으로 전환되는 조건이 되는 변수의 역할을 한다. Parameters에서 + 버튼을 누르면 추가할 파라미터의 종류를 선택할 수 있다. 파라미터의 종류로는 Float, Int, Bool, Trigger가 있으며 Float는 소수점을 나타낼 수 있는 실수, Int는 정수, Bool는 참/거짓을 표현하는 논리 변수이며, Trigger는 Set되면 True가 되고 해당 Trigger가 걸린 트랜지션을 통과하면 자동으로 False로 바뀌는 타입이다.

트랜지션(Transition)

트랜지션은 애니메이터에서 스테이트와 스테이트 사이를 이어주는 것이다. 스테이트 사이를 이어줄 때, 애니메이션이 어느 방향으로 흘러갈지 방향을 정할 수 있다. 그 외에도 트랜지션을 선택하면 인스펙터 창을 통해서 선택된 트랜지션이 실행될 조건이나, 한 스테이트에서 다른 스테이트로 넘어갈 때 애니메이션을 어떻게 블랜딩해줄 것인지 등을 설정할 수 있다.

이 외의 애니메이션과 관련된 포스트는 애니메이션 카테고리에서 확인할 수 있다.

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머티리얼 인스턴싱 :: 머티리얼 파라미터와 머티리얼 인스턴스

작성 기준 버전 :: 4.21.1

언리얼 엔진에서 표준 머티리얼을 생성하고 수정하는 작업은 꽤나 시간을 많이 소모하는 작업에 속한다. 특히 머티리얼을 수정하고 실제 엔진에 적용되는 시간이 꽤나 걸린다.

수정 작업이 머티리얼의 그래프를 수정해야하는 작업이라면 감수할 수 밖에 없는 시간 소모이지만, 머티리얼 그래프에 대한 수정이 아니라 단순 수치 조정에 불과한 작업이라면 적당한 수치를 찾을 때까지 소모하는 시간이 만만치 않게될 것이다.

혹은 머티리얼 A와 머티리얼 B의 동작은 똑같지만 텍스쳐가 다르거나 러프니스 값이 달라서 반짝임 정도만 다르다고 할 때, 완전히 새로운 표준 머티리얼을 만드는 것은 분명히 시간과 노력의 낭비가 될 것임에 틀림이 없다.

이러한 시간 소모를 줄이기 위해서 언리얼 엔진에서는 표준 머티리얼에 값이나 텍스쳐 등을 바꿀 수 있는 머티리얼 파라미터(Material Parameter)와 표준 머티리얼을 상속받아 머티리얼 파라미터를 수정해서 다른 머티리얼처럼 사용할 수 있는 특수한 유형의 머티리얼인 머티리얼 인스턴스(Material Instance)를 제공한다.

이렇게 표준 머티리얼에서 바리에이션이라고 할 수 있는 머티리얼 인스턴스를 만드는 작업을 머티리얼 인스턴싱(Material Instancing)이라고 한다.

우선 파라미터와 인스턴스를 배우기 이전에 프로젝트에서 새 머티리얼을 추가하자. 머티리얼을 추가하는 방법은 콘텐츠 브라우저 패널에서 신규 추가 버튼을 누른 다음 머티리얼 항목을 선택하면 된다.

새로 추가한 머티리얼의 이름은 TestMaterial로 하자. 생성된 머티리얼을 더블클릭하면 머티리얼 에디터가 열린다.

머티리얼 파라미터(Material Parameter)

머티리얼 파라미터란 표준 머티리얼을 다시 컴파일하지 않고도 머티리얼 인스턴스에서 머티리얼을 수정할 수 있도록 해주는 특수한 머티리얼 표현식이다. 이 머티리얼 파라미터 노드는 표준 머티리얼의 머티리얼 그래프 안에서 다른 노드과 비슷하게 동작하지만, 머티리얼을 컴파일하고 머티리얼 인스턴스에서 사용할 때는 머티리얼 파라미터의 값을 실시간으로 수정하거나, 머티리얼을 새로 컴파일하지 않고도 머티리얼의 모양과 느낌을 다르게 바꿀 수 있다.

머티리얼 파라미터 생성하기

기존 머티리얼 노드를 파라미터로 변환

기존의 머티리얼 노드에 우클릭하여 파라미터로 변환을 선택하면 머티리얼 파라미터로 변환된다.

이 방법이 머티리얼 파라미터를 만드는 가장 간단한 방법이지만, 머티리얼 그래프에서 모든 노드가 머티리얼 파라미터로 변환되지는 않는다. 파라미터로 변환 메뉴는 머티리얼 파라미터로 변환이 가능한 노드에서만 표시된다.

팔레트에서 파라미터 추가하기

머티리얼 에디터의 팔레트 패널에서 Parameter를 검색하면 머티리얼 그래프에 추가할 수 있는 파라미터가 모두 나온다. 이중에 필요한 파라미터를 머티리얼 그래프에 드래그함으로써 머티리얼 파라미터를 추가할 수 있다.

우클릭 메뉴에서 파라미터 추가하기

머티리얼 그래프 빈 자리에 우클릭해서 뜨는 컨텍스트 메뉴에 Parameter를 검색해서 머티리얼 파라미터를 추가할 수 있다.

머티리얼 파라미터 이름 변경하기

머티리얼 파라미터의 이름은 매우 중요하다. 만약 C++ 코드나 블루프린트에서 머티리얼 파라미터의 값을 변경하고자 한다면 이 머티리얼 파라미터의 이름을 알고 있어야 하기 때문이다. 물론 여러개의 파라미터를 만들면 자동으로 Param, Param_1 같이 이름이 자동으로 지어지지만, 원활한 작업을 위해서는 파라미터의 이름을 명확하게 짓는것이 중요하다.

파라미터의 이름을 바꾸는 법을 배우기 전에 우선 머티리얼 그래프에 VectorParameter를 하나 추가하고 제일 위의 하얀색 소켓과 머티리얼의 베이스 컬러 소켓을 연결하자.

이 VectorParameter^[각주:1]는 머티리얼의 색상을 결정하는 파라미터로 사용할 것이다. 이 파라미터의 이름은 Color가 적당할 것이다. 그럼 이 파라미터의 이름을 Color로 바꾸는 방법을 배워보자.

방법 1. 머티리얼 파라미터의 이름 클릭

첫 번째 방법은 머티리얼 파라미터를 선택한 상태에서 파라미터의 이름을 클릭하는 것이다. 그러면 아래의 이미지와 같이 파라미터의 이름을 변경할 수 있게 된다.

방법 2. 디테일 패널에서 변경

두 번째 방법은 머티리얼 파라미터를 선택한 다음, 디테일 패널에서 Parameter Name을 변경하는 것이다.

파라미터의 이름을 변경하는 방법을 배웠으니 편한 방법을 선택해서 VectorParameter의 이름을 Color로 변경한다.

그 다음엔 ScalarParameter^[각주:2]를 두 개 만들고 이름을 각각 'Metallic', 'Roughness'로 정하고 메탈릭 소켓과 러프니스 소켓에 연결해주자.

머티리얼 파라미터 기본값 변경하기

표준 머티리얼에서는 머티리얼 파라미터의 기본값을 설정할 수 있다. 나중에 머티리얼 인스턴스를 처음 생성할 때, 머티리얼 파라미터의 기본값은 이것을 따르게 된다.

파라미터의 기본값은 머티리얼 파라미터 노드를 선택한 다음 디폴트 패널에서 수정할 수 있다.

표준 머티리얼에서의 Color 기본값은 {1.0, 0.5, 0.0, 0.0}으로 설정해주자.

기본값을 변경했다면, 상단의 메뉴바에서 적용 버튼을 누르고 저장 버튼을 누른 뒤, 머티리얼 에디터를 닫는다.

덤으로, 파라미터의 기본값을 변경했을 때 프리뷰에 적용되는 시간이 걸리고, 적용 버튼을 눌렀을 때 변경내용을 원본 머티리얼과 월드의 사용된 곳에 적용한다는 프로그레스바가 뜨는 것을 봤을 것이다. 지금은 머티리얼이 매우 간단하고 월드에 적용한 곳이 없어서 적용이 매우 빨랐지만, 복잡한 머티리얼이고 월드에 사용된 곳이 많았다면 이 적용되는 시간이 훨씬 길었을 것이다. 앞에서도 말했지만, 이러한 요소는 개발 시간을 소모하는 중요한 요소로 가능하다면 머티리얼 인스턴싱을 사용해서 개발 시간에 있어서 불필요하게 소모되는 시간을 줄여야 한다. 이것은 두 번 강조해도 모자람이 없는 일이다.

머티리얼 인스턴스(Material Instance)

머티리얼 인스턴스는 하나의 머티리얼을 부모로 상속받아서 그 부모 머티리얼의 구조대로 동작하되, 부모 머티리얼이 파라미터로 내어주는 부분을 수정해서 부모 머티리얼의 다양한 바리에이션을 만들어낼 수 있도록 하는 기능이다.

머티리얼 인스턴스 생성하기

머티리얼 인스턴스를 생성하기 위해서는 부모로 삼고자하는 머티리얼에 우클릭한 뒤 머티리얼 인스턴스 생성를 선택하면 된다.

머티리얼 파라미터 변경하기

머티리얼 인스턴스가 생성되고 나서 더블클릭해서 머티리얼 에디터를 열어보면 표준 머티리얼의 머티리얼 에디터와는 구성이 다른 것을 확인할 수 있다.

디테일 패널에서 부모인 TestMaterial 표준 머티리얼에서 파라미터로 공개한 파라미터들을 볼 수 있다. 각 파라미터의 앞에 있는 체크박스에 체크함으로써 해당 파라미터를 사용하고 수정할 수 있다.

Color 파라미터의 체크박스를 체크하고 값을 변경해보면 표준 머티리얼에서 값을 변경할 때와는 달리 리컴파일 없이 값을 빠르게 바꿀 수 있음을 확인할 수 있다.

콘스턴트 / 다이내믹 인스턴스

머티리얼 인스턴스 유형은 머티리얼 인스턴스 콘스턴트(Material Instance Constant), 머티리얼 인스턴스 다이내믹(Material Instance Dynamic) 두 가지가 있다.

머티리얼 인스턴스 콘스턴트(Material Instance Constant)

머티리얼 인스턴스 콘스턴트(MIC)는 실행시간 전에 한 번만 계산되는 머티리얼 인스턴스이다. 그렇기 때문에 게임플레이 도중에는 변경이 불가능하지만, 그 이상의 컴파일이 필요하지 않기 때문에 퍼포먼스 상에서의 이점이 있다.

머티리얼 인스턴스 다이내믹(Material Instance Dynamic)

머티리얼 인스턴스 다이내믹(MID)은 게임플레이 도중에 머티리얼 파라미터의 값을 계산하고 변경할 수 있는 머티리얼 인스턴스이다. 게임플레이 도중에 C++코드나 블루프린트 코드를 이용해서 머티리얼 파라미터의 값을 바꿀 수 있기 때문에, 캐릭터가 피격당했을 때 색깔이 바뀐다든지, 연속으로 발사해서 과열된 총열이 빨갛게 달아오르는 등의 연출을 사용한다든지 하는 다양한 연출을 할 수 있게 된다.

MID의 생성은 에디터가 아닌 C++ 코드나 블루프린트 그래프 내에서 이루어진다. Create Dynamic Material Instance 노드를 통해서 MID를 생성하고 Set Parameter Value 노드를 통해 파라미터들의 값을 변경할 수 있다.

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유니티 애니메이션 속도 조절 방법

게임을 제작할 때 개발자는 애니메이션의 속도에 관여해야하는 경우가 자주 발생한다. 대표적인 예시를 들자면 캐릭터의 공격 속도 수치가 변할 수 있는 게임에서 캐릭터의 공격 속도와 공격 애니메이션의 속도를 맞추기 위해 관여하는 것이다. 이러한 두 속도를 세심하게 맞추는데 실패한다면 캐릭터의 공격 애니메이션이 끝나지 않았는데 캐릭터가 이동을 한다던지, 공격 애니메이션과 데미지가 들어가는 타이밍이 다르다던지 하는 상당히 부자연스러운 상황이 발생하게 될 것이다. 이러한 상황은 게임의 타격감이라는 요소를 떨어뜨리는 심각한 문제가 될 수도 있다.

그렇게 때문에 적절한 순간에 애니메이션의 속도를 조절하는 방법을 알아둘 필요가 있다. 유니티에서는 애니메이션의 속도를 조절하는 방법을 여러가지 지원하는데 하나씩 알아보도록 하자.

방법 1 : Animator에서 선택한 State의 Speed를 Inspector 창에서 애니메이션 속도 직접 변경하기

위의 그림에서 표시된 Speed 값을 직접 변경하는 것으로 애니메이션의 속도를 변경할 수 있다. 하지만 이 방법은 게임 내에서 애니메이션의 속도가 동적으로 변경되지 않을 것이라는 보장이 있을 때에만 사용이 가능하다.

방법 2 : Animator를 소유한 스크립트에서 코드를 통해 애니메이션 속도 변경하기

다음은 스크립트에서 코드로 애니메이션의 속도를 변경하는 예제이다.

using UnityEngine;

public class AnimationSpeedExample : MonoBehaviour
{
    public float animSpeed = 1.0f;
    public Animator animator;
   
    // Update is called once per frame
    void Update ()
    {
        animator.speed = animSpeed;
    }
}

위의 코드를 이용하면 animSpeed라는 변수의 값이 변경될 때마다 Animator 내에 있는 애니메이션들의 속도가 자동으로 변하게 될 것이다. 이 방법은 자유롭게 게임이 실행되는 와중에 애니메이션의 속도를 변경할 수 있지만, animator.speed를 통해서 애니메이션의 속도를 조절하면 해당 animator에 속하는 모든 애니메이션의 속도가 변한다는 단점이 있다. 예를 들자면, 공격 모션의 속도를 빠르게 하기 위해 speed를 1에서 2로 바꾸었는데, 공격 모션 뿐만 아니라, 이동 모션, 대기 모션 등 모든 모션의 속도가 2배 빨라지는 현상이 나타날 수 있다는 것이다. 그렇기 때문에 이 방법은 애니메이션이 블랜드되는 상황에서는 사용하기 부적합하며, 속도를 빠르게 한 애니메이션의 출력이 끝난 이후에는 다음 애니메이션의 정상적인 출력을 위해서 속도 값은 원상복귀시켜 주어야 한다는 단점이 존재한다.

방법 3 : Animator의 Parameter와 Multiplier를 이용한 애니메이션 속도 변경하기

공격 속도가 증가했는데 공격 애니메이션 이외의 애니메이션의 속도가 빨라지는 것은 부적절하며, 뛰어가면서 총을 쏜다던가 하는 방법의 애니메이션 블랜드에서는 모든 애니메이션의 속도가 변경되면 좋지 않다는 것을 앞선 방법에서 이야기했다. 그렇다면 우리가 알아야 할 방법은 속도의 변경이 필요하지 않은 애니메이션은 놔두고, 필요한 몇몇의 애니메이션의 속도만 조절하는 것이다.

이 방법을 위해서 필요한 것은 Animator의 Parameter와 Multiplier라는 것이다.

Animator의 parameter

Animator에서 State를 선택했을 때, Inspector 창에서 찾을 수 있는 Multiplier

이 방법을 적용하는 순서는 다음과 같다.

1. Animator의 Parameter에서 +를 눌러서 float형의 "AttackSpeed"라는 parameter를 만들어 준다.

2. 속도를 조절하고자 하는 State를 선택하고 Multiplier의 Parameter를 체크하고 추가한 AttackSpeed를 선택한다.

3. 속도 변경을 위해 animator의 "AttackSpeed" parameter를 변경하는 코드를 작성한다.

using UnityEngine;

public class AnimationSpeedExample : MonoBehaviour
{
    public float animSpeed = 1.0f;
    public Animator animator;
   
    // Update is called once per frame
    void Update ()
    {
        animator.SetFloat("AttackSpeed", animSpeed);
    }
}

위의 과정을 끝내고나면 Animator.SetFloat()을 통해 원하는 parameter의 값을 조정해 주는 것만으로 원하는 애니메이션의 속도를 조절할 수 있게 된다.

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