Bu derste oyunun haritası 🗺️
- Durum ve geçiş — trafik ışığından Pac-Man’e
- Bir nöbetçi tasarlayalım — canlı FSM
- Kod: üç yol — switch, durum sınıfları, geçiş tablosu
- Sorunlar — titreme, durum patlaması, spagetti
- Hiyerarşik ve yığınlı FSM — durumların içinde durumlar
- Gerçek oyunlarda — Doom, Metal Gear, Hollow Knight, Unity Animator
- Kütüphaneler — UnityHFSM, PlayMaker, StateTree, XState, transitions
…devriye gezen, ses duyunca araştıran, sizi görünce kovalayan ve canı azalınca kaçan bir düşman tasarlayabilecek, onu üç farklı şekilde kodlayabilecek ve bir FSM kütüphanesini projenize ekleyebileceksiniz.
“Normalde devriye gezer. Bir ses duyarsa gidip bakar. Sizi görürse kovalar, yaklaşınca ateş eder. Canı azalırsa kaçar.”
- Kalın kelimeler: nöbetçinin durumları — aynı anda sadece birindedir.
- “-ırsa / -erse” ile başlayan kısımlar: geçişler ve koşulları.
- Tebrikler: az önce bir sonlu durum makinesi tasarladınız. Kodun geri kalanı bu cümlenin tercümesi.
🎯 Bu konu için bilmeniz gerekenler
Yeşil = gerekli · kesikli = faydalı ama şart değil. Tıklayınca ilgili sunuma gider.
Mini sözlük
| finite state machine (FSM) | sonlu durum makinesi | Sonlu sayıda durum + aralarındaki geçişler |
| state | durum | Karakterin o anki “modu”: devriye, saldırı… |
| transition · condition | geçiş · koşul | Bir durumdan diğerine ok · okun ne zaman izleneceği |
| event | olay | Geçişi tetikleyen anlık bilgi: “ses duyuldu” |
| entry / exit action | giriş / çıkış eylemi | Duruma girerken / çıkarken bir kez yapılan iş |
| hierarchical FSM (HFSM) | hiyerarşik FSM | Durumların içinde alt durum makineleri |
| pushdown automaton | yığınlı otomat | Durumları yığında tutan, “önceki duruma dön” bilen FSM |
| hysteresis | histerezis (gecikme) | Girmek ve çıkmak için farklı eşikler: titremeyi önler |
- durum ve geçiş
- bir nöbetçi tasarlayalım
- kod: üç yol
- sorunlar ve çözümler
- hiyerarşik ve yığınlı FSM
- gerçek oyunlarda FSM
- kütüphaneler ve entegrasyon
Her yerde durum makineleri
- Sonlu sayıda durum: 3
- Aynı anda tek aktif durum
- Oklar: geçişler; üstündeki yazı: koşul
- Diğer örnekler: kapı (açık/kapalı/kilitli), içecek makinesi, asansör, oyun menüleri, karakter animasyonları (dur/yürü/koş/zıpla)
- 🎒 Bir FSM diyagramı = yönlü graf (Yönlü Graflar sunumu): düğüm = durum, kenar = geçiş
Önce bir kedi: “şu an ne yapıyor?” ve “ne olursa değişir?” 🐱
Bir durum makinesi iki sorudan ibarettir. Durum = şu an ne yapıyor (kutular). Geçiş = ne olursa başka bir şey yapmaya başlar (oklar; üstündeki yazı olay). Senaryoları oynatın, sonra olay düğmelerine kendiniz basın.
📸 Oyundan bir kare: Pac-Man (1980)
Görsel: Pac-Man gameplay, Bandai Namco Entertainment America, Wikimedia Commons, CC BY 3.0
Pac-Man hayaletleri bir FSM’dir
- Y1’deki demo: zamanlayıcıyla DAĞIL ↔ KOVALA geçişi
- Güç hapı → KORKU (rastgele yürü, mavi ol)
- Her durumda farklı hedef kuralı çalışır
- Aslında bir de “yenildi → evine dön” durumu var. FSM’ler büyüdükçe diyagram karışır — birazdan göreceğiz.
- durum ve geçiş
- bir nöbetçi tasarlayalım
- kod: üç yol
- sorunlar ve çözümler
- hiyerarşik ve yığınlı FSM
- gerçek oyunlarda FSM
- kütüphaneler ve entegrasyon
Nöbetçinin beş durumu: her biri ne demek?
Ne yapar? Dört yol noktası arasında sakin sakin yürür.
Aklından geçen: “Her şey yolunda.”
Çıkış: oyuncuyu görürse ya da ses duyarsa.
Ne yapar? Sesin geldiği (ya da oyuncuyu son gördüğü) yere gider, durup etrafına bakınır.
Aklından geçen: “Orada bir şey mi vardı?”
Çıkış: görürse kovalar; 4 sn bir şey bulamazsa devriyeye döner.
Ne yapar? Oyuncuya doğru koşar.
Aklından geçen: “Gördüm seni!”
Çıkış: 60 birimden yakına gelirse saldırır; gözden kaybederse şüpheye düşer.
Ne yapar? Durur, oyuncuya döner, ateş eder.
Aklından geçen: “Menzildesin.”
Çıkış: oyuncu 90 birimden uzaklaşırsa yeniden kovalar; kaybederse şüphe.
Ne yapar? Oyuncudan uzaklaşır, bu sırada canı yavaşça dolar.
Aklından geçen: “Ölmek üzereyim!”
Giriş: hangi durumda olursa olsun can 30’un altına düşünce. Çıkış: can 70’i geçince devriye.
Durum = “şu an ne yapıyorum”. Geçiş = “ne olursa başka bir şey yapmaya başlarım”. Renkler sonraki slaytlardaki tablo, diyagram ve canlı demoda hep aynı.
Nöbetçinin geçiş tablosu
| şu anki durum | koşul | yeni durum |
|---|---|---|
| her durum | can < 30 | KAÇ |
| DEVRİYE | oyuncuyu görüyor | KOVALA |
| DEVRİYE | ses duydu | ŞÜPHE |
| ŞÜPHE | oyuncuyu görüyor | KOVALA |
| ŞÜPHE | 4 sn geçti | DEVRİYE |
| KOVALA | göremiyor | ŞÜPHE (son görülen yere git) |
| KOVALA | mesafe < 60 | SALDIR |
| SALDIR | göremiyor / mesafe > 90 | ŞÜPHE / KOVALA |
| KAÇ | can > 70 | DEVRİYE |
- DEVRİYE: yol noktaları arasında yürü
- ŞÜPHE: sesin geldiği yere git, etrafa bak
- KOVALA: oyuncuya koş
- SALDIR: dur, nişan al, ateş et
- KAÇ: oyuncudan uzaklaş, iyileş
Tablonun sırası önemli: “can < 30” kuralı önce kontrol edilir. Saldırıya 60’ta girip ancak 90’da çıkmasının sebebi birazdan (“titreme”).
Tablodan diyagrama: olayları siz verin 🎛️
Az önceki tablonun her satırı burada bir ok. Canlı oyundan önce nöbetçiyi elle yönetin: bir senaryo seçin ya da alttaki olay düğmelerine basın ve her seferinde önce tahmin edin: hangi kutuya geçecek, yoksa hiç kıpırdamayacak mı?
Demoyu okuma kılavuzu: ekranda ne var?
- Ok biçimli üçgen = nöbetçi. Rengi ve üstündeki yazı şu anki durumu. Altındaki çubuk canı.
- Soluk dilim = görüş konisi (110°, 260 birim). Oyuncuyu görünce kırmızıya döner.
- Yeşil daire = oyuncu. Fareyi alana sokunca siz olursunuz; fare alandan çıkınca oyuncu olduğu yerde kalır.
- Koyu dikdörtgenler = duvar: arkasındaki görülmez.
- Kesikli dikdörtgen = devriye yolu.
- Turuncu halkalar = duyulan ses (tıkladığınız yer).
- Diyagram: dolu kutu = şu anki durum. Kalın kırmızı ok = az önce kullanılan geçiş.
- Sayaçlar: nöbetçinin o anki algısı — can, oyuncuya mesafe, görüyor mu?
- “Son 5 sn’de geçiş”: çok yüksekse nöbetçi kararsız (titreme) demektir.
- Günlük: son geçişler ve zamanları.
Kontroller: fare = oyuncu · tıkla = ses çıkar · X = nöbetçiye ateş et (−25 can) · “1 kare” ile adım adım izleyin.
Nöbetçi FSM — canlı
- Nöbetçinin arkasında bir yere tıklayın (ses). ŞÜPHE durumuna geçip oraya gidiyor mu?
- Görüş konisine girin, sonra bir duvarın arkasına saklanın. KOVALA → ŞÜPHE geçişini izleyin: son gördüğü yere gidiyor.
- Yaklaşıp SALDIR’a geçirin, sonra klavyeden üç kez X’e basın (her biri −25 can). Can 30’un altına düşünce hangi durumda olursa olsun KAÇ’a geçiyor mu? Can 70’i geçince ne oluyor?
- ▶| 1 kare düğmesiyle tek tek ilerleyin: sağdaki diyagramda kırmızı ok = az önce kullanılan geçiş.
🔗 Dışarıda da deneyin: Stately görselleştirici (durum makinesini yazın, diyagramı canlı çizsin, olay gönderin) · Game Programming Patterns: State (bir platform kahramanının zıplama/eğilme hatalarından FSM’ye) · Pac-Man’s Ghosts Were Never a Team (hayalet modları).
🔗 Başka gözle: etkileşimli anlatımlar ve yazılar
Aynı konuyu başka bir anlatımla, kendi elinizle oynayarak görmek çok işe yarar. Kartlar yeni sekmede açılır; çoğu İngilizce ama görsel ve etkileşimli.
🎬 Ara: Half-Life’ın askerleri bir FSM’dir
The AI of Half-Life: Finite State Machines
AI and Games (Tommy Thompson) · YouTube’da aç
Az önce elle yönettiğiniz nöbetçinin 1998’deki atası: Half-Life’taki askerlerin ve yaratıkların durumları, bu durumlar arasındaki geçişler ve her durumda çalışan “görev listeleri”.
- durum ve geçiş
- bir nöbetçi tasarlayalım
- kod: üç yol
- sorunlar ve çözümler
- hiyerarşik ve yığınlı FSM
- gerçek oyunlarda FSM
- kütüphaneler ve entegrasyon
Yol 1: enum + switch (1/2)
Yol 1: enum + switch (2/2)
🎒 enum: sabit isimlerden oluşan tür — yazım hatası yapınca derleyici yakalar ("CAHSE" gibi string hataları sessizce bug olur!). Python’da enum.Enum, JS’te sabit nesne kullanılabilir.
🎒 Ön bilgi: arayüz ve çok biçimlilik
- Arayüz interface: “bu metotlara sahip olacağım” sözü.
IState: Enter, Update, Exit - Her durum bu sözü veren ayrı bir sınıf:
PatrolState,ChaseState… - Çok biçimlilik polymorphism: nöbetçi sadece
current.Update()der; hangi sınıfın kodu çalışacağına nesnenin türü karar verir - Python ve JS’te “arayüz” zorunlu değil: aynı isimli metotları yazmak yeter (ördek tipleme duck typing: “ördek gibi vaklıyorsa ördektir”)
Yol 2: durum sınıfları State pattern
Artı: her durum kendi dosyasında, giriş/çıkış eylemleri temiz. Eksi: geçişler sınıfların içine dağılmış — bütün resmi görmek zor.
Yol 3: geçiş tablosu (veri güdümlü) (1/2)
Yol 3: geçiş tablosu (veri güdümlü) (2/2)
Artı: bütün davranış tek bir tabloda; tasarımcı (hatta bir JSON/CSV dosyası) değiştirebilir. Bu, PlayMaker ve Unity Animator gibi görsel editörlerin arkasındaki fikir.
🎒 FSM kodundaki yeni ifadeler
| current?.Exit() | C# null-koşullu çağrı | “current null değilse Exit’i çağır”. Geleneksel: if (current != null) current.Exit(); |
| Func<Guard, bool> | C# fonksiyon türü | “Guard alıp bool döndüren fonksiyon” tutan değişken |
| g => g.hp < 30 · lambda g: g.hp < 30 | lambda / ok fonksiyonu | Adsız minik fonksiyon: “g’yi al, g.hp < 30 sonucunu döndür”. Geleneksel: bool LowHp(Guard g) { return g.hp < 30; } yazıp adını vermek |
| for frm, to, cond in table | demet açma | Tablodaki her satırı üç değişkene ayır |
| readonly Guard g | salt okunur alan | Yapıcıda bir kez atanır, sonra değişmez |
| "*" | joker | Bizim kuralımız: “her durumdan” |
📦 Tam kod: p5.js’te çalışan nöbetçi
Bütün program bu üç satırın etrafında döner: sense() algıyı toplar, nextState() geçiş tablosudur (laboratuvarda yazacağınız fonksiyon), act() her durumda ne yapılacağını söyler.
▶ Eksiksiz örneği aç — yaklaşık 150 satır, tek dosya, yorumlu. Sayfada hem oyun hem kodun tamamı var; “kodu kopyala” ile editor.p5js.org’a yapıştırın.
Deneyin:
- Çıkış eşiğini 90’dan 60’a çekin: titremeyi kendi gözünüzle görün.
- Görüş açısını 110°’den 40°’ye indirin: arkasından dolaşmak ne kadar kolaylaştı?
- Yeni durum: YARDIM_CAGIR — oyuncuyu ilk gördüğünde 1 sn dursun, sonra kovalasın.
🌱 Isınma kodu: trafik ışığı
draw() içinde bir zamanlayıcıyla çağırıp ışığın rengini state’e göre seçersiniz.🌱 Isınma kodu: kapı (olaylı FSM)
return state satırı bunu bedavaya sağlıyor. Bir FSM’nin gücü: izin verilmeyen geçiş, yazılmamış geçiştir.🧪 Canlı laboratuvar: nöbetçinin beynini yaz
🐍 Kod laboratuvarı — Python
if/elif bloğu. Eşikler: saldırıya giriş < 60, saldırıdan çıkış > 90, şüphe süresi 4 sn, iyileşme > 70.- durum ve geçiş
- bir nöbetçi tasarlayalım
- kod: üç yol
- sorunlar ve çözümler
- hiyerarşik ve yığınlı FSM
- gerçek oyunlarda FSM
- kütüphaneler ve entegrasyon
Titreme oscillation / flicker
Bu kopyada saldırıya giriş ve çıkış eşiği aynı (60) ve oyuncu (bot) nöbetçi yaklaştıkça yavaşça geri çekiliyor. Nöbetçi tam eşikte KOVALA ↔ SALDIR arasında saniyede defalarca gidip geliyor: “son 5 sn’de geçiş” sayacına ve diyagramdaki oka bakın. Histerezis kutusunu açın: çıkış eşiği 90 olur, titreme anında biter. İkinci kaynak: “algı hafızası” kapalıyken fareyle bir duvar köşesinin tam kenarında durun (KOVALA ↔ ŞÜPHE).
Titremeye üç çare
timeInState). İnsan da saniyede 10 kez fikir değiştirmez.Y1’deki kural: fikir değiştiren NPC, oyuncunun gözünde “bozuk YZ”dir. Titreme, yapay aptallığın en yaygın kaynağı.
Durum patlaması ve spagetti
Tasarımcı yeni istekler getiriyor:
- “Mermisi bitince şarjör değiştirsin” → hangi durumlardan? Kovalarken, saldırırken, kaçarken… her birine ok
- “Yaralı hâlde yürüyüş animasyonu farklı olsun” → Devriye-yaralı, Kovala-yaralı, … durum sayısı ikiye katlanır
- “Telefon çalınca konuşsun, sonra kaldığı yerden devam etsin” → nereden geldiğini nasıl bilecek?
N durumlu bir FSM’de olası geçiş sayısı ~N². 20 durumda diyagram bir spagetti tabağına döner.
- Hiyerarşi: durumları gruplara topla (HFSM)
- Yığın: “öncekine dön” (pushdown)
- Paralel FSM’ler: hareket ve silahı ayrı makinelerde yönet
- Büyük karakterlerde: davranış ağaçları (Y3) ve utility (Y4)
Paralel FSM’ler: çarpma yerine toplama
- Karakter aynı anda iki ayrı konuda karar veriyor: nasıl hareket ettiği ve silahıyla ne yaptığı.
- Hepsini tek makineye koyarsanız her birleşim ayrı bir durum olur: “yürü + hazır”, “yürü + ateş”, “yürü + şarjör”, “koş + hazır”…
- Yeni bir hareket (“sürün”) eklemek: üç yeni durum. Bir de “yaralı / sağlam” eklenirse: 3 × 3 × 2 = 18. Buna durum patlaması denir.
- Çözüm: her konu için ayrı bir makine; hepsi aynı anda çalışır. Karakterin durumu = makinelerin o anki durumlarının birleşimi.
- “Yürürken şarjör değiştir” için özel durum gerekmez: hareket makinesi “yürü”de, silah makinesi “şarjör”de.
- Gerektiğinde mesajlaşırlar: silah “ateş”e geçince harekete “koşmayı kes” der.
| konular | tek makine | paralel makineler |
|---|---|---|
| 3 hareket × 3 silah | 9 | 3 + 3 = 6 |
| 4 hareket × 4 silah × 3 sağlık | 48 | 4 + 4 + 3 = 11 |
| + 5 duygu durumu | 240 | 16 |
Unity’nin Animator penceresindeki katmanlar (layer) tam olarak budur: “bacaklar” ve “üst gövde” ayrı durum makineleridir; karakter koşarken şarjör değiştirebilir.
- durum ve geçiş
- bir nöbetçi tasarlayalım
- kod: üç yol
- sorunlar ve çözümler
- hiyerarşik ve yığınlı FSM
- gerçek oyunlarda FSM
- kütüphaneler ve entegrasyon
Hiyerarşik FSM HFSM
- Her durum kendi içinde bir FSM olabilir
- Üst seviyedeki geçiş (BARIŞ → SAVAŞ) içerideki bütün alt durumlar için geçerli: oklar azalır
- “Can < 30 → KAÇ” artık dört ayrı ok değil: iki yeşil ok (BARIŞ’tan ve SAVAŞ’tan). Devriye, Şüphe, Kovala, Saldır — hangisinde olursa olsun çalışır.
- Game AI Pro’daki örnek: gece bekçisi kasa ile kapı arasında devriye gezer. “Telefon çaldı → konuş → devriyeye dön” durumunu her devriye durumuna ayrı ayrı eklemek yerine, devriyeyi tek bir üst durum yaparsınız.
Problem: “işim bitince kaldığım yere döneyim”
- Nöbetçi devriye geziyor. Telefon çaldı: konuş. Konuşurken silah sesi geldi: alarm.
- Tehlike geçince ne yapmalı? Telefona dönmeli. Telefon bitince? Devriyeye.
- Oyun menüleri aynı kalıptır: ana menü → ayarlar → ses ayarları; “geri” tuşu bir önceki ekrana döner.
- Düz FSM’nin derdi: tek bir değişkeni var: “şu anki durum”. ALARM’a geçince TELEFON’da olduğunu unutur. Alarm bitince nereye döneceğini bilemez; herkes “varsayılan” duruma (devriye) atılır.
- Her kesinti için “önceki durum” değişkeni eklemek? Kesinti içinde kesinti olunca yetmez.
- Fikir: durumu tek değişkende değil, bir yığında tut (Yığınlar sunumu: son giren ilk çıkar). Yeni iş çıkınca üstüne koy (push); iş bitince üstten al (pop): altındaki, yani yarım kalan iş kendiliğinden geri gelir.
Adı nereden geliyor? “Pushdown automaton” = “aşağı iten otomat”: yeni durum eskileri yığında aşağı iter. “Otomat”, durum makinesinin eski adı. Türkçesi: yığınlı durum makinesi.
| olay | yığınlı FSM: yığın | şu an | düz FSM: tek değişken |
|---|---|---|---|
| başlangıç | DEVRİYE | devriye | DEVRİYE |
| 📞 telefon çaldı | DEVRİYE · TELEFON | telefon | TELEFON |
| 🔫 silah sesi | DEVRİYE · TELEFON · ALARM | alarm | ALARM |
| ✔ tehlike geçti | DEVRİYE · TELEFON | telefona döndü | ??? → DEVRİYE |
| ✔ telefon bitti | DEVRİYE | devriyeye döndü | DEVRİYE |
Dördüncü satır farkı gösteriyor: yığın, alarmın altında telefonu saklamıştı; düz FSM telefonu çoktan unutmuştu, yarım kalan konuşma havada kaldı.
Kurallar: (1) şu anki durum = yığının tepesi; (2) yalnızca tepedeki durum çalışır, alttakiler bekler; (3) bir durum “işim bitti” deyince yığından çıkar. Menülerde: her açılan ekran push, “geri” tuşu pop.
Yığınlı FSM pushdown automaton
Durumları bir yığında tut (Yığınlar sunumu!): yeni bir kesinti üste eklenir (push), bitince çıkarılır (pop) ve karakter otomatik olarak kaldığı yerden devam eder. Düz FSM tek bir değişken tuttuğu için nereden geldiğini unutur.
Yığınlı FSM — kod
🎒 Peek() / stack[-1]: yığının tepesine çıkarmadan bakmak. Python’da [-1] = son eleman.
- durum ve geçiş
- bir nöbetçi tasarlayalım
- kod: üç yol
- sorunlar ve çözümler
- hiyerarşik ve yığınlı FSM
- gerçek oyunlarda FSM
- kütüphaneler ve entegrasyon
📸 Oyundan bir kare: DOOM (1993)
info.c tablosundaki durumlardan birinde: ayakta bekliyor, yürüyor, saldırıyor ya da acı çekiyor.Görsel: DOOM oyun içi görüntüsü, id Software, Wikipedia (eğitim amaçlı adil kullanım)
📜 Doom (1993): kaynak kodda bir FSM
Doom’un Imp’i: animasyon kareleri ile YZ durumları aynı tabloda. A_Look oyuncuyu görünce “görme durumu”na, A_Chase yakın mesafede saldırı durumuna geçirir (p_enemy.c). 30 yıllık kod, bugün okuduğunuz FSM’nin aynısı.
🎒 Doom tablosunu okuyalım: bir satır = bir durum
Tablonun her satırı beş bilgi taşır. İlk satır üzerinden:
{SPR_TROO, 0, 10, {A_Look}, S_TROO_STND2, 0, 0}
| alan | değer | anlamı |
|---|---|---|
| sprite | SPR_TROO | Hangi yaratığın resimleri? TROO = “trooper”: oyundaki Imp (ateş topu atan kahverengi iblis). |
| kare | 0 | O yaratığın kaçıncı resmi çizilsin? (0 = A karesi, 1 = B…) |
| süre | 10 | Bu durumda kaç tic kalınsın? Doom saniyede 35 tic işler: 10 tic ≈ 0,29 sn. |
| eylem | A_Look | Bu duruma girildiğinde çağrılacak fonksiyon: “etrafa bak, oyuncu görünüyor mu?” |
| sonraki durum | S_TROO_STND2 | Süre dolunca geçilecek satır. |
Son iki sıfır kullanılmayan yedek alanlar. Satırların adı sağdaki yorumda: S_TROO_STND = “Imp, ayakta bekliyor”.
- STND → STND2 → STND → …: iki satır birbirini gösteriyor: sonsuz bir bekleme döngüsü. Her 10 tic’te resim değişiyor (nefes alıyor gibi) ve
A_Lookçağrılıyor. - Döngüden nasıl çıkılıyor? Tablodan değil, eylemden:
A_Lookoyuncuyu görürse durumu elleS_TROO_RUN1’e çevirir. “Sonraki durum” sütunu yalnızca “hiçbir şey olmazsa” yoludur. - RUN1 … RUN8: sekiz satırlık yürüme animasyonu; her 3 tic’te
A_Chase: oyuncuya doğru bir adım at, menzildeysen saldırı durumuna geç. - ATK1 → ATK2 → ATK3 → RUN1: iki karede hedefe dön (8 + 8 tic: oyuncunun kaçması için uyarı süresi), üçüncüde ateş topunu at, kovalamaya geri dön.
- PAIN → PAIN2 → RUN1: vurulunca 4 tic’lik sersemleme; sonra kovalamaya dön.
Aynı tablo, durum diyagramı olarak: Imp’in beyni
Bu sunumun başındaki nöbetçi FSM’siyle karşılaştırın: Devriye ↔ BEKLE, Kovala ↔ KOVALA, Saldır ↔ SALDIR. Fark yalnızca yazım biçiminde: orada switch, burada veri tablosu. Tabloyla yazılan FSM’ye “veri güdümlü” denir: davranışı değiştirmek için kodu değil veriyi değiştirirsiniz.
Oyunlardan FSM örnekleri
📸 Oyundan bir kare: Metal Gear Solid 2 (2001)
Görsel: Metal Gear Solid 2: Substance ekran görüntüsü, Konami, Wikipedia (eğitim amaçlı adil kullanım)
Metal Gear Solid 2: bütün üssün tek bir durum makinesi
- Burada FSM tek bir nöbetçinin değil, bütün üssün ortak durumudur: bir nöbetçi telsizle haber verince herkes aynı anda ALARM’a geçer.
- Geçişlerin çoğu süreye bağlı: KAÇIŞ ve DİKKAT’te ekranda geri sayan bir çubuk var. Sayaç bitene kadar saklanabilirseniz bir sonraki, daha sakin duruma geçilir.
Unity Animator da bir FSM
- Animator Controller: kutular = durumlar (Idle, Walk, Attack), oklar = geçişler, parametreler (Speed, IsAttacking) = koşullar
- Bir duruma StateMachineBehaviour betiği eklenebilir:
OnStateEnter,OnStateUpdate,OnStateExit - ⚠️ Tartışmalı: YZ mantığını Animator’a koymak hızlıdır ama animasyon ve karar birbirine karışır. Çoğu ekip kararı ayrı bir FSM’de verip Animator’a sadece parametre gönderir (
animator.SetBool("IsChasing", true)).
- durum ve geçiş
- bir nöbetçi tasarlayalım
- kod: üç yol
- sorunlar ve çözümler
- hiyerarşik ve yığınlı FSM
- gerçek oyunlarda FSM
- kütüphaneler ve entegrasyon
🧰 Kütüphaneler ve araçlar
| ad | platform | ne yapar / sınırları | nasıl eklenir |
|---|---|---|---|
| Animator + StateMachineBehaviour | Unity | Görsel FSM; animasyon için tasarlandı, YZ için sınırlı | Hazır (Window → Animation → Animator) |
| UnityHFSM | Unity (C#) | Kodla hiyerarşik FSM; hafif, ücretsiz, açık kaynak. Görsel editörü yok | Package Manager → Add from Git URL: https://github.com/Inspiaaa/UnityHFSM.git#upm |
| Stateless | C# (.NET, Unity) | Akıcı (fluent) API ile durum makinesi; hiyerarşi, korumalı geçişler. Oyun dışı projelerde de yaygın | NuGet; Unity’de DLL kopyalama |
| PlayMaker | Unity | Görsel FSM ile oyun mantığı (Hollow Knight, Hearthstone). Kod bilmeden üretim; büyük projede okunabilirlik zorlaşır | Asset Store (ücretli) |
| NodeCanvas | Unity | FSM + davranış ağacı + diyalog ağacı tek pakette | Asset Store (ücretli) |
| StateTree | Unreal Engine 5 | FSM ile davranış ağacının karışımı; Epic’in yeni önerilen aracı | Eklenti olarak etkinleştir |
| LimboAI | Godot 4 | Hiyerarşik FSM + davranış ağacı, görsel editör | AssetLib ya da GitHub |
| XState | JavaScript | Statechart’lar: hiyerarşi, paralel durumlar, görselleştirici (Stately) | npm install xstate |
| transitions · python-statemachine | Python | Hafif FSM; tetikleyiciler, koşullar, giriş/çıkış geri çağırmaları | pip install transitions |
Aynı nöbetçi, üç kütüphaneyle
Fark: UnityHFSM koşul güdümlü (her karede kontrol eder), XState ve transitions olay güdümlü (bir şey olunca siz haber verirsiniz). Oyunlarda ikisi de yaygın.
🧩 Projenize FSM eklerken: adım adım
- Kâğıtta çizin: durumlar, oklar, koşullar. Tabloya dökün (bu sunumdaki gibi).
- Algıyı ayırın:
SeesPlayer(),HeardNoisegibi fonksiyonlar FSM’nin dışında hesaplansın. - Önce en basit hâli: enum + switch ile 2–3 durum. Çalıştığını görün.
- Hata ayıklama görselleri: NPC’nin başına durum adını yazın (Unity:
OnDrawGizmos/Handles.Label). Bu sunumdaki demolar gibi. - Büyüdükçe: durum sınıflarına ya da bir kütüphaneye (UnityHFSM) geçin.
- Animasyonla bağ: FSM karar verir, Animator’a parametre gönderir.
🤖 Bu konuyu bir YZ kod asistanıyla yazarken
- Her karede
new ChaseState()üretmek (GC çöpü — durumları bir kez oluşturup saklayın) - Enter/Exit’i unutmak: animasyon, ses, zamanlayıcı sıfırlanmıyor
- “Her durumdan” geçişleri her duruma kopyalamak
- String durum adlarında yazım hatası (enum kullanın)
- Karar mantığını Animator geçişlerine gömmek
“Unity 6, C#. Bir Guard için enum + switch ile FSM yaz: durumlar Patrol, Suspicious, Chase, Attack, Flee. Geçiş tablosu şu: [tabloyu yapıştır]. Kovalamaya başlama mesafesi 8, bırakma mesafesi 12 olsun (histerezis). Her durum değişiminde Debug.Log yaz ve OnDrawGizmos ile durum adını karakterin üstüne çiz. Durum değişince Animator’a "State" int parametresi gönder.”
- Durum ve geçiş tablosunu isteğe siz yazın; asistana tasarımı değil kodu yaptırın
- Hangi yolu istediğinizi söyleyin (enum+switch / State pattern / UnityHFSM)
- Her geçişte
Debug.Logile durum yazdırmasını isteyin - Titreme önlemini (histerezis, minimum süre) açıkça isteyin
💬 Tartışma soruları
- Bugün kullandığınız, oyun olmayan bir şeyin (asansör, çamaşır makinesi, otomat, telefon kilidi) durumlarını ve geçişlerini sayın. Hangi geçiş yasak?
- Metal Gear Solid, nöbetçinin durumunu ekranda sayaçla gösteriyor. Aynı şeyi bir korku oyununda yapar mıydınız? Durumu göstermek ne zaman oyunu bozar?
- Nöbetçinize 6. bir durum ekleyeceksiniz: “arkadaşını yardıma çağır”. Kaç yeni ok çizmeniz gerekir? Bu sayı sizi neden rahatsız etmeli?
- Titreme (KOVALA ↔ ŞÜPHE) bir hata. Peki bir karakterin bilerek kararsız görünmesini isteyeceğiniz bir sahne olabilir mi? Nasıl tasarlardınız?
🚀 Proje ve araştırma önerileri
- [kolay] Trafik ışığı + yaya — p5.js’te trafik ışığı FSM’i ve ışığa uyan yayalar. Bonus: yaya butonu (olay güdümlü geçiş).
- [kolay] Pac-Man modları — Y1’deki Pac-Man demosuna korku modunu ve “yenildi → evine dön” durumunu ekleyin; diyagramını çizin.
- [orta] Gizlilik oyunu — Unity’de 3 nöbetçili bir oda: bu sunumdaki FSM + görüş konisi + MGS tarzı alarm evreleri (bütün nöbetçileri etkileyen global FSM).
- [orta] Yığınlı menü — Oyununuzun menülerini yığınlı FSM ile yazın (ana menü → ayarlar → ses → geri).
- [zor] HFSM boss — Üç fazlı bir boss: her faz bir üst durum, içinde 3–4 saldırı durumu. UnityHFSM ya da LimboAI ile.
- [araştırma] Doom’u okuyun — Doom kaynak kodunda (info.c, p_enemy.c) bir canavarın bütün durumlarını çıkarıp diyagramını çizin. A_Chase hangi koşullarda saldırıya geçiriyor?
Neler öğrendik? 🎒
- FSM: sonlu durum + geçişler; her an tek durum.
- Tasarım: önce tablo/diyagram, sonra kod.
- Kod: enum+switch (basit), durum sınıfları (düzenli), geçiş tablosu (veri güdümlü).
- Titreme: histerezis, hafıza, minimum süre.
- Durum patlaması → HFSM, yığınlı FSM, paralel FSM’ler.
- Gerçek oyunlar: Doom, MGS2, Half-Life, Hollow Knight, FFXV.
- Araçlar: Animator, UnityHFSM, PlayMaker, StateTree, LimboAI, XState, transitions.
- Sonraki: davranış ağaçları — büyük karakterler için daha modüler bir yol.
🎮 Bu sunumdaki oyunlar
Adı geçen oyunu tanımıyorsanız: oyuncuların kullandığı wiki sayfası ve oyunu kısaca gösteren bir video. ▶ video slaydın üstünde açılır (Esc ile kapanır); 🎯 işaretli bağlantılar doğrudan bu sunumdaki konuya gider.
Kaynaklar: videolar 🎬
The AI of Half-Life: Finite State MachinesAI and Games
An introduction to FSMs and the state patternThe Shaggy Dev
How NES Games Use State Machines For EverythingNesHacker
How to Make a State Machine for Enemy AI (Unity)LlamAcademy
How to Program in Unity: State Machines ExplainediHeartGameDev
HFSM for Unity – Hierarchical Finite State MachineApexionGame
Which AI Behavior Framework Should You Use?LlamAcademy
Metal Gear Solid 2: Alert / Evasion / Cautionoyun kaydı
📄 Akademik okumalar
Hiyerarşi, paralellik ve geçmiş: HFSM’nin akademik temeli.
FSM, HFSM, BT, utility, GOAP, HTN karşılaştırması; gece bekçisi örneği.
Üretimde kullanılan, veri güdümlü hafif bir FSM tasarımı.
AAA bir oyunda FSM ile davranış ağaçlarının birlikte kullanımı.