환경 쿼리와 트레이싱 기본 활용

지난 절에서 콜리전 시스템의 기본 개념과 On Hit, On Overlap 이벤트를 통한 상호작용 방식에 대해 알아보았습니다. 이러한 이벤트는 주로 오브젝트들이 '실제로 겹치거나 부딪혔을 때' 사용됩니다. 하지만 게임플레이에서는 오브젝트가 실제로 충돌하지 않더라도, 특정 영역 내에 무엇이 있는지, 특정 방향에 무엇이 막고 있는지 등 환경에 대한 정보를 미리 '쿼리(Query)'하거나 '탐색(Trace)'해야 할 때가 많습니다.

이번 절에서는 언리얼 엔진에서 환경에 대한 정보를 얻기 위한 강력한 도구인 환경 쿼리와 트레이싱(Tracing) 의 기본적인 활용 방법에 대해 자세히 알아보겠습니다.

환경 쿼리와 트레이싱이란 무엇인가?

환경 쿼리(Environment Query) 는 특정 조건에 맞는 환경 정보를 질의하는 포괄적인 개념입니다. 언리얼 엔진에서는 주로 EQS (Environment Query System) 를 통해 구현되지만, 여기서는 좀 더 기본적인 Trace 기능을 이용한 쿼리 방식을 다룹니다.

트레이싱(Tracing) 가상의 선(Line) 또는 형태(Shape)를 월드에 발사하여 중간에 특정 콜리전(Collision)을 가진 오브젝트와 교차하는지 감지하는 메커니즘입니다. 이는 물리 시뮬레이션의 영향을 받지 않고, 오직 콜리전 메시만을 사용하여 빠르고 정확하게 환경 정보를 얻을 수 있습니다.

환경 쿼리와 트레이싱이 필요한 이유

시야/가시성 검사: AI가 플레이어를 볼 수 있는지, 플레이어가 엄폐물 뒤에 있는지 확인합니다.
길 찾기/도달 가능성: 특정 지점으로 이동하는 경로가 막혀있는지 확인하거나, 점프 가능한 지점을 찾습니다.
공격/능력 범위 판정: 총알이나 스킬이 적에게 명중했는지, 범위 내에 적이 있는지 판정합니다.
상호작용 감지: 플레이어의 시선 앞에 상호작용 가능한 오브젝트(문, 스위치, 아이템)가 있는지 감지합니다.
배치 검사: 오브젝트를 배치할 때 다른 오브젝트와 겹치지 않는지 확인합니다.

트레이싱의 종류와 활용

트레이싱은 발사하는 가상의 형태에 따라 여러 종류가 있습니다. 가장 흔하게 사용되는 트레이싱은 다음과 같습니다.

라인 트레이스 (Line Trace)

가장 기본적인 트레이싱으로, 한 지점에서 다른 지점까지 직선을 발사합니다.

블루프린트 노드
- Line Trace By Channel: 특정 콜리전 채널을 사용하여 트레이스합니다.
- Line Trace By Object Types: 특정 오브젝트 타입만을 대상으로 트레이스합니다.
- Line Trace For Objects: 특정 오브젝트 클래스만을 대상으로 트레이스합니다.
주요 입력 핀
- Start: 트레이스를 시작할 월드 위치 (Vector)
- End: 트레이스가 끝날 월드 위치 (Vector)
- Trace Channel / Object Types / Object Classes: 어떤 콜리전 채널/오브젝트 타입을 검사할지 지정합니다.
- Ignore Actors: 트레이스에서 무시할 액터 배열 (예: 트레이스 발사 액터 자신)
- Draw Debug Type: 디버그 라인을 그릴지 여부 (None, For One Frame, For Duration)
주요 출력 핀 (Out Hit 구조체)
- Blocking Hit: 트레이스가 무엇인가에 의해 막혔는지 (Bool)
- Hit Actor: 충돌한 액터 (Actor Reference)
- Hit Component: 충돌한 컴포넌트 (Primitive Component Reference)
- Hit Location: 충돌이 발생한 월드 위치 (Vector)
- Hit Normal: 충돌 지점의 표면 법선 벡터 (Vector)
- Distance: 시작점부터 충돌 지점까지의 거리 (Float)
- Impact Point: 충돌 지점 (Hit Location과 같거나 약간 다를 수 있음)
- Impact Normal: 충돌 지점의 표면 법선 (Hit Normal과 같거나 약간 다를 수 있음)

활용 예시

총알 명중 판정

Start는 총구 위치, End는 총구 위치 + 총구 방향 * 최대 사거리로 설정.
Trace Channel은 Visibility (가시성) 또는 커스텀 Projectile 채널.
Hit Actor가 플레이어/적일 경우 데미지 적용. Hit Location에 총알 박히는 이펙트 생성.

블루프린트 로직

(Shoot Event)
-> Line Trace By Channel (Start: GetMuzzleLocation, End: MuzzleLocation + ForwardVector * 5000, Trace Channel: Visibility)
-> Branch (Out Hit -> Blocking Hit)
    -> True:
        -> Break Hit Result (Get Hit Actor, Get Hit Location, Get Hit Normal)
        -> Spawn Emitter At Location (Location: Hit Location, Rotation: Make Rot From Z(Hit Normal))
        -> Apply Damage (Target: Hit Actor, Damage Amount: 20)

AI 시야 검사
- Start는 AI의 눈 위치, End는 플레이어 캐릭터의 위치.
- Trace Channel은 Visibility.
- Ignore Actors에 AI 자신을 추가.
- Blocking Hit가 True이고 Hit Actor가 플레이어가 아니라면 (즉, 중간에 장애물이 있다면) 플레이어를 볼 수 없음.

Box/Sphere/Capsule Trace

선형 트레이스 대신 특정 형태를 월드에 발사하여 콜리전을 감지합니다. 특정 범위 내의 오브젝트를 찾거나, 더 넓은 영역의 충돌을 검사할 때 유용합니다.

블루프린트 노드
- Box Trace By Channel / Sphere Trace By Channel / Capsule Trace By Channel
주요 입력 핀
- Start: 트레이스 시작 위치
- End: 트레이스 끝 위치
- Half Size (Box) / Radius (Sphere) / Radius, Half Height (Capsule): 트레이스 형태의 크기
- Orientation (Box/Capsule): 트레이스 형태의 회전 (Rotator)
- 나머지 핀은 라인 트레이스와 유사합니다.
주요 출력 핀
- 단일 Out Hit (가장 먼저 충돌한 오브젝트) 또는 Out Hits (충돌한 모든 오브젝트 배열, Multi 버전의 트레이스 노드 사용 시)

활용 예시

근접 공격 범위 판정
- 캐릭터 전방에 Sphere Trace 또는 Box Trace를 짧게 발사.
- Trace Channel을 Pawn 또는 Character로 설정하여 적만 감지.
- Multi 버전을 사용하여 범위 내 모든 적을 감지하고 데미지 적용.
환경 배치 검사
- 새 오브젝트를 배치하려는 위치에 Box Trace를 발사하여 기존 오브젝트와 겹치는지 확인.
- 겹칠 경우 빨간색으로 표시하거나 배치 불가능 처리.

트레이싱 디버깅

Draw Debug Type 핀을 For Duration 또는 For One Frame으로 설정하여 트레이스 라인이나 형태를 시각적으로 확인하는 것이 디버깅의 핵심입니다.

For One Frame: 매 프레임마다 트레이스를 그려 한 순간의 상태를 확인합니다.
For Duration: 일정 시간 동안 트레이스를 그려서 지속적인 움직임에 따른 트레이스 변화를 확인합니다.

트레이싱 사용 시 고려사항

콜리전 설정의 중요성: 트레이싱은 액터의 콜리전 설정(Object Type, Trace Responses)에 따라 결과가 달라집니다. 원하는 대로 작동하지 않는다면 액터의 콜리전 설정을 다시 확인해야 합니다.
성능: 트레이싱은 비교적 저렴한 연산이지만, 너무 자주(예: 매 프레임, 많은 액터에서) 긴 거리를 트레이스하면 성능에 영향을 줄 수 있습니다. 필요한 경우에만 실행하고, 거리를 최소화하는 것이 좋습니다.
정확도 vs. 성능: Trace는 물리 시뮬레이션보다 빠르지만, 완벽한 물리 반응(예: 충돌 시 오브젝트 튕겨 나가기)을 제공하지는 않습니다. 용도에 맞게 선택해야 합니다.
오너십 및 네트워크: 멀티플레이어 환경에서는 트레이스 로직을 주로 서버에서 실행하는 것이 안전합니다. 클라이언트에서 트레이스 결과에 따라 중요한 게임플레이 로직을 처리하면 클라이언트 조작의 여지가 생길 수 있습니다. (예: 총알 명중 판정은 반드시 서버에서!)

환경 쿼리와 트레이싱은 게임 세계의 정보를 얻고, AI의 의사결정, 플레이어의 상호작용, 전투 시스템 등 다양한 게임플레이 로직을 구현하는 데 필수적인 도구입니다. 콜리전 시스템과 함께 이들을 능숙하게 활용하는 것이 언리얼 엔진 개발의 핵심 역량 중 하나입니다.

이번 절에서는 언리얼 엔진에서 환경에 대한 정보를 얻기 위한 강력한 도구인 트레이싱(라인 트레이스, 박스 트레이스 등)의 기본적인 활용 방법과 디버깅 팁에 대해 알아보았습니다. 트레이싱은 게임플레이 로직 구현에 필수적인 요소입니다.