물리 기반 캐릭터 제어

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이전 절에서 물리 재질을 통해 오브젝트의 표면 특성을 세밀하게 조정하는 방법을 배웠습니다. 이제 레벨의 가장 중요한 요소 중 하나인 플레이어 캐릭터(Player Character) 를 물리 기반으로 제어하는 방법에 대해 알아보겠습니다. 언리얼 엔진의 캐릭터 무브먼트 컴포넌트(Character Movement Component)는 강력하고 복잡한 시스템이지만, 물리 엔진과의 상호작용을 이해하고 활용하는 것은 캐릭터 움직임의 현실감과 반응성을 극대화하는 데 필수적입니다. '나 혼자 언리얼 기본' 교재를 통해 여러분이 언리얼 엔진에서 물리 기반 캐릭터 제어를 구현하고, 이를 통해 더욱 몰입감 있고 역동적인 게임 플레이를 창조할 수 있도록 안내해 드리겠습니다.

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캐릭터 무브먼트 컴포넌트의 이해

언리얼 엔진의 Character 클래스(및 이를 상속받는 PlayerCharacter, AICharacter 등)는 기본적으로 Character Movement Component 를 포함하고 있습니다. 이 컴포넌트는 대부분의 3D 캐릭터 컨트롤러에서 사용되는 복잡한 로직을 미리 구현해 놓은 것으로, 물리 엔진과 긴밀하게 통합되어 작동하지만, 일반적인 물리 시뮬레이션과는 약간 다르게 동작합니다.

물리 시뮬레이션, 캐릭터 무브먼트 컴포넌트

• 물리 시뮬레이션 (Simulate Physics): 액터의 질량, 중력, 힘 등에 따라 엔진이 움직임을 전적으로 계산합니다. 충돌 시 오브젝트가 튕겨 나가거나 굴러떨어지는 등 예측 불가능한 물리 반응이 나타납니다.
• 캐릭터 무브먼트 컴포넌트
  • 플레이어의 입력을 받아 정해진 규칙(걷기, 뛰기, 점프, 떨어지기)에 따라 캐릭터를 이동시키며, 캡슐 컴포넌트(Capsule Component) 를 사용하여 충돌을 처리합니다.
  • 완전한 물리 시뮬레이션과는 다르게, 캐릭터가 물리 법칙(예: 마찰)의 영향을 받지만, 플레이어의 의도대로 정확하게 움직이도록 보장하는 데 중점을 둡니다.
  • 벽을 미끄러지듯 걷거나, 계단을 부드럽게 오르내리는 등의 복잡한 움직임을 자동으로 처리합니다.
  • 일반적으로 캐릭터의 움직임이 다른 물리 시뮬레이션 오브젝트에 영향을 미치지 않고, 반대로 캐릭터는 다른 물리 시뮬레이션 오브젝트에 의해 밀려나지 않으려는 경향을 가집니다.

물리 기반 캐릭터 제어가 필요한 경우

대부분의 게임에서 Character Movement Component는 그 자체로 충분히 훌륭합니다. 하지만 다음과 같은 경우에는 물리 기반 제어의 개념을 이해하고 활용하는 것이 중요합니다.

• 진정한 물리 기반 캐릭터: 완전한 래그돌(Ragdoll) 물리 캐릭터를 구현하거나, 차량처럼 물리 엔진에 의해 구동되는 캐릭터.
• 환경과의 상호작용 강화: 미끄러운 얼음 위를 걷거나, 움직이는 플랫폼 위에서 균형을 잡는 등 환경의 물리적 특성이 캐릭터 움직임에 직접적으로 영향을 미치게 할 때.
• 특수 이동 능력: 중력 역전, 고정된 지점에서 매달리기 등 표준 Character Movement Component로는 구현하기 어려운 독특한 이동 방식을 만들 때.

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캐릭터 무브먼트 컴포넌트의 물리 관련 설정

Character Movement Component는 물리 엔진과의 상호작용을 제어하는 다양한 설정을 가지고 있습니다. PlayerCharacter 블루프린트를 열고 Character Movement (Inherited) 컴포넌트를 선택한 후, 디테일 패널을 확인합니다.

이동 설정 (Movement Capabilities)

• Walkable Floor Angle (걸을 수 있는 바닥 각도): 캐릭터가 걸을 수 있는 최대 경사 각도입니다. 이 값을 넘어서는 경사면에서는 미끄러지거나 더 이상 올라갈 수 없습니다.
• Ground Friction (지면 마찰): 캐릭터가 지면 위에서 움직일 때 적용되는 마찰력입니다. 값이 낮으면 더 미끄러지고, 높으면 더 빠르게 멈춥니다.
  • 활용: 얼음 위에서 Ground Friction을 낮추면 캐릭터가 미끄러지는 효과를 낼 수 있습니다.
• Braking Deceleration Walking (제동 감속 보행): 캐릭터가 걷기를 멈출 때 얼마나 빨리 감속하는지 결정합니다.

점프 및 낙하 설정

• Gravity Scale (중력 배율): 캐릭터에만 적용되는 중력의 강도를 조절합니다. 이 값을 변경하여 캐릭터의 점프 높이나 낙하 속도를 조절할 수 있습니다.
  • 0.5: 낮은 중력 (더 높이 점프하고 천천히 떨어짐)
  • 2.0: 높은 중력 (더 낮게 점프하고 빠르게 떨어짐)
• Air Control (공중 제어): 캐릭터가 공중에 있을 때 얼마나 움직임을 제어할 수 있는지 결정합니다. 값이 높을수록 공중에서 방향 전환이 자유롭습니다.

충돌 설정 (Collision)

Character Movement Component는 자체적으로 충돌 박스나 캡슐을 가지지 않고, 부모 Character 클래스에 포함된 Capsule Component 를 충돌에 사용합니다.

• Capsule Component
  • Collision Presets: 대부분 Pawn 또는 CharacterMesh 프리셋을 사용합니다.
  • Can Character Step Up On: 캐릭터가 올라설 수 있는 오브젝트의 충돌 채널을 설정합니다.
  • Can Character Walk On: 캐릭터가 걸을 수 있는 오브젝트의 충돌 채널을 설정합니다.
• Character Movement (Inherited) 컴포넌트의 Navigration 섹션:
  • Can Crouch / Can Jump / Can Walk / Can Swim / Can Fly: 해당 이동 모드를 허용할지 설정합니다.

물리 상호작용 설정 (Physics Interaction)

Character Movement Component에서 Physics 섹션이나 Movement 섹션을 확인합니다.

• Physics Interaction
  • Push Force Factor: 캐릭터가 다른 물리 시뮬레이션 오브젝트를 밀어낼 때 적용되는 힘의 배율.
  • Push Force Point ZOffset: 밀어내는 힘이 적용되는 Z축 오프셋.
  • Can Push and Pull Objects: 캐릭터가 물리 시뮬레이션 오브젝트를 밀거나 당길 수 있는지 여부.
• Enable Physics Interaction: 이 옵션을 활성화하면 캐릭터가 물리 시뮬레이션되는 오브젝트와 상호작용할 때 해당 오브젝트를 밀어낼 수 있습니다. (기본적으로 비활성화되어 캐릭터가 다른 물리 오브젝트에 영향을 받지 않도록 합니다.)

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물리 기반 캐릭터 제어 구현 예시 (블루프린트 활용)

캐릭터 무브먼트 컴포넌트의 설정을 블루프린트에서 동적으로 변경하여 물리 기반 상호작용을 구현할 수 있습니다.

미끄러운 바닥 구현 (Ground Friction 조절)

중력 변화 구간 구현 (Gravity Scale 조절)

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물리 기반 캐릭터 제어의 최적화 및 고려 사항

• Character Movement Component의 역할 이해: 대부분의 경우 이 컴포넌트가 캐릭터 움직임을 효율적으로 처리합니다. 물리 시뮬레이션을 완전히 활성화하는 것은 특정 상황(래그돌, 차량)에만 적용하고, 일반적인 보행/점프에는 컴포넌트의 설정을 활용합니다.
• 충돌 설정의 중요성: 캐릭터의 Capsule Component와 환경 오브젝트 간의 충돌 설정이 정확해야 합니다. 불필요한 Complex Collision 사용은 피해야 합니다.
• 네트워크 레플리케이션: 멀티플레이어 게임에서는 물리 기반 캐릭터 제어가 네트워크 대기 시간(Latency)에 민감할 수 있습니다. Character Movement Component는 네트워크 레플리케이션에 최적화되어 있지만, 커스텀 물리 로직을 구현할 때는 네트워크 동기화에 대한 고려가 필수적입니다.
• 디버깅: 캐릭터가 예상치 못하게 미끄러지거나, 벽에 끼이거나, 충돌이 발생하지 않는다면 Character Movement Component의 설정(Ground Friction, Walkable Floor Angle, Step Height)과 충돌 오브젝트의 물리 재질, 충돌 프리셋을 꼼꼼히 확인해야 합니다.
• 성능: Set Ground Friction, Set Gravity Scale 등의 블루프린트 노드는 성능에 큰 부담을 주지 않습니다. 하지만 너무 자주 복잡한 물리 계산을 강제하는 로직은 피해야 합니다.

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물리 기반 캐릭터 제어는 플레이어에게 게임 세계의 물리적 법칙을 직접 경험하게 함으로써 게임의 현실감과 재미를 높입니다. 이 절에서 배운 Character Movement Component의 다양한 물리 관련 설정과 블루프린트를 활용한 동적 제어 방법을 이해하고, 여러분의 캐릭터에 독특하고 반응적인 움직임을 부여해 보세요.