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기본 물리 엔진 설정

 언리얼 엔진의 물리 시스템은 게임 내 객체들의 현실적인 움직임과 상호작용을 구현하는 데 핵심적인 역할을 합니다.

 이 가이드에서는 물리 시스템의 기본 설정부터 고급 활용 방법까지 상세히 살펴보겠습니다.

물리 시뮬레이션의 기본 개념

 언리얼 엔진의 물리 시스템은 NVIDIA의 PhysX 엔진을 기반으로 합니다.

 주요 개념들은 다음과 같습니다.

  • 강체(Rigid Body) : 변형되지 않는 고정된 형태의 물체
  • 콜리전(Collision) : 물체 간의 충돌 감지 및 반응
  • 구속 조건(Constraint) : 물체의 움직임을 제한하는 조건

프로젝트 레벨 물리 설정

 프로젝트 전체에 적용되는 물리 설정은 다음과 같이 조정할 수 있습니다.

  1. Project Settings 열기 : Edit > Project Settings
  2. Physics 섹션으로 이동

 주요 설정

Simulate Physics: True
Max Physics Delta Time: 0.033333
Substepping: Enable (for more accurate simulations)
Fixed Time Step: 0.016667 (for 60 FPS)

개별 액터 물리 속성 구성

 액터별 물리 속성은 다음과 같이 설정합니다.

  1. 액터 선택
  2. Details 패널에서 Physics 섹션 확장

 주요 속성

UPROPERTY(EditAnywhere, Category = "Physics")
bool bSimulatePhysics = true;
 
UPROPERTY(EditAnywhere, Category = "Physics")
float Mass = 100.0f;
 
UPROPERTY(EditAnywhere, Category = "Physics")
FVector InitialLinearVelocity = FVector::ZeroVector;

중력 설정

 중력은 전체 월드나 특정 영역에 대해 설정할 수 있습니다.

  1. 전체 월드 중력 : Project Settings > Physics > Gravity Z
  2. 영역별 중력 : Place Actor > Physics > Physics Volume

 예시 코드

APhysicsVolume* CustomGravityVolume = GetWorld()->SpawnActor<APhysicsVolume>(Location, Rotation);
CustomGravityVolume->SetGravityZ(-490.0f); // 달 중력 시뮬레이션

충돌 채널 구성

 충돌 채널은 다양한 객체 간의 상호작용을 정의합니다.

  1. Project Settings > Collision
  2. New Object Channel 추가
  3. Preset 설정으로 기본 상호작용 정의

 예시

New Channel: Player
Preset:
- Block: WorldStatic, WorldDynamic
- Overlap: Pickup, Trigger

물리 머티리얼 기본 사용법

 물리 머티리얼은 표면의 마찰, 반발력 등을 정의합니다.

  1. Content Browser > Add New > Physics > Physical Material
  2. 생성된 머티리얼 더블 클릭하여 편집

 속성 설정

Friction: 0.7
Restitution: 0.3
Density: 1.0

 적용

UStaticMeshComponent* MeshComponent = CreateDefaultSubobject<UStaticMeshComponent>(TEXT("MeshComponent"));
MeshComponent->SetPhysicsMaterial(LoadObject<UPhysicsMaterial>(nullptr, TEXT("/Game/PhysicsMaterials/PM_Metal")));

게임 장르별 물리 설정 전략

 1. FPS 게임

  • 캐릭터 콜리전 : 간단한 캡슐 콜리전
  • 발사체 : 고속 이동 객체 최적화

 2. 레이싱 게임

  • 차량 물리 : 세밀한 서스펜션 및 타이어 마찰 설정
  • 지형 상호작용 : 복잡한 지형 콜리전

 3. 퍼즐 게임

  • 정확한 물리 시뮬레이션
  • 낮은 중력 또는 사용자 정의 물리 법칙

성능과 정확도 균형 조정

 성능과 정확도 사이의 균형을 위해 다음 전략을 사용할 수 있습니다.

 1. 서브스테핑 활용

FPhysScene* PhysScene = GetWorld()->GetPhysicsScene();
PhysScene->SetUpForSubstepping(FPhysSubstepSetup(4, 0.25f));

 2. LOD(Level of Detail) 물리

  • 거리에 따라 물리 시뮬레이션 복잡도 조절

 3. 물리 객체 수 제한

  • 동시 시뮬레이션 객체 수 관리

물리 시뮬레이션 디버깅 기초

 1. 시각적 디버깅

  • 뷰포트에서 'Show > Physics > Collisions' 활성화

 2. 로깅

UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("Object %s velocity: %s"), *GetName(), *GetVelocity().ToString());

 3. 물리 시각화 명령어

  • 콘솔에서 'p.VisualizeConstraints 1' 입력

물리 설정이 게임플레이에 미치는 영향

 1. 환경 상호작용

  • 현실적인 물체 반응으로 몰입감 증대
  • 동적 장애물 및 퍼즐 요소 구현 가능

 2. 캐릭터 움직임

  • 자연스러운 캐릭터 모션 및 애니메이션 블렌딩
  • 환경에 따른 다양한 이동 패턴 구현

 3. 게임플레이 메커닉

  • 물리 기반 퍼즐 요소 도입
  • 무기 및 투사체의 현실적인 궤적 구현

 언리얼 엔진의 물리 시스템을 효과적으로 설정하고 활용하는 것은 게임의 현실감과 상호작용성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

 프로젝트 레벨의 물리 설정부터 개별 액터의 물리 속성 구성, 그리고 충돌 채널 및 물리 머티리얼의 활용까지 다양한 요소들을 조합하여 원하는 물리 환경을 구축할 수 있습니다.

 게임 장르에 따라 물리 설정 전략을 달리하는 것이 중요합니다.

 FPS 게임에서는 빠른 반응성과 정확한 충돌 감지가 중요하며, 레이싱 게임에서는 복잡한 차량 물리와 지형 상호작용이 핵심이 됩니다. 퍼즐 게임의 경우, 정확한 물리 시뮬레이션이 게임플레이의 근간이 될 수 있습니다.

 성능과 정확도 사이의 균형을 맞추는 것은 지속적인 과제입니다.

 서브스테핑, LOD 물리, 물리 객체 수 제한 등의 기법을 활용하여 최적의 균형점을 찾아야 합니다. 특히 모바일 플랫폼이나 대규모 오픈 월드 게임에서는 이러한 최적화가 더욱 중요해집니다.

 물리 시뮬레이션 디버깅은 복잡한 물리 시스템을 구현할 때 필수적입니다.

 시각적 디버깅 도구, 로깅, 그리고 콘솔 명령어 등을 활용하여 문제를 효과적으로 진단하고 해결할 수 있습니다.

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