에픽게임즈의 레고 포트나이트: 물리 엔지니어링 과제와 솔루션

에픽게임즈의 물리 엔지니어링 디렉터인 마이클 렌타인은 물리 샌드박스로 파괴, 혼돈, 플레이어 상호작용이 가능한 서바이벌 크래프팅 게임을 만드는 것을 목표로 삼았습니다.

### 레고 포트나이트에서 피직스 샌드박스 구축하기: 목표와 기술 구현
* 🎮 에픽게임즈는 **레고 포트나이트를 물리 샌드박스의 서바이벌 크래프팅 게임**으로 개발하기 위해 파괴와 혼돈, 모든 오브젝트를 움직이고 상호작용할 수 있는 기능에 중점을 두고 개발하기 시작했습니다.
* 🏗 이 게임의 핵심 요소에는 **파괴, 판타지 파괴 효과, 구조물 이동 기능, 물리 아이템, 물리로 건물을 짓는 동적 플랫폼 개념**이 포함되었습니다.
* 🔨 기술 구현에는 **에셋을 위한 지오메트리 컬렉션, 스케일링을 위한 절차적 설정, 물리 시뮬레이션을 위한 클라이언트-서버 모델**을 사용했습니다.
* 🧱 지오메트리 컬렉션은 다양한 수준의 파괴 가능성과 절차적 에셋 생성을 통해 **스태틱 메시와 스켈레탈 메시 간의 균형**을 유지하여 **대규모 파괴**를 가능하게 했습니다.
* 🎨 이 게임의 설계에는 **저사양 플랫폼에서 지오메트리 컬렉션을 효율적으로 렌더링**하고 물리 성능을 위해 **메모리와 충돌을 최적화**하는 것이 포함되었습니다.
* 🔊 브레이크, 제거, 충돌 이벤트를 효율적으로 처리하기 위해 **새로운 이벤트 시스템**을 만들었으며, 모든 플랫폼에서 원활하게 실행되도록 **물리 시뮬레이션을 최적화**했습니다.
* 🌐 스트리밍에는 **월드 파티션 시스템**이 사용되었고, 게임의 물리 샌드박스에서 타일을 가로지르는 오브젝트 이동의 복잡성을 해결하기 위해 **장소 기반 마이그레이션**이 구현되었습니다.

### 레고 포트나이트에서 역동적이고 인터랙티브한 물리 세계 구축하기
* 🏗 이 시스템에는 특히 **파괴 및 다양한 머티리얼 프로퍼티를 처리**할 때 **퍼포먼스와 동기화를 유지**하기 위해 **액터를 언로드하고 다시 생성**하는 작업이 포함됩니다.
* 🔨 변형과 힘에 기반한 규칙 기반 파괴 시스템을 도입하여 **보다 사실적이고 물리적인 데미지 효과**를 구현합니다.
* 🎮 파괴된 오브젝트가 플레이어의 이동과 상호작용을 방해하지 않도록 **파편 시스템**을 만들어 서버 비용을 절감할 수 있습니다.
* 🌐 이 시스템은 네트워크로 연결된 물리 오브젝트에 **예측 보간**을 활용하여 **캐릭터와 물리 오브젝트 간의 양방향 결합 상호작용**을 가능하게 합니다.
* ♻ 추진기, 배럴, 스위치, 풍선, 바퀴 등 다양한 물리 아이템이 도입되어 플레이어가 물리 세계와 상호작용할 수 있는 다양한 방법을 제공하며, **각각 고유한 기술 및 디자인 과제**를 제시합니다.
* 🔩 디자인 중심의 과제는 **동적 플랫폼 구현, 구조적 무결성 고려 사항, 레고 포트나이트의 오픈 월드 환경에서 무한한 건물 문제 관리**를 통해 해결됩니다.

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레고 포트나이트 제작의 목표와 도전 과제

에픽게임즈는 레고 포트나이트에 독특한 물리 샌드박스 경험을 제공하는 서바이벌 크래프팅 게임을 개발하는 것을 목표로 파괴, 혼돈, 구조물 이동 기능을 구현하는 데 중점을 두었습니다.

개발 프로세스에는 지오메트리 컬렉션을 핵심 에셋 유형으로 전환하고, 스케일링을 위한 절차적 설정을 도입하고, 피직스에 클라이언트-서버 모델을 사용하는 것이 포함되었습니다.

레벨 생성 및 비파괴 워크플로우는 수백 개의 에셋을 효율적으로 파괴할 수 있게 만들고 절차적으로 업데이트하는 데 매우 중요했습니다.

레고 포트나이트에서 연결 그래프의 역할

연결 그래프는 프리팹을 연결하고 시뮬레이션을 결정하며 오브젝트를 지면에 고정하기 위한 '월드 지원' 개념을 전파하는 데 사용됩니다.

이 게임에는 클러스터 유니온이 도입되어 여러 그룹을 하나의 단위로 시뮬레이션하여 성능을 향상시킵니다.

인스턴스 스태틱 메시와 최적화된 렌더링 표현을 사용하면 메모리가 제한된 저사양 플랫폼에서도 많은 양의 지오메트리 컬렉션을 효율적으로 렌더링할 수 있습니다.

레고 포트나이트 시뮬레이션의 성능 향상

이 시뮬레이션은 세분화된 요소에 대한 데이터 스토리지를 최적화하고, 런타임에 물리 정보를 생성하는 데 무거운 접근 방식을 사용했으며, 캐릭터의 움직임과 건물에는 보다 세분화된 표현을 사용하면서 콜리전을 위한 크고 단순한 모양을 만드는 데 집중했습니다.

또한 필요한 세분성에 따라 콜리전을 동적으로 생성하는 시스템을 구현하고, 유연성을 위해 여러 지오메트리 컬렉션에 걸쳐 콜리전을 병합했습니다.

또한, 많은 양의 이벤트를 처리하기 위해 새로운 이벤트 시스템을 도입하여 위치 및 질량 등의 기준에 따라 개별 이벤트 풀에 대규모 작업을 적용할 수 있게 되었습니다.

레고 포트나이트의 피직스 및 스트리밍 최적화를 위한 노력

레고 포트나이트는 약간의 속도 저하를 감수하더라도 플레이어의 행동을 처리하고 광범위한 파괴를 허용하는 효율적인 시스템에 중점을 둡니다.

이 게임은 비동기식 물리 틱과 프레임 드롭을 사용하여 격렬한 물리 연산 중에도 성능을 유지합니다.

월드 파티션 시스템과 장소 기반 마이그레이션을 구현하여 타일 간 오브젝트 스트리밍 및 이동 문제를 해결하고 원활하고 사실적인 게임 경험을 보장합니다.

레고 포트나이트를 위한 규칙 기반 파괴 시스템 설계하기

레고 포트나이트의 파괴 시스템은 향후 게임 요소와의 호환성을 보장하기 위해 규칙 기반 접근 방식을 기반으로 합니다.

이 시스템은 복잡한 버전의 물리적 재료를 사용하여 구조물의 유형에 따라 다양한 효과를 생성합니다.

또한 이 시스템은 동일한 구조물 내에서 다양한 머티리얼을 지원하고 새로운 건물과 무기를 쉽게 통합할 수 있도록 설계되었습니다.

또한 이 게임은 기존의 체력 기반 접근 방식에서 벗어나 파괴를 유발하는 독특한 변형 기반 시스템을 채택했으며, 파괴된 물체와의 원활한 상호작용을 보장하기 위해 특수한 파편 시스템을 갖추고 있습니다.

캐릭터와 물리 오브젝트 간의 상호작용은 캡슐 기반 캐릭터 이동 시스템과 양방향 결합 상호작용을 가능하게 하는 맞춤형 솔루션을 통해 플레이어에게 원활한 경험을 제공합니다.

이제 물리 엔진에서 캡슐과 플랫폼에 새로운 충돌 콜백 시스템을 지원하여 하향력을 적용하여 원하는 캐릭터의 움직임을 구현할 수 있습니다.

새로운 부력 시스템이 도입되어 물체의 질량 중심과 잠긴 부피를 계산하여 크기, 모양, 질량, 밀도에 관계없이 모든 물체에 맞게 확장할 수 있습니다.

또한 예측 보간 네트워킹 모델이 구현되어 클라이언트와 서버 간의 차이에 대한 고급 보정 시스템을 제공하고 다양한 유형의 구조가 네트워크로 연결되는 구체적인 방식을 결정합니다.

캐릭터와 건물 상호작용을 위한 피직스 아이템 구현하기

이 과정에는 위치 차이를 계산하고, 이를 속도로 변환하여 캐릭터에 적용하는 작업이 포함됩니다.

목표는 플레이어에게 추진기, 배럴, 스위치, 풍선, 바퀴 등 물리 세계와 상호작용할 수 있는 다양한 방법을 제공하는 것입니다.

각 아이템은 움직임 제어, 피해 전달, 힘 시뮬레이션과 같은 고유한 도전과 고려 사항을 도입하여 플레이어에게 다양하고 즐거운 경험을 선사합니다.

레고 포트나이트에서 물리 시뮬레이션의 도전 과제

시뮬레이션 문제를 일으키는 언로드된 바퀴 문제를 해결하기 위해 키네마틱 앵커링 시스템을 도입합니다.

사용자가 건물을 지을 때 시뮬레이션 플랫폼과 정적 플랫폼 중에서 선택할 수 있도록 하는 디자인 지향적 과제와 구조적 무결성과 무한한 건물 문제에 사용자를 노출시키는 데 따른 절충안.

플레이어의 자율성을 유지하면서 물리 시뮬레이션의 성능과 메모리 문제를 해결하는 것 사이에서 균형을 찾아야 하는 어려움.