Kerbal Space Program: Development Insights and Technical Challenges

케르발 우주 프로그램은 복잡한 우주 메커니즘과 매력적인 반복 개발 및 커뮤니티 중심의 피드백을 결합하여 플레이어의 마음을 사로잡습니다.

### 케르발 우주 프로그램의 비하인드 스토리: 개발 인사이트
* 👨 하베스터로 알려진 수석 개발자 펠리페는 우주 프로그램을 구축하고 관리하는 데 중점을 둔 팀과 게임을 소개하며 **"실패도 재미의 일부"**라고 강조합니다.
* 🚀 플레이어는 현재 개발 중인 커리어 모드에서 **우주 프로그램을 관리**하면서 **정확한 태양계를 탐험**하고, **천체에 착륙**하고, **우주 정거장을 건설**할 수 있습니다.
* 🔧 이 게임은 **3주 주기의 반복 개발 프로세스**를 채택하여 부동소수점 정밀도와 같은 문제에 직면했던 KSP 0.3 및 0.4와 같은 초기 버전에서 보여준 것처럼 각 버전의 플레이 가능성과 안정성을 보장합니다.
* 🌌 부동 소수점 문제를 해결하기 위해 개발팀은 **우주선이 우주선을 중심으로 움직이는 '플로팅 원점' 시스템**을 구현하여 게임플레이의 정밀도와 안정성을 유지했습니다.
* ⚖ 이 게임은 또한 특정 임계값을 초과할 때 함선의 속도를 제어하여 혼란스러운 물리 상호작용을 방지하는 **크라켄의 베인**이라는 시스템을 통해 속도 관리 문제를 해결합니다.
* 🛰 KSP는 **로컬, 스케일, 내부 공간**을 포함한 고유한 씬 관리 시스템을 갖추고 있어 디테일한 렌더링과 카메라 시점을 통해 플레이어 경험을 향상시킬 수 있습니다.
* 🌍 궤도 역학은 **결정론적 물리 모델**을 사용하여 시뮬레이션되어 우주선 궤적을 정확하게 예측하고 원활한 시간 왜곡이 가능하므로 게임플레이의 유동성이 향상됩니다.
* 💡 커뮤니티 피드백은 KSP의 개발 과정에서 중요한 역할을 했으며, **기능에 대한 결정을 내리고 신규 플레이어와 베테랑 플레이어의 요구 사항을 균형 있게 조정**하여 모든 플레이어가 게임을 계속 즐길 수 있도록 했습니다.

Unite 2013 - Building a new universe in Kerbal Space Program

Unity is the creator of the world’s most widely-used real-time 3D (RT3D) development platform, giving content creators around the world the tools to create rich, interactive 2D, 3D, VR and AR experiences. Our 800+ person engineering team keeps Unity at the bleeding-edge of technology by working alongside partners such as Magic Leap, Google, Facebook, Oculus and Microsoft to ensure optimized support for the latest releases and platforms. 

Apps made with Unity reach 2.7 billion devices worldwide and were installed more than 24 billion times in the last 12 months. Unity is powering the real-time revolution, expanding beyond games and breaking into other industries including automotive, film, architecture, engineering, construction, and more. 

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Unity

펠리페(수석 개발자)와 마이크 엘린(게임 도구 개발자)을 소개합니다.

커벌 스페이스 프로그램(KSP)은 우주 프로그램을 관리하고 우주선을 제작하여 우주로 발사하는 게임입니다.

정확한 궤도 메커니즘과 탐험할 태양계가 있는 게임 플레이에서 실패는 핵심적인 부분입니다.

플레이어는 행성과 달에 착륙하고, 우주 정거장을 건설하고, 궤도에 우주선을 도킹할 수 있습니다. 커리어 모드는 현재 개발 중입니다.

KSP는 3주 주기의 반복 개발 방식을 사용하여 플레이 가능한 안정적인 버전을 출시하는 데 중점을 둡니다.

부동소수점 문제와 '스페이스 크라켄' 해결하기

32비트 부동 소수점의 한계로 인해 지형을 대규모로 렌더링할 때 부동 소수점 문제가 발생했습니다.

우주선을 중심으로 우주를 이동하는 '플로팅 원점'을 구현하여 우주선을 원점에 가깝게 유지하여 정밀도를 높였습니다.

궤도 수학에서 이중 정밀도 계산을 위해 Vector3D와 QuaternionD를 만들었습니다.

속도에 영향을 미치는 부동소수점 부정확성의 징후인 '스페이스 크라켄' 문제를 해결했습니다.

선박의 속도를 흡수하여 정밀도를 유지하는 기준 프레임인 '크라켄의 베인'을 구현했습니다.

KSP는 각각 자체 카메라로 렌더링되는 서로 다른 레이어에서 장면 내의 장면을 사용합니다.

세 가지 주요 공간: 로컬 공간(1:1 스케일), 스케일 공간(1:6000 스케일 미니어처), 내부 공간(조종석 및 승무원 뷰용).

내부 공간은 현재 소유한 케르발의 내부 환경만 렌더링하며, 가시성을 높이기 위해 헤드 메시를 제거합니다.

로컬 공간은 근거리 카메라와 원거리 카메라로 구분되어 Z-파이팅 문제를 완화합니다.

렌더링 순서: 스케일 공간(스카이박스, 대기), 로컬 공간(근거리 및 원거리 카메라), UI, 내부 카메라(해당되는 경우).

결정론적 물리학 계산에 2체 솔버를 사용하여 적분 기반 방법의 오류 누적을 방지합니다.

타임워프는 단일 범용 시간 값을 사용하여 간소화됩니다.

영향권 구체를 사용하여 여러 중력원을 처리합니다.

궤도 매개변수는 선박의 경우 위치와 속도에서 계산되며, 행성과 위성의 경우 수동으로 정의됩니다.

우주선에 '레일 시스템'을 사용하여 속도에 따라 물리학과 결정론적 계산 사이를 전환합니다.

지도 보기 및 사용자 인터페이스 디자인

궤도는 플러그인과 샘플링된 포인트를 사용하여 그려지며, 스케일 공간에서 렌더링됩니다.

지도 보기는 카메라 동작을 전환하고 궤도와 천체를 축척 공간에 렌더링하여 구현합니다.

지도 보기는 궤도와 천체를 3D로 표현하여 상황 인식을 향상시킵니다.

숫자 데이터는 플레이어에게 부담을 주지 않기 위해 필요한 경우에만 표시됩니다.

레일 시스템과 다른 시간 기준 프레임을 사용하여 궤도를 함께 패치하여 전체 궤도 표시를 구현합니다.

모든 함선 구성에서 작동하는 동적 재진입 효과를 개발했습니다.

열광은 속도 스트림을 따라 배치된 주황색 조명을 사용하여 시뮬레이션됩니다.

화염 흔적은 점진적으로 오프셋된 셸과 다양한 불투명도 및 색상의 멀티패스 셰이더를 사용하여 렌더링됩니다.

섀도 매핑은 가려진 영역을 가리고 비현실적인 연소 효과를 방지하는 데 사용됩니다.

애니메이션 텍스처 맵은 각 패스의 돌출 길이를 수정하여 마하 효과를 보너스 기능으로 사용할 수 있습니다.

지형 생성 및 프로시저럴 쿼드 스피어(PQS) 시스템

PQS 시스템은 쿼드트리 세분화 방식을 사용하여 지형을 렌더링하므로 적응형 디테일 레벨을 구현할 수 있습니다.

이 시스템을 사용하면 메시나 콜리더를 빌드하지 않고도 레이캐스팅이 가능하므로 레이더 고도 및 충돌 감지 등의 기능을 사용할 수 있습니다.

적응형 세분화는 선형 및 그레이트 서클 거리를 활용하여 카메라까지의 거리에 따라 사용됩니다.

지리적 매핑 기술은 세분화 수준이 다른 쿼드 간의 균열을 방지합니다.

쿼드 생성에는 정점 생성, 삼각형 배열 선택, 높이 및 색상 데이터 생성이 포함됩니다.

초기 KSP는 기본 텍스트 기반 구성 시스템과 함께 파트 코드 모듈을 사용했습니다.

부품 모듈로의 전환은 유연성을 높이고 더 복잡한 부품 설계를 가능하게 했습니다.

내부 공간 정의와 내부 소품으로 우주선 내부를 세부적으로 커스터마이징할 수 있습니다.

구성 노드 시스템은 이전 구성과 하위 호환되는 표준화된 텍스트 기반 시스템입니다.

MU 파일은 파츠에 사용되는 커스텀 모델 파일 포맷으로, 복잡한 모델을 Unity 에디터에서 임포트할 수 있습니다.

커뮤니티의 피드백은 특히 궤도 역학에 관한 KSP의 개발에 큰 영향을 미쳤습니다.