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휘재 두
5 years ago
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1 사실감과몰입감을높여주는 온라인게임상에실제물리적환경요소를구현한게임시스템 에관한연구 이지원 *, 최삼하 **, 경병표 * 공주대학교게임멀티미디어전공 * 호서대학교컴퓨터공학과게임전공 ** queen4806@kongju.ac.kr, cylix@lycos.co.kr, kyungbp@kongju.ac.kr The research regarding 'game systems embodying actual physical elements which raise fact feeling and immersion' at online games Ji-Won Lee*, Sam-Ha Choi**, Byung-Pyo Kyung* Dept. of Game Multimedia, in Graduate School of Kongju National University * Dept. of Computer Engineering, in Graduate School of Hoseo University** 요약 MMRPG는게임의장르적특성상플레이어가게임월드 (Game World) 의환경에매우큰영향을받는다. 따라서게임월드에구현되어진여러환경요소들에의해게임을즐기는게이머에게사실감과몰입감등이다양한형태로전달된다. 특히, 시각적인구현을목적으로한환경적요소들의구현이아니라게임시스템및게임월드자체에영향을미치는, 실제물리적환경요소의특성에맞게구현하는, 다시말해좀더가상현실의개념에가까운그것은게이머에게현실감과몰입을가져올수있다. 본연구에서는현재서비스되고있는 MMRPG를중심으로물리적환경특성과게임시스템의연관성을분석함으로써환경요소들의실제구현현황을검토하였으며그영향과향후발전방향에대해고찰하였다. 1. 서론 컴퓨터게임의발전과통신의발전으로플레이어와플레이어들이온라인상에서함께게임을즐길수있는새로운형태의게임즉, 온라인게임이주를이루게되었다. MMRPG(Massively Multi-player nline Role Play ing Game) 의플레이어들은 PC(Player Character) 를매개로다른플레이어들과동시적으로지속적인커뮤니케이션을통해사회적인관계를형성한다. PC는게임속에서플레어어의의지를실현하는도구로써플레이어는 PC를조종하고 PC의움직임을통해게임공간을탐색함으로써 PC와플레이어자신을동일시하게된다. 또한 PC의성장과정을거치면서플레이어는 PC에감정이입하여감정적인존재로느끼게된다. MMRPG에서플레이어들은이를현실과같이느끼게되어물리적인실체는없지만영향력면에서실재 ( 實在 ) 하는가상현실 (Virtual Reality) 을경험하게된다. 즉, 게임속의플레이 어는자신이 PC가겪는어떤일들을가상적 (Virtual) 현실로받아들인다는것이다. 이렇게게임은참여자를게임세계에몰입 (immersion) 시키고, 게임세계에서상호작용을통하여다른참여자나게임세계를변화시키는과정으로게임을진행시킨다. 이러한몰입이라는측면에서게임은가상현실기술과밀접한관련을갖는다. 지금까지의가상현실기술의연구는하드웨어의발전에맞추어특정분야에집중되었다. 하지만 MMRPG는게임특성상자신의 PC를통해말하고게임속에구현된환경에서생활하고활동하면서 PC에감정이입하여게임에몰입된다. 때문에여러가지가상현실요소기술로플레이어가인터페이스를통해직접적인가상공간에몰입성을주는것은매우중요하다. 아울러 PC가살아가는게임환경을사실적으로표현하고설계하여물리적현실세계를모의하는것 도플레이어가게임환경에몰입하고현실감을전달하는기제이므로 게임월드에서플레이어가생활하는환경을실제물리적현실세계의특성에

맞게구현 에관한연구또한중요하다고할수있다. 본논문에서는현재국내에서서비스, 테스트, 개발중인국산, 외산온라인게임을대상으로, 게임내구현된환경요소가얼마만큼표현되고실제게임시스템에적용되는방법에대한조사를통하여현황을알아본후, 결과를분석고찰하여좀더현실세계와흡사한게임시스템을구현할수있는방법혹은방향을제시하였다. 본논문에서말하는온라인게임은 MMRPG를말한다. 2.

2 맞게구현 에관한연구또한중요하다고할수있다. 본논문에서는현재국내에서서비스, 테스트, 개발중인국산, 외산온라인게임을대상으로, 게임내구현된환경요소가얼마만큼표현되고실제게임시스템에적용되는방법에대한조사를통하여현황을알아본후, 결과를분석고찰하여좀더현실세계와흡사한게임시스템을구현할수있는방법혹은방향을제시하였다. 본논문에서말하는온라인게임은 MMRPG를말한다. 2. 가상현실구축기체 - 게임상에구현된구조적요소 온라인게임에서는여러플레이어간의게임참여와게임행위들이게임을만드는내용이되지만이는게임설계자의설계에따라만들어진인위적장치없이는불가능한것이다. 게임의플레이어에의해서가아닌, 게임제공자에의해서설정되어있는게임의모는장치들을게임의구조적요소라고한다 가상현실을구축하는게임의구조적요인실제게임 ( 리니지Ⅰ) 을예를들어가상현실을구축하는게임의구조적요인을알아보자. 캐릭터의 무게게이지 라는것을두어서플레이어캐릭터가한꺼번에많은아이템을가지고있으면무게게이지가빨갛게되어움직일수없도록설계되어있고각아이템들의무게가설정되어있다. 무게뿐만아니라마을, 상점, 바다, 숲, 성등의공간도물리적세계의특성을바탕으로설계되어있다. 또캐릭터의배고픔, 낮과밤등게임세계의설계는물리적현실세계의공간, 시간, 인간의경험을모의한다. 이처럼온라인게임에서플레이어의상호작용에영향을주는요소인플레이어간의실시간커뮤니케이션과게임세계의지속성은각각현실에서의대화, 물리적세계의지속성을모의한다. 그리고게임세계의지속성을통해게임은시작과끝이아닌과거, 현제, 미래로이어지는시간의흐름을갖게되며이는물리적세계의시간의흐름과일치한다. 또한중력으로부터자유로운가상공간에무게라는물리적특성이모의되기도한다. 게임속의여러구조적요인중에서 물리적현실세계의특성을모의하는게임설계 는가상현실을구축하는중요한기제이다. 저는나자신즉, 사람이다. 넓게는우주좁게는지구라는환경속에서살아왔기때문에플레이어의머릿속엔 중력이작용하여무게가있고, 지구의자전으로낮과밤이존재하고, 시간의변화가존재하고, 지구의공전으로 4계절이존재하고, 대기가있어기상변화가있는지구환경즉, 실제게이머가사는환경 이실제물리적현실세계가된다. 그렇기때문에게임속에구현된환경요소를실제물리적현실세계로모의한다는것은우리가살아가는지구환경을모의한다는것이다. 사용자는게임을하면서게임에서생활하는공간에비가오고눈이오며시간이흐르고밤낮이변하며중력이작용하고, 바람이부는등실제물리적환경요소를그대로게임속에적용하면더욱더사실감과몰입감을느끼게된다. 이렇게게임속의환경이 물리적현실세계를모의하는게임설계 가실제온라인게임에어느정도구현이되고있을까? 온라인게임에인간이살아가는지구환경의가장일차적인요소인기상변화요소, 공간적요소, 시간적요소, 속성요소등의환경요소를게임환경에얼마나어떻게표현이되었고게임시스템설계에적용이되었는지알아보기위하여, 실제국내에서서비스되는온라인게임을중심으로다름과같은조사를실시하였다. 3. 환경요소분류와조사방법 3.1. 환경요소분류 물리적현실세계를나타내는지구환경은다음 [ 그림 1] 과같이간략하게시각적으로나타낼수있다 게임에물리적환경요소적용 - 몰입감증가다른 MMRPG에접속하여각기다른 PC( 몬스터, 마법사, 기사, 요정... 등 ) 로서로다른공간 ( 우주, 던전, 사막, 도시, 늪... 등 ) 에서게임이진행될지라도게임을하는유 < 그림 1> 표현가능환경영역요소 SEDRIS는모든환경영역의시각적요소들은물론비시각적요소들을자유롭게표현할수있도록하고있다.

3 즉, 육지, 바다, 우주공간, 해저등과같은공간적영역뿐만아니라땅의상태, 바람의방향, 객체의속성및속도, 날씨의변화등을표현하는대기의변화상태등도표현이가능하다. 1) 위의내용을참조하여지구환경영역을다음과같은요소로분류하였다. [ 표 1] 조사를위해분류한환경영역요소 1 공간적요소 시각적요소 2 기상변화요소 3 시간적개념요소 비시각적요소 4 대기상태요소 5 속성요소 1 공간적요소 : 눈에보이는배경이나공간을말함 ( 바다, 해저, 늪지, 던전, 도시, 등 ) 지구환경의일차적인바다, 육지를포함한모든공간적입체를말한다. 2 기상변화요소 : 기상변화를말함 ( 강수, 강설, 천둥번개, 우박, 등 ) 3 시간적개념요소 : 시간개념과관련된모든요소 ( 밤과낮의개념적용, 계절, 날짜의변화개념적용 ) 4 대기상태요소 : 대기의상태를나타내는모든요소 ( 풍향, 풍속, 습도, 온도, 등 ) 5 속성요소 : 시간적개념과대기상태를제외한모든속성요소를말함 ( 무게, 중력, 인력, 원심력, 가속도, 속도, 등 ) 4.1. 그래프를통한가시화 - 수치분석 시각적요소 1 공간적요소 게임속에서생성된공간에따라게임시스템에영향을준다 5 게임을진행하기위해서시각적으로구성된공간 95 X 게임을위해서는게임공간이필수적이다 0 2 기상변화요소 게임의구현된공간에서기상변화요소가게임 3 시스템에영향을준다 게임의구현된공간에서기상변화가시각적으로표현되었다. 24 X 게임공간에기상변화요소가없다 조사과정 1 조사대상 : 국내에서서비스, 테스트, 개발중인국산, 외산온라인게임 100개를대상으로하였다. 2 조사방법 : 직접온라인게임을플레이, 문의메일, 홈페이지방문, 게임정보사이트방문하는등의방법으로조사를실시하였다. 3 조사기간 : ~ 기입방법환경요소를위와같이나누고, X', '', '' 다음과같이표시를하여조사를하였다. - X' : 위환경요소가표현, 적용이되지않았다. - ' : 위환경요소가시각적효과만표현되었다. - '' : 위환경요소가시스템설계 ( 캐릭터의능력치, 레벨업, 아이템획득, 등 ) 에적용이되어게임을하는데영향을준다. < 그림 2> 시각적요소 ( 공간적, 기상변화 ) 요소에대한적용분석그래프 비시각적요소 4. 조사결과 < 그림 3> 비시각적요소 ( 시간적개념, 대기상태, 속성 ) 요소에대한적용분석그래프

4 1 시간적개념요소 게임속의구현된공간에서시간적개념요소가게임시스템에영향을준다 7 게임속의구현된공간에서시간적개념이시각적으로표현되었다. 37 X 게임공간에시간적개념요소가없다 56 2 대기상태요소 게임속의구현된공간에서대기상태요소가게임시스템에영향을준다 0 게임속의구현된공간에서대기상태요소가시각적으로표현되었다. 4 X 게임속의공간에대기상태요소가없다 속성요소 게임의구현된공간에서속성요소가게임시스템에영향을미친다. 10 게임의구현된공간에서속성요소가시각적으로표현되었다. 0 X 게임의구현된공간에속성요소가없다 물리적현실세계모의와관련된기술과한계 5.1. 물리적현실세계의모의와관련된 VR 기술 사실적표현 - 삼차원그래픽스기술게임안에구현된공간을사실적으로표현하고, 물리적현실세계의특성을나타내는기상변화, 계절의변화, 시간의변화... 등지구환경의특성을시각적으로영상을생성하는기술이다 지구환경의물리적현상모의 - 게임시뮬레이션기술게임안에구현된기상현상이나시간개념등지구환경의특성을모의할수있는물리현상을시뮬레이션하기위한기술이다. < 그림 4> 게임에서의가상현실요소기술 5.2. 물리적현실세계의구현 - 문제점및보완점대부분의온라인게임의환경요소의물리적현실세계의모의는현저하게낮았다 환경요소의시각적표현밤과낮의밝고어두운표현이대부분인시간적개념요소 (37%), 눈, 비오는현상의표현이대부분인기상변화요소 (24%) 로대체적으로낮았다 환경요소의게임시스템에영향속성요소 (10%), 시간적개념요소 (7%), 공간적요소 (5%), 기상변화요소 (3%) 로시각적표현보다현저하게낮았다. 위와같이온라인게임환경내에서실제물리적현실특성의모의가낮은이유는다음과같은대표적인어려움이있기때문이다. 1 일반적으로강체의표현을위한폴리곤기반의표현방식과함께, 지형을위한격자 (grid) 기반의표현방법, 동적텍스쳐 (animated texture) 등을이용한방법, 특수효과를위한입자 (particle) 형태의표현방법, environment map 및 light map, shadow map등의기법의적용은광원의하이라이트 (highlight), 그림자, 폭발과같은특정한형태의효과에대하여독립적으로적용이되고있어, 이들간의연관관계에대하여심도있는고찰이이루어지지못하고있다. 2 실제물리적환경을표현생성하는것은제한된하드웨어가갖는제약의조건으로인하여최적화된접근이요구된다. 일반적으로요구되는조건에는사용되는텍스쳐및기타맵의크기와개수, 다각형모델의복잡도, 광원의복잡도등이고려되며, 결국렌더링단계에서부하를최소화하도록시간에따른변화를최소화하는것이다. 현제까지실시간모델링작업은수작업특히게임프로그래머와디자이너간의많은시행착오를통하여노하우에기초한작업과정으로이루어진다. 사실성에기반한초기의모델을실제적용대상이되는하드웨어의성능에맞추어사실성을낮추고, 다른형태의표현방법을적용하게되며, 이러한과정은대부분많은시행착오를통하여반복적으로수행하게된다. 그러므로게임개발에있어서이작업은많은시간과물적비용을소모하는단계로이에대한체계적인접근은게임개발비용을효과적으로관리할수있고, 주어진삼차원게임세계와대상하드웨어에대하여효과적으로표현할수있는형태로변환하는기술이많은도움을줄것이다. 전체게

5 임의형태와그특성에맞추어적합한표현방식을분류하고적용하는기술이연구되어야한다. 3 게임에서실시간렌더링기술은사용되는하드웨어특히렌더링에직접연관된하드웨어자원뿐만아니라시스템전체의자원을효과적으로이용하고, 제공되는기능을최대한이용하도록개발되고적용되고있고, 게임에서의물리현상시뮬레이션은빠른충돌검사알고리즘과단순화된물리법칙을바탕으로한효율적인시뮬레이션기법에중심을두어개발에적용되고있다. 따라서실시간처리를최소화하도록전처리를통한최적화된렌더링표현의생성이중요하다. 6. 보완기술모색 - 게임데이터무손실변환기술 6.1. 게임데이터무손실변환기술 (SEDRIS) SEDRIS(Synthetic Environment Data Representation & Interchange Specification) 는미국방성의워게임 ( 분산네트워크환경 ) 및각종군사용시뮬레이션에이용되고있는기술로기존시스템의한계성을극복하기위해서개발및적용되었다. SEDRIS는데이터포맷이아닌데이터모델을통해환경영역을표현하는기법을채택하여모든환경영역의시각적요소 ( 바다, 육지. 우주공간. 해저.. 등 ) 들은물론비시각적요소 ( 땅의상태, 풍향, 객체의속성및속도, 날씨의변화 ) 들을자유롭게표현할수있도록하고있다. 또한다양한데이터의물리적포맷에서탈피하여모든환경영역및객체 ( 또는퓨처 ) 에대한논리적표현및참조모델을정의하고, 이를입출력 API를통해특정데이터를전송포맷이란변환과정을통해사용함으로써데이터의논리적손실이나변경이없이사용할수있도록하였다 D 데이터변환기술기존의데이터변환방식은물리적데이터포맷에초점을맞춰구현함으로써변환과정자체가복잡함은물론이고, 작업도중데이터의일부분이손실되거나변환되는일이빈번하여이를수정하기위한보정작업이추가적으로발생하거나데이터를새롭게다시제작하는일이발생하여사실상데이터변환으로서의의미를가지고있지못하였다. 이에반하여 SEDRIS 기술을이용한데이터변환방식은데이터포맷이아닌데이터모델을통한 3D 데이터 변환기술을구현하여데이터의시각적오브젝트뿐만아니라바람의방향및속도, 날씨의변화등과같은메타데이터까지처리가가능하여목적에따라데이터변환과정에서클래스및속성값의변경을통해원하는특정영역을수정한후데이터를변환할수도있다. 3D 데이터변환은교환포맷 (STF) 을이용하여원시데이터포맷을목적데이터포맷으로변환하는방식으로구성된다. 이처럼 SEDRIS을이용하면다음과같이기존환경영역을게임에서구현하는데가로막았던여러문제를해결해준다. 1 막대한비용, 인력및시간을투자하여구축한게임데이터의재사용이가능하고다른시스템에서사용이가능하다. 2 동일한자연환경 (Natural Environment) 임에도불구하고시스템들이요구하는다양한관점 (Multiple Views) 을표현하기위해데이터를다시새롭게제작할필요가없다. - 다양한관심분야의동시표현이가능 ( 예 : Air, Land, Sea, Space 등 ) - 다양한표현방법의동시지원이가능 ( 예 : 2D, 3D, Map, Sonar 등 ) 3 다양한공간좌표계가지원되어시스템간상호운용성확보가가능하다. 4 분산네트워크환경의이 ( 異 ) 기종시스템 (Hoterogeneous Systems) 을지원할수있다. 7. 결론및향후보완과제 본연구에서는현재국내외에서비스되고있는다양한 MMRPG 게임에서구현되고있는환경영역에대한내용과게임시스템과의연관성에대한분석을했다. 가상현실에다가갈수록게임속으로몰입되는게이머들의일반적인특성에의해게임월드가실제현실세계의물리적인특성을갖는환경요소를반영할수있다면사용자에게즐거움과몰입감을배가시켜줄수있는게임시스템을구축할수있을것이다. 국내에서서비스하고있는온라인게임을대상으로게임월드에서실제물리적환경요소가어느정도구현이되고있는지알아본결과, 대부분시스템에영향을미치지않았고, 시각적표현도단순한것에그쳤다. 이것은게임월드에실제물리적환경영역을구현하는게임시스템은기술적으로많은어려움이따르기때문이다. 기술적어려움은데이터가표준화되지않아서한번에여러환경요소를적용하기힘들기때문이고, 막대한인력과시간을투자한데이터의재사용이어려워경제적손실이

6 크기때문이다. 이런어려움을극복할수있는방안으로는 SEDRIS와같은표준화된기술의적용이다. 게임의구조적요소를모델링시뮬레이션하는데 SEDRIS와같은표준화된기술을적용하면온라인게임에실제물리적환경요소구현한게임시스템구현에서오는많은제약을극복할수있고, 경제적손실도줄일수있다. 특히 3D 데이터변환기술은모든환경영역및객체에대한논리적표현및참조모델을정의하고이를입출력 API를통해특정데이터를전송포맷이란변환과정을통해데이터의재사용성및상호운용성을보장하게되어이과정에서데이터는무손실, 무변경으로변환이가능하다. [10] David H. Ebert, 3D Game Engine Design, Morgan Kaufmann, 2000 [11] Kenny Mitchell, Real-Time Full Scene Anti - Aliasing for PCs and Consoles, Game Developer's Conference 2001 [12] Y.Mose, D. Reynard and A. Blake, Determining Facial Expression in Real Time, Proc, IEEE Intl Workshop on Automatic Face and Gesture Recognition, pp , 1995 MMRPG 특성상게임월드에서구현된공간영역에실제물리적환경영역을구현하는게임시스템은게이머에게사실감과현실감이높여준다. 이런시스템을구축하는가상현실기술요소가아직부족한실정이지만, SEDRIS 기술의적용을하면많은문제점을극복할수있어사실감과몰입감을높일수있는게임시스템을구현할수있을것이다. 게임월드에실제물리적환경영역을구현하는게임시스템을설계하였더라도, 중요한흥미요소중하나인 게임밸런스 가맞지않는다면게임은성공할수없으므로게임설계자의능력에따른 완성도높은게임설계 가향후과제이다. [ 참고문헌 ] [1] 게임산업개발원, 2003 년게임백서, 2003 [2] 김형석, 가상현실기술과게임, 2002( 게임에서의가상현실기술의현황조사및발전방향연구보고서 - 게임산업개발원지원 ) [3] 최정윤, 다사용자온라인게임 (MMRPG) 의상호작용과가사현실경험에관한연구, 이화여자대학교대학원 1999, 석사학위청구논문 [4] Game 기획론, 정보통신부, 한국정보통신교육원, 사단법인한국컴퓨터게임학회, 홍룡과학출판사, 2003 [5] 이광형, SEDRIS 기술을이용한데이터애트리뷰트추출방법, 한국컴퓨터교육학회논문지제 6 권 2 호,53-60 [7] 김대원, 다중쓰레드을이용한가상현실감시스템의설계와구현, 한국과학기술원석사학위논문, 1999 [8] 심재한, 다중참여자환경에서의동시성제어모델, 박사학위논문, 한국과학기술원전산학과, 1999 [9] Dan Baker and Carles Boyd, Volumetric Rendering in Realtime, Game Developer's Conference 2001

(Microsoft PowerPoint - \301\24613\260\255 - oFusion \276\300 \261\270\274\272)

$(Microsoft PowerPoint - \301\24613\260\255 - oFusion \276\300 \261\270\274\272)$ 게임엔진 제 13 강 ofusion 씬구성 이대현교수 한국산업기술대학교게임공학과 학습목차 Ofusion 을이용한 export Export 된씬의재현 씬노드애니메이션을이용한수동카메라트래킹 ofusion OGRE3D 엔진용 3D MAX 익스포터 http://www.ofusiontechnologies.com ofusion 의특징 Realtime Viewport 3D