Small project : 3D Shooting Game


[참조 책]


자.. 그럼 이제 시작 해 볼까?

최종 목표 : SNG 3D액션 게임을 만들어서 App Store에 런칭 하기!


Chapter 01. 게임 개발 순서


첫번째 예제는 Shooting 게임 개발이다.
Shooting 게임 이란?
[출처] : https://ko.wikipedia.org/wiki/슈팅_게임


이 책에서는 게임 개발을 크게 다음과 같은 순서로 진행 한다.

  1. 게임 개발 환경 설정
  2. 게임에서 사용할 리소스 내려 받기 및 설치
  3. 게임의 배경이 되는 스테이지 제작
  4. 주인공의 이동 및 공격 기능 구현
  5. 적 캐릭터 생성 및 추적 기능 구현
  6. 주인공과 적 캐릭터 간의 공격 및 피격 기능 구현
  7. 인벤토리 UI 및 데이터 저장
  1. 게임 개발 환경 설정 및 리소스를 내려 받자.

    프로젝트 명 : SpaceShooter
    Template : 3D 모드

Unity 화면 배치는 자유롭게 해도 되지만, 책에서는 2by3 레이아웃으로 바꿔서 진행 한다.
프로젝트 뷰를 개발 처음 부터 체계적으로 관리 하는것이 프로젝트를 효율적으로 관리 하는 방법중 하나이다

책에 나온 폴더 명칭과 분류 기준을 사용 할 예정이다. 왜냐면, 너무 정리가 잘 되있어서
그런데 전에 절대 경로가 있었던것 같았는데. 어쨌든 잘 정리 된것 같다.

  1. Scenes : 씬을 저장 한다.
  2. Scripts: C# 스크립트를 저장한다.
  3. Prefabs: 프리팹을 저장한다.
  4. Images : 텍스쳐 이미지 및 머티리얼을 저장한다.
  5. Models : 3D 모델을 저장한다.
  6. Sounds : 오디오 파일을 저장 한다.
  7. Animations : 애니메이션 컨트롤러 및 각종 애니메이션 클립을 저장한다.


캐릭터 모델을 임포트 하자!

Git Hub 저장소에서 다운 받자 : git clone https://github.com/IndieGameMaker/UnityBook


아.. 그런데 왜이렇게 오래 걸리지? 내 성질이 급한가? 다운로드 후!

UnityBook -> Resources -> Models -> Player

Player 패키지를 프로젝트안에 Import 시켜 준다.

※ 유니티 패키지 오류 : 유니티 패키지가 설치가 되지 않는다면

  1. 유니티가 실행 (Run) 모드 이다.
  2. 유니티 패키지 파일이 저장된 경로에 한글이 포함되어 있을때.


에셋 스토어에서 Skybox Volume2 다운로드 후 임포트 하자. 무료다 !


임포트 후에 Images 폴더에 옮겨 준다.

  1. 게임의 배경이 되는 스테이지 제작!

예전에는 Box를 가지고 했던 기억이 있지만, Quad 모델을 사용 한다.

Quad란?
[사전적 의미] : 여러가지 의미가 있으나, 4인실, 4개짜리 물건을 의미 한다.
Quad model은 2개의 삼각형 , 4개의 정점으로 구성된 단순한 3D 모델이다.

Quad를 배치 한다 !!


※Transform 컴포넌트의 Position, Rotation 속성
Position
X : 0, Y : 0, Z : 0

Rotation
X : 90, Y : 0, Z : 0
Scale
X : 50, Y : 50,Z : 50

씬뷰에 배치된 모든 게임 오브젝트(GameObject)의 이름은 직관적인 이름으로 바꿔야 편하다.
폴더명, 프로젝트 명, 변수명도 알아 보기 쉽고, 직관적인 이름이여야 나중에 바꾸거나 고치기 쉬운거랑 같은 맥락이다.

현재 Quad를 Floor란 이름으로 바꾼다.


Capsule을 추가 해준다.
Capsule을 생성하고 Capsule의 Position의 속성을 (0,1,0)으로 설정 한다.

Capsule이 사람이라고 본다면, Quad는 지형에 해당 되겠지?

Texture


텍스쳐란?
3D 모델의 표면에 매핑 시킬 이미지 파일을 지칭 한다.
[출처] : https://3dscanexpert.com/3d-scan-uv-texture-remap-c4d/



유니티는 텍스처의 원본을 보존한 상태로 다양한 압축 포맷으로 용량을 줄이는 기능을 제공 하므로 원본 텍스트를 불러와 사용 할 수 있다.

※ 텍스처는 가로와 세로의 크기가 2ⁿ 형태일때 압축을 지원 하며 속도가 빠르다.


특히! 모바일 플랫폼에서 속도를 향상 시키고 싶다면 반드시! 2ⁿ(POT : Power Of Two) 형태의 텍스처를 사용해야 한다.


텍스쳐 임포트


지난번에 Git에서 다운 받은 리소스

Resources -> Texture -> Stages 폴더를 04.Images폴더로 옮긴다.


Drag and Drop —> 끝

텍스처의 해상도 조절


모바일 플랫폼 출시를 하려면, 반드시 텍스처의 해상도를 적절히 줄여야 한다.

floor 이미지의 해상도는 1024 × 1024 이고, 크기는 1.3MB 이다. 그래서 해상도를 적절히 줄일 필요가 있다.

책에서는 256으로 설정 하라고만 했지, 왜? 설정하라고 하는지는 안적혀 있다.

floor 텍스처 해상도 –> 256으로 바꾸기

프로젝트가 진행되면서 임포트하는 텍스처는 바로 적절한 품질로 설정하는 작업을 병행해야 나중에 최적화 작업에 유리 하다.

Material


머티리얼은 3D 모델에 적용할 텍스처의 다양한 속성을 설정하는 역할을 한다.

floor 텍스처를 scene 뷰에 있는 Quad모델인 Floor에 Drag and Drop 해준다.


Drag and Drop 해줌과 동시에 Material 폴더가 생기고 floor 머티리얼이 생긴다.

이렇게 Drag and Drop 해주면 편하겠지만, 텍스처가 늘어 나면 늘어 날 수록 관리 하기가 불편해 진다.

Materials 폴더를 만들고, 빈 material을 만들어 준다.

빈 Material -> Albedo 에 Texture를 연결 해준다.

이렇게 해준 Material을 3D 객체 입혀 준다.

타일링 속성
머티리얼 기능 가운데 텍스처를 욕실의 타일처럼 반복 시키는 기능이 있다.

타일링 속성은 Main Map 색션의 Tiling 속성을 수정해야 한다.
Secondary Map 색션의 타일링은 3D 모델의 특정 부분을 좀 더 세밀하게 표현하기 위한 텍스처가 적용되는 영역이다.

셰이더 및 물리 기반 셰이딩


셰이더는 머티리얼에 적용한 텍스처를 렌더링 할 때 표면의 재질감을 표현하는 방식을 결정 한다.

셰이더 프로그래밍은 DirectX, OpenGL에 따라 서로 다른 언어로 구현되고, 3D 그래픽스의 이론적인 배경을 많이 알아야 할 정도로 깉이 있는 지식을 요구하는 분야이기도 하다.

셰이더 프로그래밍 어려운건가?

유니티는 이런 어려운 지식이나 경험 없이도 손쉽게 사용 할 수 있다. 왜냐? 유니티는 게임 엔진이니까. 누구나 쉽게 게임을 만들 수 있게 하기 위해 이런 기능들이 모두 내장 되어 있다.

유니티의 기본 셰이더인 Standard 셰이더는 물리 기반 셰이딩을 위한 다양한 옵션을 제공한다.

머터리얼의 어려가지 파라미터가 존재 한다. 유니티 Standard 셰이더에 대한 세부 정보 : https://docs.unity3d.com/Manual/shader-StarndardShader.html

메뉴얼을 참조 하자!!

프리팹


나는 자꾸 프리팹의 개념이 마치 클래스의 개념과 같은것 같다.

유니티에서의 프리팹은 복사가 가능한 원본의 개념으로, 프리팹을 복제해서 만든 복사본의 속성은 원본의 속성과 일치 한다. 따라서 원본 프리팹을 수정하면 그 복사본은 수정사항이 자동적으로 일괄적으로 적용되는 특징이 있다.

반대로 , 복사본을 수정하면 원본도 수정이 될까?
거기까진 생각을 안 해봤다.
왜 자꾸만 call by reference가 생각이 나는지
그 반대의 경우도 되는지 해봐야 겠다.

벾을 만들자!!


Floor 게임 오브젝트 네 군데 모서리에 배치할 벽을 프리팹으로 만들어 배치 해 보자!!

GameObject -> 3D Object -> Cube 생성!!
Cube의 이름 : Wall
Transform 속성 :
Position : 0,3,0
Rotation : 0,0,0
Scale : 50,6,1


마찬가지로 Wall에 Texture를 입히자
Wall Material

  1. 이름 : Wall
  2. 셰이더 : Mobile/Diffuse
  3. Texture: 04.Images -> Stages -> wall
  4. Tiling : x : 10

Standard가 아닌 Mobile/Diffuse를 선택한 이유는?
Standard는 모바일 플랫폼에서 무겁기 때문이다.


Wall 게임 오브젝트를 선택 하고, Mash Renderer -> Materials -> Element 0 에 연결

Wall GameObject로 프리팹을 생성 하자.


  1. 03.Prefabs -> Create -> Prefab
  2. Prefab 이름 : Wall
  3. Hierachy view의 Wall을 Prefab에 Drag and Drop 한다.


Prefab을 복제 하자!


게임 오브젝트,프리팹,각종 리소스는 무론 Scene도 복사할 수 있다.


사각면이니까 벽4개 만들어야지.
Duplicate 눌러도 되지만, 단축키를 이용하자,현대인 이잖아 도구를 써야지
[단축키] :
맥 => Command + D
윈도우 => Ctrl + D
복제한 Wall Prefab들을 각 모퉁이에 배치 해준다.

스내핑?


사전적 의미 : 딱 소리 내는, 딱 소리 내는, 딱 하고 부러뜨리다.
Unity에서 Snapping의 의미 : 3차원 공간을 다루다 보면, 여러 오브젝트를 다루는데 빈틈이 생기기 마련인데, Unity 3D에서는 이러한 빈틈을 최대한 줄여주고자 snap 기능을 제공한다.

즉, 딱 들어 맞게 해준다. 이런 의미인가 보다. ㅋ

Vertex Snapping을 이용해서 쉽고 편리 하게 화면을 배치 할 수 있다.

※ Vertex Snapping 방법 : 키보드 V키를 누른 상태에서 마우스 커서를 특정 정점 근처로 옮기면, Transform축의 해당 정점으로 이동한다.

그런데 난 잘 모르겠다. 솔직히 항상 눈대중인가.

Lighting


조명을 효율적으로 사용하느냐에 따라 게임의 분위기나 완성도가 달라질 정도로 중요한 요소이지만, 그렇다고 너무 많이 사용하게 되면, 조명 처리를 위한 렌더링 과부하가 생긴다. 그렇기 때문에 최소한 양으로 시각 효과를 내야 한다.

유니티는 게임 속도를 저하 하지 않고, 실시간 조명효과를 낼 수 있는 Lightmapping 및 Light Probe 기능을 제공 한다.


전에 Lightingmapping 인가? 적용해본적 있었는데, Build 할때 조금 시간 걸렸던것 같았었는데.

※유니티가 제공 하는 조명 종류

  1. Directional Light
    • 태양과 같은 조명, 위치는 어디에 있어도 상관 없고, 빛을 비추는 각도에 따라 그림자의 방향과 길이가 달라진다.
  2. Point Light
    • 백열 전구와 같은 조명, Point Light가 위치한 좌표를 중점으로 주변으로 퍼져나가는 조명이기 때문에 빛이 미치는 범위 Range 속성이 있다.
  3. Spot Light
    • 연극 무대의 독백 조명, 빛이 뻗어 나가는 각도를 조절 할 수 있는 Spot Range 속성이 있다.
  4. Area Light
    • 사각형 형태의 조명으로 한쪽 면에서 빛을 발하는 조명으로, 라이트 맵을 베이크 해야만 확인 할 수 있다. 유니티에서 제공하는 4개의 조명중에서 Area Light만 실시간 조명이 아니며, 간접 조명으로 사용 한다.

※Light 추가 방법

GameObject -> Light


Scene이 만들어지면, 기본적으로 Directional Light는 생성되어 있다.

※실시간 Light 조명 끄는 방법
실시간 전역 조명을 끄고 베이크를 하는 것이 유니티 에디터의 속도를 떨어 뜨리지 않는다. —> 그래서 전에 Build 속도가 느렸었나 보다.

[Window] -> [Lighting] -> [Setting]을 선택하면, Light view가 열린다. Auto Generate 옵션을 언체크 하면 실시간 라이트 매핑 처리를 하지 않는다.


하늘 표현 방식


아마 WebGL 하면서 도전하지 않을까 싶지만, 전에 Directx로 3D개발 할땐, 하늘과 배경을 사각 박스 안에 넣어서 그런지 이음새 처리가 만족 스럽지 않았었는데. 원형 돔 형식으로 처리를 하고 싶다고 생각만 했지. 구현해 본적은 없다.

※게임에서 하늘을 표현하는 대표적인 방식

  1. Skybox : 카메라가 볼수 있는 하늘을 여섯방면 (left, front, back, top, bottom)의 이미지를 Cube 형태로 배치해서 표현

  2. SkyDome : 돔 형태의 매쉬에 하늘의 이미지 텍스처를 입혀서 구현한다.

6방면 스카이 박스


  1. 04.Images/Materials 폴더에 new Material 추가
  2. Material 이름 : Skybox
  3. Material shader 속성 : [Skybox] -> [6 sided] 로 바꾼다.
  4. 에셋 스토어에서 내려 받은 Skybox Volume2 원하는 이미지를 고른다.
  5. 6 Sided -> Front, Back,Left,Right,Up, Down에 차례로 매칭 해준다.
  6. Skybox 니까 Down이 없을 수도 있다.
  7. Exposure 속성은 Skybox 텍스처의 노출을 설정 하는것으로 밝기를 조절 할 수 있다.
  8. Rotation 속성은 Y축을 기준으로 시계방향 [+방향]으로 회전 시킬수 있다.
  9. Window -> Lighting -> Setting —> Lighting view가 열린다.
  10. Lighting view —> Evironment -> Skybox Material -> texture를 넣은 material을 추가 해준다.


나는 DeepSpaceBlue 으로 선택!

프로시저럴 스카이박스


유니티 5부터 Skybox의 구현이 3가지 형태로 확장이 되었다. —> 그렇군

  1. 6 sided
  2. Procedural
  3. Cubemap

※Procedural Skybox의 특징 : 하늘의 색상, 대기 농도, 노출(밝기), 태양의 위치와 크기 등을 설정 할 수 있다.
유니티 프로젝트 생성후 보이는 스카이 박스가 프로시저럴 스카이 박스 이다.

기본 값인 Default-Skybox는 여러가지 설정 값을 수정 할 수 없으므로 별도의 프로시저럴 스카이 박스 머티리얼을 만들어야 한다.

  1. 04.Images/Materials 폴더에 new Material 추가
  2. Material 이름 : SkyboxPC
  3. Material shader 속성 : [Skybox] -> [Procedural]


게임에서 해가 뜨고 지는 시스템을 도입한 경우 태양 이미지의 위치가 태양의 고도에 따라서 위치가 같이 변경 돼야 한다.
라이팅 뷰의 Sun Source 속성에 Directional Light를 드래그 해서 연결 한다.

큐브 맵 스카이박스


큐브 맵은 여섯 방면 스카이박스와 마찬가지로 6장 텍스처가 필요 하며 주면 환경을 반사하는 효과에 주로 사용 한다.
큐브 맵은 6sided 스카이 박스와 마찬가지로 6장의 텍스처가 필요 하며, 주변 환경을 반산하는 효과를 주로 사용 한다.

6Side Skybox의 드로우콜 소모량
6 Side Skybox는 6개의 텍스처를 사용하므로 6드로우콜을 소모하지만 큐브맵 스카이박스와 프로시저럴 스카이박스는 1드로우콜만 소모하기 때문에 좋은 대안이 될 수 있다.
또한 SkyDome 역시 1장의 텍스처를 사용 할 경우 1드로우 콜만 소모하기 때문에 드로우콜을 낮출 수 있다는 장점이 있다. 하지만, SkyDome 방식은 게임의 특성에 따라 카메라가 볼수 있는 최대 거리를 제한 해야 할때는 SkyDome 방식을 적용 하는 것은 적합 하지 않을 수 있다.

3D 모델을 불러 오자!


모델을 불러 왔는데 텍스쳐가 깨졌다. 그럴땐 당황하지 말고, Import Materials에 check를 해준다.

Player 객체를 Drag and Drop 후

Transform의 Position 속성을 (0,0,0)으로 설정


Component


유니티는 component 기반 개발 방법론을 지원 한다.

Component 개발 방법 론이란? 독립적인 기능 단위로 component를 제작해 필요한 기능을 조립 하는 방식이다. 이런 방식의 가장 큰 장점은 컴포넌트의 재사용이 가능하여 생산성이 장점이다.


캐릭터를 controll 할 script를 작성 하자!!


PlayerCtrl 이란 스크립트를 만들자!!


스크립트 명과 클래스명은 동일 해야 한다.

유니티에서 사용 되는 함수 목록

  1. Awake
    • 스크립트가 실행 될때 한번만 호출되는 함수다.
    • 주로 게임의 상태 값 또는 변수의 초기화에 사용한다.
    • Start 함수가 호출 되기 전에 맨 먼저 호출 된다.
    • 스크립트가 비활성화 돼 있어도 실행 된다.
      -코루틴으로 실행 불가
  2. Start
    • Update 함수가 호출 되기 전에 한번만 호출 된다.
    • 스크립트가 활성화 돼 있어야 실행 된다.
    • 다른 스크립트의 모든 Awake가 모두 다 실행된 이후에 실행된다.
    • 코루틴으로 실행 가능
  3. Update
    • 프레임 마다 호출 되는 함수로 주로 게임의 핵심 로직을 작성한다.
    • 스크립트가 활성화돼 있어야 실행 된다.
  4. LateUpdate
    • 모든 Update 함수가 호출되고 나서 한번씩 호출 된다.
    • Update 함수에서 전처리가 끝난 후 실행해야 하는 로직에 사용한다.
    • 카메라 이동 로직에 주로 사용하는 함수다.
    • 스크립트가 활성화 돼 있어야 실행된다.
  5. FixedUpdate
    • 물리 엔진의 시뮬레이션 계산 주기로 기본 값은 0.02초이다.
    • 발생하는 주기가 일정하다.
  6. OnEnable
    • 게임 오브젝트 또는 스크립트가 활성화됐을때 호출 된다.
    • 이벤트 연결시 사용한다.
    • 코루틴 사용 불가
  7. OnDisable
    • 게임 오브젝트 또는 스크립트가 비활성화됐을때 호출된다.
    • 이벤트 연결을 종료할때 사용한다.
    • 코루틴 사용 불가
  8. OnGUI
    • 레거시 GUI 관련 함수를 사용할때 사용 한다.
솔직히 정리 안하는 것보다는 정리 하는게 낫다. 일단은 프로젝트 하면서 자주 사용하는게 최선인것 같다.


키보드 입력 값을 받아 오자.


유니티에서 키조합에 관한 정의는 InputManager에서 관리 한다.


[Edit] -> [project setting] -> [input] 에서 확인 할 수 있다.

스크립트를 적용해 보자.


Public 접근 지시자로 선언한 변수는 다른 프로그래밍 언어와 마찬가지로 다른 스크립트에서 접근 할 수 있다.


접근 지시자가 public인 변수는 인스펙터 뷰에서 설정한 값이 스크립트에서 지정한 값보다 우선 순위가 높다.

컴포넌트 캐시 처리


Update 함수는 프레임(Frame) 마다 한번씩 호출 되는 함수로써 항상 최적화에 주의를 기울여야 한다.


예를 들어 , 게임이 실행되는 디바이스가 30 프레임 (fps) 일 경우 Update 함수는 1초에 30번 호출 된다.

Update 함수에서 접근 해야 할 컴포넌트는 Awake 함수나 Start 함수에서 미리 변수에 할당한 후에 Update 함수에서 사용 해야 한다.