[🐣질문] 개발 알 못 게임 최적화 질문

[Indie(125.181)]

본인은 예전에 취미로 웹사이트 만들어 보고 싶어서
자바랑 HTML, DB를 찍먹만 하고 안맞아서 그만 둔 수준임


궁금한 건 종종 최적화가 안된 게임들은 무슨 이유 때문인지 궁금함

겉핡기로 알고 있는 점은

과한 폴리곤에서의 문제인지

아니면 스파게티 코드라고 부르는 부분에서

어떤 방식을 기피해야 하는지

또,  어디서 주워들었는데 대부분 게임이 싱글코어 위주의 프로그래밍이라서 그렇다라고 들었는데

그게 맞다면 다중코어로 했을 때의 체감은 얼마나 드라마틱 하고 무엇을 공부해야 하는지가 궁금함

[앱등이(118.33)]

다중스레드로 만든 게임이 없는 이유는 다음과 같습니다. 충돌 계산은 다중 스레드로 하면 병목이 발생하기 때문에, 대부분 게임은 다중 스레드를 사용하지 않습니다. 이는 레이스 컨디션 문제 등 여러 문제가 발생하기 때문. 그러므로, 그래픽은 GPU. 충돌계산은 CPU가 담당합니다. 혹자는 유체 움직임도 충돌 아니냐고 할텐데, 그건 엄연히 그래픽 쪽에 가깝가고 보면 됩니다. 왜냐면 오브젝트가 사라지거나 하는 걸 감안하는 게 아닌 닫힌 계, 시스템을 가정하는 것이기 때문입니다.

[앱등이(118.33)]

실제로 제가 두번 째로 앱스토어에 출시한 게임인 BRAMBLRTREAD의 경우, 가비지 컬렉터가 있었는데 메모리 누수가 생겨서 이를 잡는데 하루 정도 걸럈는데, 이는 스파게티 코드가 아니라 사운드 채널이 무한정 늘어나는 문제였습니다. 적들이 나타나고 그에 따른 사운드 채널이 계속해서 겹쳐서 생긴 문제였습니다. 큐에 기존 오브젝트 사운드가 쌓이면서 해제되지 않아서지요. 이는 채널 수 제한을 걸어서 해결했습니다. 왠만한 경우에는 요즘 하드웨어가 상당히 발전했으므로, 신경쓰지 않아도 되지만 캐주얼 게임이라고 방심했다가 생긴 문제지요. 이런 문제는 AI도 디버깅 못합니다. 그래서 제가 직접 뭐가 문제인지 파악해서 고쳤습니다.

[앱등이(118.33)]

@앱등이(118.33) 말씁하신 폴리곤 수나 이런 부분은 GPU가 많이 발전해서 왠만한 게임에서는 문제가 안 됩니다. 다만, 최신기술로 멀리있는 지오메트리를 줄인다거나 하는 기술이 적용되지 않거나, 폴리곤을 공유하디 않는 오브젝트들이 많아진다면 버퍼 재활용이 떨어지므로 렉이나 이런 발생요인들이 많이 발생할 수 있습니다.

[앱등이(118.33)]

@앱등이(118.33) 최적화는 일종의 눈속임에 가깝습니다. 우리가 흔히 가상 시뮬레이션에 살고 있다고 말하는 증거로 눈에 보이는 것만 게임에 계산하듯, 프러스텀 형태로 시야각 내에 있는 것만 그래픽화 시키는 방식을 양자역학에서 쓴다고들 합니다. 이런 것처럼 게임에서 계산관련 부하를 줄이기 위한 부하를 줄이는 방법을 많이 씁니다. 이 뿐만이 아니라, 일정 오브젝트들이 사라지는 걸 감안해서 일정 범위(맵)을 벗어난다거나 혹은 죽음이라는 상태이후 시간에 따라 사라지게 하는 등으로 메모리 점유를 줄이기도 합니다.

[앱등이(118.33)]

@앱등이(118.33) 앞서 제가 최근 겪었던 사운드 문제도 이런 문제 중 하나였죠. 씨나 씨플플 하신분들은 아시겠지만, 이런 메모리 부분은 상당히 골치가 아픕니다. 저또한 그랬슺니다만 스위프트로 왐전히 갈아탄 이후에는 그다지 신경ㅋ스지 않았습니다만.. 아무튼 이런 부분의 문제도 있습니다.

[앱등이(118.33)]

@앱등이(118.33) 게임에서는 다중스레드 쓰는게 어렵습니다. 혹자는 충돌계산도 다중으로 돌리면 되지 않느냐 하는데, 이건 그럼 스레드마다 자료형 타입 변수들에 락을 걸어여 하는 문제가 발생하므로 도리어 오버헤드를 크게 발생시키는 문제가 있습니다. 그래서 대부분의 게임은 다중 스레드를 쓰지 않슺니다.

[앱등이(118.33)]

@앱등이(118.33) 이외에도 여럿 문제가 있슺니다만 너무 길어지므로 이걸로 마무리 하겠슺니다. 더 궁금하시면 게임엔진 관련 그래픽스를 공부하시면 더 잘 아시게 될 겁니다.

[글쓴 Indie(125.181)]

@앱등이(118.33) 단순한 호기심 질문에 정성스레 답변해주셔서 감사합니다.써주신 댓글 전부 읽어보았는데요사운드 채널이 무한정 늘어난다라는 개념이 적AI가 죽을 때 비명을 지르면서 비명소리가 담긴 파일이 닫히기 않고메모리 즉, 램에 쌓인다는 말씀이겠죠?그렇다면 종종 ISLC같은 램 클리너 프로그램들이 있는데 이런 프로그램을 사용하면 무한정 늘어나는 오브젝트들이 해결되는 게 맞나요?이게 맞다면 배틀필드 같은 실시간 다양한 사운드를 많이 사용해야 할 게임일수록 더 중요하겠군요.또, 폴리곤을 공유하는 오브젝트들이 있다는 예시가 고블린이라는 몬스터도 외형은 같으나 단순하게 모자 색깔에 따라서 다른 몬스터로 나열하는 것도 같은 맥락이겠죠?

[앱등이(118.33)]

@글쓴 Indie(125.181) 그런경우는 고블린이라는 모델 자체는 버퍼로 찍어내면 되서 부담이 덜합니다. 텍스처만 색깔 다르게 하면 되거든요. 최적화 기법은 많습니다만, 보통 유니티나 언리얼 등 게임엔진들이 이런거는 자동으로 해줍니다. 전 게임엔진 안 쓰고 만들다보니 저런 문제가 생겼던 거구요. 그리고 클리너 같은 게 아닙니다. 사용중이지 않으면 풀어줘야 하는데 그걸 놓친 거구요. 사용중인데 날려버리면 크래시납니다.. 외람되지만 제 생각엔 이런 최적화가 아니라, 프로그래밍 기초부터 보셔야 할 것 같습니다.

[글쓴 Indie(125.181)]

@앱등이(118.33) 궁금했던 점 전부 해결됬습니다, 알려주셔서 감사합니다. 좋은 개발 되시길 바랍니다.

[211214(tomatoss)]

[익명(djqqhaos)]

어떤 가정은 왜 행복/불행할까요 수준의 너무 광범위한 질문인데 보통은 이제 규모나 양이 크면 문제가 되는 경우가 많음. 예를들면 캐릭터가 많아진다던가 맵이 넓어진다던가 폴리곤이 많아진다던가... 기피해야될 부분은 경험도 필요하고 공부도 해야돼서 뭐라 딱 정해서 알려 줄 수가 없음

[211214(tomatoss)]

수십만 단위의 폴리곤 모델을 그대로 써버리면 답이 음슴드로우콜이 잘 묶이게끔 공용 메쉬, 공용 메터리얼로 작업이 되어야 하는데3D 아티스트 관련 유튜브를 좀 돌아다녀봐도.. 이 부분에 대해선 언급이 없음아트 에셋을 구매할 때 이 부분을 고려한 에셋을 찾기가 정말 하늘에 별따기임그리고 유니티 기준으로 잦은 가비지콜렉터 호출을 유발하는 코드도 문제가 됨프레임은 멀쩡한데 살살 끊기는 스터터링 발생의 주 원인임..병렬처리는 뉴비라 잘 모루지만 병렬로 처리했을 때 좋은 케이스(길찾기, 데이터 필터 등) 말고는생각보다 드라마틱하게 성능이 좋아지는 경우가 없슴.. 토탈워 같은 특정 게임 장르에 한해서만 적극 활용되는 걸로 알고 있고저 또한 위에 말한 케이스들만 병렬 처리 중임..

[앱등이(118.33)]

오해가 있으시네요. 병렬로 처리하는 게 기본이라서 못 느끼는 것일 뿐, 계산은 대부분 행렬을 통한 병렬계산으로 합니다..

[211214(tomatoss)]

[앱등이(118.33)]

DirectMath 같은 라이브러리를 보면, 이를 CPU에 최적화 시켜놔서 파이프라인 한 번에 여럿 계산을 한 번에 행렬로 처리합니다. 흔히들 뱡렬은 GPU만 한다는 외국 유튜브에도 제가 이런걸로 CPU에서도 쓴다니까 차단 먹이고 그러던데.. 실제로는 여럿 꼼수로 병렬계산을 핮니다..

[Indie 1(175.117)]

윗분 말씀처럼 요샌 CPU도 멀티코어이기 때문에, 게임 스레드 외에 스레드풀을 이용한 병렬 연산이 존재하고, 인게임 로직 중에도 병렬 연산을 이용하면 최적화되는 경우가 많아여 다만, Race condition 등 병렬 연산시엔 (싱글 스레드 시 고민안해도 되는) 까다로운 설계가 필요하고, 스레드간 컨텍스트 전환이 잦으면 오히려 병렬 연산이 효율이 떨어지는 경우가 많아서 (스레드 A에서 스레드 B로 값을 복사해서 보내야하는데 이게 잦아 실제 내부 로직보다 값 복사의 연산량이 더 클 경우), 무조건 병렬이 효율이 좋은 건 아니에요.

[Indie 1(175.117)]

근데 말씀하신 것처럼, 대부분의 최적화 이슈는 메모리 누수나 드로우콜 단의 문제 또는 멍청한 코드가 대부분이긴 합니다 ㅋㅋ

[211214(tomatoss)]

[앱등이(118.33)]

@Indie1(175.117) 제가 말하는 것과 다른 병렬을 이야기 하시네요. 물론, CPU 자체도 병렬이 가능한 건 있지만 전 단일 쓰레드에서 행렬로 병렬계산이 가능하다는 걸 말한겁니다..

[앱등이(118.33)]

@앱등이(118.33) 나는 프로그래머가 될거야! 개발자가 될거야! 하는 사람들이 자꾸 놓치는게 수학입니다. 단일 수식 여러개를 행렬로 묶으면 병렬처럼 한 번에 여러 계산이 가능합니다. GPU만 이런 방식 쓰는 걸로 오해하기 쉬운데, 이 방식은 CPU 연산에서 먼저 쓰던 방식입니다.

[앱등이(118.33)]

@앱등이(118.33) 간단히 예를 들자면, a + b = x 란 식과 c + d = y 란 식을 계산한다고 했을 때, 각각 계산하는 것은 베모리 옮기고 어쩌고 하면서 여럿 복사 등이 연산이 이루어지지만, (a, c) + (b, d) = (x, y)로 바꾸어 쓰면 파이프라인 두 번 거칠 것 없이 한 번에 끝나지요.

[앱등이(118.33)]

@앱등이(118.33) 보통 CPU쪽은 33이나 44로 행렬계산을 정렬화 해놓고, GPU는 그런 제한이 없도록 저수준을 맞춰둡니다.

[앱등이(118.33)]

@앱등이(118.33) 저런걸 실제로 쓰냐고 반문하실 수도 있는데, 게임엔진 자체가 물리충돌 등 계산시에 저런 행렬계산 좌표로 계산해서 고등수학 때 배운 벡터와 장과의 평행 및 직교 등을 이용하여 계산하는게 들어있습니다.

[앱등이(118.33)]

@앱등이(118.33) 요즘은 이런걸 신경안 쓸만큼 하드웨어가 발달했다곤 하지만, 그렇기에 더 신경쓰면 최적화가 좋아지지요. 옛날 WTF 코드같이 연산량이 어마어마한 것을 << 나 >>로 바이너리 비트 값 간단히 바꾸는 걸로 근사한 것도 있고, 오버플로우로 간단히 초기화한다거나 하는 기법들도 있었습니다. 요즘에야 이런건 그냥 기본 코드로 들어가 있지만서도, GPU 다루는 저수준 API 코딩에는 이런 건 AI가 잘 쓰지 않아서 손코딩하면 최적화에 도움이 많이 되죠. 루프를 쓰지 않는게 더 최적화하기 쉬운 아이러니한 게 병렬계산이라..

[211214(tomatoss)]

@앱등이(118.33) 유니티는 버스트컴파일러가 그 일을 해줍니다!

[앱등이(118.33)]

@211214 전 HLSL이나 GLSL, METAL같은 DSL 말한건데, 좀 타겟이 다른 것 같습니다..

[211214(tomatoss)]

@앱등이(118.33) 아.. SIMD 얘기가 아니었어요?

[211214(tomatoss)]

[앱등이(118.33)]

@211214 이 참에 그래픽스 배워보시는 것도 좋겠네요. 손코딩으로 게임엔진 한 번 만들면, 못 만들 것이 없습니다!

[211214(tomatoss)]

[longZam(tmddnr305)]

종종 보이는 케이스는 굉장히 비효율적인 코드를 찾지 못한... 아니지. 찾지 않은 채 방치해두는 경우임. 몬헌 와일즈가 DLC 여부를 매 프레임마다 검사한다던가, 소울 워커가 한 바이트씩 디스크에 시스템 콜을 한다던가...

[빗츠(solar2776)]

그냥 최적화가 박는 이유는 진짜로 개발자가 대놓고 말해서 멍청해서 그런거임 혹은 최적화를 도저히 할 시간적 여유가 없거나 최적화를 박는 이유가 워낙 많은데 어떤 현상이 일어나냐에 따라 원인도 너무 다양해서 콕 집어 말하긴 어렵고 유니티의 경우 대표적인 경우가 엔진 시스템을 이해 못해서 가비지 컬렉터가 할 일을 너무 많이 만드는 경우 게임이 한번씩 뚝뚝 끊기는 느낌이 나는 식