[Unity] 스카이박스, Rigidbody ForceMode, Raycast, Input System 공부하기

Unity 개발에서 핵심적으로 사용되는 스카이박스, Rigidbody ForceMode, Raycast, Input System 등에 대한 기술적인 내용을 정리해 보았습니다.

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1. 스카이박스(Skybox)

1.1 개념

스카이박스(Skybox)는 게임 세계의 배경을 표현하는 환경 매핑 기술입니다. 주로 하늘, 구름, 산 등의 자연 배경을 표현하는 데 사용됩니다.

1.2 종류

• 큐브 맵(Cube Map): 6개의 텍스처로 구성된 정육면체 배경
• 구체형 스카이박스(Sphere Map): 단일 텍스처를 구체 형태로 매핑하여 표현
• Procedural Skybox: Unity의 기본적인 하늘 표현 방식으로, 동적인 날씨와 시간 변화 적용 가능

1.3 Unity 적용 방법

RenderSettings.skybox = mySkyboxMaterial;

• mySkyboxMaterial에 원하는 스카이박스 머티리얼을 지정하여 적용

1.4 성능 고려사항

• 고해상도 텍스처는 GPU 사용량을 증가시킬 수 있음
• 동적 변경 시 프레임 속도 저하 가능
• 절차적 스카이박스(Procedural Skybox)는 CPU와 GPU 사용량에 영향

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2. Rigidbody - ForceMode

2.1 개념

Rigidbody를 사용하여 오브젝트에 힘을 가할 때 ForceMode를 지정하여 적용 방식을 설정할 수 있습니다.

2.2 ForceMode 종류

ForceMode 설명

Force	지속적인 힘 적용 (질량 고려)
Acceleration	가속도를 적용 (질량 무관)
Impulse	순간적인 힘 적용
VelocityChange	현재 속도를 즉각 변경

2.3 추가 고려 사항

• ForceMode.Force와 ForceMode.Acceleration은 FixedUpdate()에서 호출하는 것이 권장됨
• ForceMode.Impulse와 ForceMode.VelocityChange는 Update()에서도 사용 가능

2.4 적용 방법

Rigidbody.AddForce(Vector3 force, ForceMode.Impulse);

• force: 적용할 힘 벡터
• ForceMode.Impulse: 순간적인 힘 적용

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3. Raycast (광선 투사)

3.1 개념

Raycast는 보이지 않는 광선을 발사하여 충돌하는 객체를 감지하는 기능입니다.

3.2 Ray 생성 방법

Ray ray = new Ray(transform.position, transform.forward);

• transform.position: 광선의 시작점
• transform.forward: 광선의 방향

3.3 RaycastHit 정보

속성 설명

point	충돌한 위치
distance	원점에서 충돌 지점까지 거리
transform	충돌한 객체의 Transform
collider	충돌한 객체의 Collider

3.4 Raycast 최적화 방법

• LayerMask를 사용하여 불필요한 충돌 감지를 방지
• Physics.RaycastNonAlloc()을 사용하여 GC(가비지 컬렉션) 발생 최소화
• Physics.SphereCast() 또는 Physics.BoxCast()를 활용하여 더 넓은 범위 감지 가능

3.5 적용 방법

RaycastHit hit;
if (Physics.Raycast(ray, out hit, maxDistance, LayerMask.GetMask("Enemy")))
{
    Debug.Log("충돌한 객체: " + hit.transform.name);
}

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4. Input System의 SendMessage vs InvokeEvent

4.1 개념

Unity에서 입력 시스템을 활용할 때 두 가지 이벤트 호출 방식이 존재합니다.

4.2 방식 비교

방식 설명

SendMessage	“On+ActionName” 형식의 함수를 찾아 호출 (비효율적)
Invoke Event	Inspector에서 이벤트를 등록하여 실행
Invoke C# Events	C# 코드에서 이벤트를 등록 및 실행 (권장)

4.3 성능 고려

• SendMessage()는 런타임 중 문자열을 검색하여 실행하므로 성능 저하 발생 가능
• C# Events를 사용하면 컴파일 타임에 함수가 연결되어 성능 최적화 가능

4.4 예제 코드

public void OnMove()
{
    Debug.Log("Move 실행됨");
}

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5. 추가적으로 알고 있으면 좋은 기능

5.1 Object Pooling (오브젝트 풀링)

오브젝트를 재사용하여 성능을 최적화하는 기법입니다. 주로 총알, 적 캐릭터 등의 반복 생성이 많은 경우에 사용됩니다.

public class ObjectPool : MonoBehaviour {
    public GameObject prefab;
    private Queue<GameObject> pool = new Queue<GameObject>();

    public GameObject GetObject() {
        if (pool.Count > 0) {
            GameObject obj = pool.Dequeue();
            obj.SetActive(true);
            return obj;
        }
        return Instantiate(prefab);
    }

    public void ReturnObject(GameObject obj) {
        obj.SetActive(false);
        pool.Enqueue(obj);
    }
}

5.2 Coroutine (코루틴)

일정 시간 동안 실행되는 함수를 만들 수 있습니다.

IEnumerator ExampleCoroutine() {
    yield return new WaitForSeconds(2);
    Debug.Log("2초 후 실행됨");
}

5.3 Shader Graph 활용

비주얼 프로그래밍 방식으로 셰이더를 제작할 수 있으며, 그래픽 최적화 및 커스텀 효과를 만들 때 유용합니다.

5.4 DOTS (Data-Oriented Technology Stack)

DOTS는 Unity의 고성능 엔진 개발 방식으로, ECS(Entity Component System), Job System, Burst Compiler를 활용하여 성능을 극대화할 수 있습니다.

5.5 Addressables System

큰 프로젝트에서 리소스를 효율적으로 관리할 수 있도록 도와주는 Unity 시스템으로, 동적 로딩 및 메모리 최적화를 제공함.

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결론

Unity의 핵심 개념인 스카이박스, Rigidbody ForceMode, Raycast, Input System뿐만 아니라, 추가적으로 개발 시 유용한 오브젝트 풀링, 코루틴, 셰이더 그래프, DOTS, Addressables System 등을 정리하였습니다. 이를 활용하여 보다 최적화된 Unity 프로젝트를 개발하시기 바랍니다.