게임 프로그래밍 충돌 판정 버그 해결 가이드

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캐릭터가 벽을 뚫을 때 먼저 확인할 것

프레임 단위 이동과 터널링 문제

게임 프로그래밍에서 충돌 판정 버그는 눈에 보이는 증상이 단순해도 원인은 여러 층에 숨어 있습니다. 캐릭터가 벽을 통과하거나 총알이 적을 지나치는 문제는 대개 터널링, 좌표 변환 오류, 업데이트 순서 꼬임에서 시작됩니다.

특히 빠르게 움직이는 물체를 매 프레임 위치만 비교하면 이전 위치와 현재 위치 사이의 경로가 비어 버립니다. 이때는 점 검사보다 선분, 캡슐, 스윕 테스트처럼 이동 경로 전체를 검사해야 합니다.

• 속도 확인: 한 프레임에 충돌체 두께보다 더 멀리 이동하는지 확인합니다.
• 시간 간격 확인: deltaTime이 순간적으로 커질 때 충돌 누락이 생기는지 로그를 남깁니다.
• 충돌체 크기 확인: 렌더링 모델보다 콜라이더가 지나치게 얇으면 벽 통과가 자주 발생합니다.

빠른 물체는 “현재 위치가 겹치는가”보다 “이전 위치에서 현재 위치까지 무엇을 지나쳤는가”를 먼저 물어야 합니다.

Will Perone의 개인 사이트처럼 게임 프로그래밍, 수학 라이브러리, 개발 포트폴리오를 다루는 공간에서는 이런 문제를 단순 팁으로 넘기기보다 재현 가능한 디버깅 절차로 다루는 편이 좋습니다. 버그를 고치는 능력은 엔진 아키텍처만큼이나 포트폴리오의 신뢰도를 높입니다.

충돌 판정 좌표가 어긋나는 흔한 원인

월드 좌표와 로컬 좌표 혼용

충돌 판정이 가끔만 실패한다면 좌표계 혼용을 의심해야 합니다. 렌더링은 월드 좌표를 쓰는데 충돌 검사는 로컬 좌표를 쓰거나, 부모 오브젝트의 회전이 반영되지 않은 상태에서 AABB를 계산하면 눈으로는 닿았는데 코드상으로는 멀리 떨어진 것으로 판단됩니다.

문제가 되는 코드는 대개 “대충 맞는 것처럼 보이는” 상태로 오래 남습니다. 그래서 충돌체의 중심점, 반지름, 회전, 스케일을 화면에 디버그 드로잉으로 표시해야 합니다. 숫자 로그만 보면 놓치는 오차가 시각화에서는 바로 드러납니다.

1. 렌더링 메시와 충돌체를 같은 기준점에서 그립니다.
2. 부모-자식 변환 행렬이 충돌 계산에 반영되는지 확인합니다.
3. 스케일이 0.01, 100처럼 비정상적으로 적용된 오브젝트를 찾습니다.
4. 회전된 박스를 AABB로만 처리해도 괜찮은 상황인지 검토합니다.

부동소수점 오차와 경계값

충돌 판정에서 딱 맞닿는 순간은 생각보다 위험합니다. float 비교를 ==로 처리하거나, 경계값을 포함할지 제외할지 기준이 함수마다 다르면 캐릭터가 바닥 위에서 떨리거나 벽 모서리에 걸리는 현상이 나타납니다.

해결책은 작은 허용 오차를 도입하고 규칙을 통일하는 것입니다. 예를 들어 바닥 판정은 약간의 여유를 주되, 벽 밀어내기는 과한 보정을 피해야 합니다. epsilon 값은 전역 상수로 관리하고, 좌표 단위가 미터인지 픽셀인지에 따라 크기를 조정하는 것이 안전합니다.

• 픽셀 기반 2D: 0.001보다 0.01~0.1 단위가 실용적일 수 있습니다.
• 미터 기반 3D: 캐릭터 크기와 물리 스케일에 맞춰 작은 epsilon을 둡니다.
• 네트워크 게임: 클라이언트와 서버가 같은 보정 규칙을 써야 판정 불일치가 줄어듭니다.

업데이트 순서 때문에 생기는 고장 해결법

입력, 이동, 충돌, 애니메이션 순서

게임 루프에서 충돌 판정은 단독으로 존재하지 않습니다. 입력을 받고, 속도를 계산하고, 위치를 이동시키고, 충돌을 보정하고, 애니메이션을 갱신하는 순서가 조금만 꼬여도 캐릭터가 벽에 붙거나 바닥을 뚫고 내려갑니다.

예를 들어 이동 후 충돌 보정을 했는데 애니메이션 루트 모션이 다시 위치를 밀어 버리면, 코드는 충돌을 처리했지만 화면에서는 뚫고 들어간 것처럼 보입니다. 이럴 때는 한 프레임 안에서 위치를 바꾸는 모든 시스템을 목록으로 적어야 합니다.

• 입력 처리: 플레이어 의도를 속도나 목표 이동량으로 변환합니다.
• 물리 적분: 중력, 가속도, 감속을 적용합니다.
• 충돌 검사: 이동 경로와 주변 충돌체를 비교합니다.
• 위치 보정: 겹침을 해소하고 접지 상태를 갱신합니다.
• 애니메이션 적용: 루트 모션이 있다면 보정 전후 기준을 명확히 합니다.

한 프레임에서 transform.position을 수정하는 코드가 세 군데 이상이면, 충돌 버그는 수학 문제가 아니라 소유권 문제일 가능성이 큽니다.

게임 개발 컨퍼런스 사례나 용어를 확인하고 싶다면 GDC 관련 설명처럼 업계 맥락을 참고하는 것도 도움이 됩니다. 다만 실제 프로젝트에서는 유명한 발표보다 현재 코드의 업데이트 순서를 정확히 추적하는 일이 먼저입니다.

고정 시간 스텝과 가변 시간 스텝

충돌이 특정 PC에서만 터진다면 deltaTime 처리 방식을 점검해야 합니다. 가변 시간 스텝은 구현이 간단하지만 프레임이 끊기는 순간 이동량이 커져 충돌 누락이 생길 수 있습니다. 반대로 고정 시간 스텝은 안정적이지만 렌더링 보간을 잘못하면 입력 지연처럼 느껴질 수 있습니다.

실무에서는 물리와 충돌은 고정 스텝으로 처리하고, 렌더링은 보간하는 방식을 많이 씁니다. 간단한 포트폴리오 프로젝트라도 이 구조를 적용하면 재현 가능한 게임 프로그래밍 디버깅이 쉬워집니다.

디버깅 도구 없이 고치려 할 때 생기는 실수

눈대중 수정의 위험

충돌 판정 버그를 숫자 몇 개 바꿔서 해결하려 하면 같은 문제가 다른 맵에서 다시 나타납니다. 콜라이더 크기를 1.05배 키우거나 중력 값을 살짝 낮추는 임시 수정은 테스트 장면에서는 좋아 보여도, 경사면과 모서리, 빠른 이동이 섞이는 순간 다시 무너집니다.

먼저 재현 장면을 작게 만들어야 합니다. 빈 맵에 벽 하나, 캐릭터 하나, 문제 속도 하나만 남겨도 원인이 절반은 드러납니다. 이 과정은 귀찮아 보여도 게임 프로그래밍 생산성을 크게 높입니다.

1. 문제가 발생한 위치와 입력을 기록합니다.
2. 같은 조건을 빈 테스트 씬에 복제합니다.
3. 충돌체를 선, 박스, 원으로 화면에 표시합니다.
4. 이전 위치와 현재 위치를 색상으로 구분합니다.
5. 수정 후 원래 맵과 테스트 씬을 모두 다시 실행합니다.

필수 디버그 표시 목록

충돌 디버깅에서 가장 효과적인 도구는 거창한 에디터 플러그인이 아닐 수 있습니다. 선분, 법선, 접촉점, 충돌 박스만 제대로 그려도 문제의 위치가 선명해집니다. 2D 게임이라면 캔버스 오버레이로도 충분하고, 3D 게임이라면 깊이 테스트를 끈 라인 렌더링을 활용할 수 있습니다.

학습 단계에서는 Game Programming 관련 서적처럼 기본 개념을 체계적으로 다루는 자료를 곁에 두면 좋습니다. 책의 예제를 그대로 베끼기보다, 자신의 엔진 코드에서 같은 개념이 어디에 놓이는지 비교하는 방식이 더 효과적입니다.

• 접촉 법선: 벽에서 밀어낼 방향이 반대로 계산되는지 확인합니다.
• 침투 깊이: 오브젝트가 얼마나 겹쳤는지 수치로 표시합니다.
• 이전 프레임 위치: 터널링 여부를 빠르게 판단할 수 있습니다.
• 충돌 레이어: 서로 충돌해야 할 대상이 필터에서 빠졌는지 확인합니다.

상황별 해결 패턴 비교

2D 플랫폼 게임에서 자주 터지는 문제

2D 플랫폼 게임은 단순해 보이지만 충돌 판정 예외가 많습니다. 계단, 경사면, 한 방향 플랫폼, 벽 점프, 대시 이동이 들어가면 바닥 판정과 벽 판정이 서로 충돌합니다. 이때 모든 것을 하나의 범용 충돌 함수로 처리하려고 하면 조건문이 빠르게 복잡해집니다.

해결 방향은 판정을 목적별로 나누는 것입니다. 바닥 감지는 별도 레이캐스트나 짧은 박스 캐스트로 처리하고, 몸통 충돌은 이동 보정에 집중하게 만들면 상태가 훨씬 안정됩니다. 점프 가능 여부와 벽에 막혔는지를 같은 변수로 관리하지 않는 것도 중요합니다.

• 바닥 떨림: 접지 판정에 작은 스냅 거리를 둡니다.
• 모서리 걸림: 발밑과 머리 위 충돌체를 분리해 검사합니다.
• 일방향 플랫폼: 캐릭터의 이전 위치와 낙하 방향을 함께 봅니다.
• 대시 통과: 대시 중에는 스윕 테스트를 적용합니다.

3D 액션 게임에서 놓치기 쉬운 부분

3D에서는 충돌체 모양 선택이 중요합니다. 사람형 캐릭터에 박스 콜라이더를 쓰면 회전이나 모서리에서 걸림이 자주 생기고, 구체만 쓰면 계단과 벽 구분이 어려울 수 있습니다. 일반적으로 캐릭터 이동에는 캡슐 콜라이더가 실용적입니다.

아래 비교를 기준으로 현재 프로젝트에 맞는 방식을 고르면 됩니다. 포트폴리오 프로젝트라면 복잡한 물리 엔진 기능을 모두 쓰기보다, 왜 해당 충돌체를 선택했는지 설명할 수 있는 구조가 더 중요합니다.

• AABB: 빠르고 단순하지만 회전된 물체에 약합니다.
• OBB: 회전을 반영할 수 있으나 계산 비용과 구현 난도가 올라갑니다.
• Sphere: 거리 계산이 쉬워 투사체나 감지 범위에 적합합니다.
• Capsule: 캐릭터 컨트롤러에 적합하며 계단과 벽 처리에 유리합니다.

팀 프로젝트라면 기획 의도와 판정 규칙도 함께 맞춰야 합니다. 직무 관점에서 기획자의 역할을 이해하려면 기획자 용어 설명을 참고할 수 있습니다. 충돌 판정은 코드만의 문제가 아니라 “플레이어가 맞았다고 느끼는가”라는 설계 문제와 연결됩니다.

이것만은 꼭 기억하세요: 재발 방지 체크리스트

수정 후 반드시 돌려볼 테스트

충돌 버그를 하나 고친 뒤 바로 넘어가면 회귀 버그가 생기기 쉽습니다. 특히 벽 통과를 막기 위해 보정 값을 키웠다가 경사면 이동이 뻑뻑해지거나, 바닥 판정을 넓혔다가 머리 충돌이 이상해지는 식의 부작용이 흔합니다.

따라서 수정 후에는 작은 테스트 묶음을 만들어 반복 실행해야 합니다. 자동화까지 어렵다면 최소한 개발자용 테스트 맵을 만들어 두세요. 동일한 입력으로 동일한 결과가 나오는지 확인하는 습관이 장기적으로 가장 큰 시간을 아껴 줍니다.

1. 낮은 FPS 상태에서 벽을 향해 빠르게 이동합니다.
2. 모서리와 경사면을 여러 각도로 통과해 봅니다.
3. 점프 직후 천장과 벽에 동시에 닿는 상황을 만듭니다.
4. 투사체가 얇은 장애물을 지나치지 않는지 확인합니다.
5. 충돌 레이어를 바꾼 뒤 기존 적, 아이템, 지형 판정이 유지되는지 봅니다.

포트폴리오에 남기면 좋은 기록

Will Perone 같은 developer 포트폴리오 성격의 사이트라면 단순히 “충돌 버그를 고쳤다”보다 어떤 원인을 어떻게 찾았는지 기록하는 편이 훨씬 좋습니다. 문제 장면, 원인 가설, 디버그 시각화, 적용한 수학적 판단, 테스트 결과를 순서대로 남기면 읽는 사람이 개발 역량을 구체적으로 이해할 수 있습니다.

블로그 글이나 README에는 긴 코드 전체보다 핵심 함수와 그림 없이도 이해되는 설명을 넣는 것이 좋습니다. 예를 들어 “프레임 간 이동 선분과 벽 AABB의 교차를 검사해 터널링을 줄였다”처럼 문제와 해결을 한 문장으로 압축하면 검색 사용자와 채용 담당자 모두에게 잘 전달됩니다.

• 문제 증상: 어떤 입력과 맵에서 발생했는지 적습니다.
• 원인 분석: 좌표, 시간 스텝, 충돌체, 업데이트 순서 중 무엇이 문제였는지 분리합니다.
• 해결 방법: 스윕 테스트, epsilon, 레이어 수정 등 실제 변경점을 명확히 씁니다.
• 검증 결과: 낮은 FPS, 빠른 이동, 경계 상황에서 다시 확인한 내용을 남깁니다.

충돌 판정은 한 번에 완벽해지기보다 디버그 도구와 테스트 장면을 통해 점점 안정됩니다. 지금 겪는 벽 통과, 바닥 떨림, 투사체 누락 문제도 원인을 작은 단위로 쪼개면 해결 순서가 보입니다.