게임 엔진으로 배우는 C++: Unreal Engine 입문 🎮🚀

안녕하세요, 게임 개발에 관심 있는 여러분! 오늘은 C++ 프로그래밍 언어와 Unreal Engine을 결합하여 게임 개발의 세계로 여러분을 안내하려고 합니다. 이 글을 통해 여러분은 C++의 기본 개념부터 Unreal Engine의 고급 기능까지 단계별로 학습할 수 있을 거예요.

게임 개발은 창의성과 기술력이 만나는 흥미진진한 분야입니다. 여러분의 아이디어를 현실로 만들어내는 과정은 마치 마법과도 같죠. 그리고 이 여정의 시작점에 C++와 Unreal Engine이 있습니다.

C++는 강력하고 유연한 프로그래밍 언어로, 게임 개발에 널리 사용됩니다. Unreal Engine은 이 C++의 힘을 활용하여 놀라운 3D 그래픽과 복잡한 게임 로직을 구현할 수 있게 해주는 최첨단 게임 엔진이에요.

이 글에서는 C++의 기초부터 시작하여 Unreal Engine의 핵심 기능까지 차근차근 살펴볼 예정입니다. 프로그래밍 초보자부터 경험 있는 개발자까지, 모두가 이 여정에서 새로운 것을 배우고 성장할 수 있을 거예요.

그럼 이제 C++와 Unreal Engine의 세계로 함께 떠나볼까요? 여러분의 게임 개발 여정이 여기서 시작됩니다! 🚀

1. C++ 기초: 게임 개발의 첫걸음 👣

C++는 1979년 비야네 스트롭스트룹에 의해 개발된 강력한 프로그래밍 언어입니다. C언어를 기반으로 객체 지향 프로그래밍의 개념을 추가하여 만들어졌죠. 게임 개발에 있어 C++는 그 성능과 유연성 때문에 매우 중요한 위치를 차지하고 있습니다.

1.1 C++의 기본 구조

C++ 프로그램의 기본 구조를 살펴봅시다. 아래는 간단한 "Hello, Unreal World!" 프로그램입니다.

#include <iostream>

int main() {
    std::cout << "Hello, Unreal World!" << std::endl;
    return 0;
}

이 코드를 하나씩 살펴볼까요?

• #include <iostream>: 이는 입출력 기능을 제공하는 헤더 파일을 포함시키는 전처리기 지시문입니다.
• int main(): 모든 C++ 프로그램의 시작점인 main 함수입니다.
• std::cout: 콘솔에 출력을 하기 위한 객체입니다.
• return 0;: 프로그램이 성공적으로 종료되었음을 운영체제에 알립니다.

1.2 변수와 데이터 타입

C++에서는 다양한 데이터 타입을 제공합니다. 게임 개발에서 자주 사용되는 몇 가지 타입을 살펴봅시다.

• int: 정수를 저장합니다. 예: 플레이어의 점수, 레벨 등
• float: 소수점이 있는 숫자를 저장합니다. 예: 캐릭터의 위치, 속도 등
• bool: true 또는 false 값을 저장합니다. 예: 게임 상태, 아이템 소지 여부 등
• char: 단일 문자를 저장합니다.
• string: 문자열을 저장합니다. 예: 플레이어 이름, 대화 내용 등

변수 선언의 예시를 볼까요?

int playerScore = 0;
float playerSpeed = 5.5f;
bool isGameOver = false;
char playerGrade = 'A';
std::string playerName = "UnrealHero";

1.3 조건문과 반복문

게임 로직을 구현할 때 조건문과 반복문은 필수적입니다.

조건문 (if-else)

if (playerScore > 100) {
    std::cout << "High Score!" << std::endl;
} else {
    std::cout << "Keep trying!" << std::endl;
}

반복문 (for, while)

// for 루프
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    std::cout << "Countdown: " << 5 - i << std::endl;
}

// while 루프
while (!isGameOver) {
    // 게임 로직
    // ...
    if (playerHealth <= 0) {
        isGameOver = true;
    }
}

1.4 함수

함수는 코드를 구조화하고 재사용성을 높이는 데 중요합니다. 게임에서 자주 사용되는 동작을 함수로 만들어 사용할 수 있죠.

void healPlayer(int& health, int amount) {
    health += amount;
    if (health > 100) health = 100;  // 최대 체력을 100으로 제한
}

int main() {
    int playerHealth = 50;
    healPlayer(playerHealth, 30);
    std::cout << "Player health: " << playerHealth << std::endl;
    return 0;
}

1.5 클래스와 객체

C++의 핵심 특징 중 하나는 객체 지향 프로그래밍입니다. 클래스를 사용하여 게임 내의 엔티티를 모델링할 수 있습니다.

class Player {
private:
    std::string name;
    int health;
    int score;

public:
    Player(std::string n) : name(n), health(100), score(0) {}

    void takeDamage(int amount) {
        health -= amount;
        if (health < 0) health = 0;
    }

    void addScore(int points) {
        score += points;
    }

    void displayStatus() {
        std::cout << "Player: " << name << ", Health: " << health << ", Score: " << score << std::endl;
    }
};

int main() {
    Player hero("UnrealHero");
    hero.takeDamage(30);
    hero.addScore(50);
    hero.displayStatus();
    return 0;
}

이러한 C++의 기본 개념들은 Unreal Engine에서 게임을 개발할 때 핵심적인 역할을 합니다. Unreal Engine은 이러한 C++의 특성을 활용하여 강력한 게임 개발 환경을 제공하죠.

다음 섹션에서는 Unreal Engine의 기본 구조와 C++를 어떻게 활용하는지 살펴보겠습니다. C++의 힘과 Unreal Engine의 강력한 기능이 만나 어떤 시너지를 발휘하는지 함께 알아봐요! 🚀

2. Unreal Engine 소개: 게임 개발의 강력한 도구 🛠️

Unreal Engine은 Epic Games에서 개발한 세계적으로 유명한 게임 엔진입니다. 1998년 처음 출시된 이후 지속적인 발전을 거듭하여 현재는 게임 개발뿐만 아니라 영화, 건축, 자동차 산업 등 다양한 분야에서 활용되고 있죠.

2.1 Unreal Engine의 특징

Unreal Engine이 게임 개발에 널리 사용되는 이유는 다음과 같은 특징 때문입니다:

• 고품질 그래픽: 실시간 렌더링 기술을 통해 놀라운 비주얼을 제공합니다.
• 크로스 플랫폼 지원: PC, 콘솔, 모바일, VR 등 다양한 플랫폼에서 게임을 개발할 수 있습니다.
• 블루프린트 시스템: 비주얼 스크립팅 도구로, 프로그래밍 지식이 없어도 게임 로직을 구현할 수 있습니다.
• 물리 엔진: 사실적인 물리 시뮬레이션을 제공합니다.
• 광범위한 에셋 라이브러리: 다양한 3D 모델, 텍스처, 사운드 등을 제공합니다.
• 강력한 AI 시스템: 복잡한 NPC 행동을 쉽게 구현할 수 있습니다.
• 네트워킹 지원: 멀티플레이어 게임 개발을 위한 도구를 제공합니다.

2.2 Unreal Engine의 구조

Unreal Engine의 기본 구조를 이해하는 것은 효율적인 게임 개발을 위해 중요합니다. 주요 컴포넌트들을 살펴봅시다.

이 구조도에서 볼 수 있듯이, Unreal Engine은 여러 층위로 구성되어 있습니다:

• Unreal Editor: 게임 개발의 중심 도구로, 레벨 디자인, 에셋 관리, 게임플레이 테스트 등을 수행합니다.
• Blueprints & C++ Code: 게임 로직을 구현하는 두 가지 주요 방법입니다. Blueprints는 비주얼 스크립팅 시스템이며, C++은 더 복잡하고 성능이 중요한 기능을 구현할 때 사용됩니다.
• Unreal Engine Core: 엔진의 핵심 기능을 제공하는 부분입니다.
• Rendering, Physics, Audio: 게임의 그래픽, 물리 시뮬레이션, 사운드를 담당하는 하위 시스템들입니다.

2.3 Unreal Engine에서의 C++ 활용

Unreal Engine에서 C++을 사용할 때는 엔진의 특별한 매크로와 클래스들을 활용합니다. 간단한 예제를 통해 살펴봅시다.

#include "GameFramework/Actor.h"
#include "MyActor.generated.h"

UCLASS()
class MYGAME_API AMyActor : public AActor
{
    GENERATED_BODY()

public:
    AMyActor();

    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite, Category = "MyVariables")
    float MyFloat;

    UFUNCTION(BlueprintCallable, Category = "MyFunctions")
    void MyFunction();
};

이 코드에서 주목할 점들:

• UCLASS(): Unreal Engine에게 이 클래스가 리플렉션 시스템에 포함되어야 함을 알립니다.
• GENERATED_BODY(): 엔진이 필요로 하는 보일러플레이트 코드를 생성합니다.
• UPROPERTY(): 변수를 Unreal Engine의 프로퍼티 시스템에 등록합니다. 이를 통해 에디터에서 변수를 수정하거나 블루프린트에서 접근할 수 있습니다.
• UFUNCTION(): 함수를 Unreal Engine의 함수 시스템에 등록합니다. 이를 통해 블루프린트에서 이 함수를 호출할 수 있습니다.

2.4 Unreal Engine의 게임플레이 프레임워크

Unreal Engine은 게임 개발을 위한 강력한 프레임워크를 제공합니다. 주요 클래스들을 살펴봅시다:

• AGameMode: 게임의 규칙을 정의합니다. 예를 들어, 플레이어가 어떻게 게임에 참여하고, 승리 조건은 무엇인지 등을 결정합니다.
• APawn: 플레이어나 AI가 제어할 수 있는 모든 액터의 기본 클래스입니다.
• APlayerController: 플레이어의 입력을 받아 Pawn을 제어합니다.
• AActor: 레벨에 배치할 수 있는 모든 객체의 기본 클래스입니다.
• UGameInstance: 게임 전체의 수명주기를 관리하며, 레벨 간 지속되어야 하는 데이터를 저장합니다.

이러한 클래스들을 상속받아 게임의 특정 요구사항에 맞게 커스터마이즈할 수 있습니다.

2.5 Unreal Engine의 에디터 사용하기

Unreal Engine 에디터는 강력하면서도 직관적인 인터페이스를 제공합니다. 주요 기능들을 살펴봅시다:

• 레벨 에디터: 게임 월드를 디자인하고 구축하는 곳입니다.
• 콘텐츠 브라우저: 프로젝트의 모든 에셋을 관리합니다.
• 블루프린트 에디터: 비주얼 스크립팅을 위한 도구입니다.
• 머티리얼 에디터: 복잡한 머티리얼을 생성하고 편집합니다.
• 애니메이션 에디터: 캐릭터 애니메이션을 제작하고 관리합니다.

Unreal Engine은 이러한 다양한 도구들을 통합하여 효율적인 게임 개발 환경을 제공합니다. C++의 강력함과 Unreal Engine의 직관적인 도구들이 결합되어, 개발자들은 자신의 창의적인 아이디어를 빠르고 효과적으로 현실화할 수 있습니다.

다음 섹션에서는 Unreal Engine에서 C++를 사용하여 실제 게임 기능을 구현하는 방법에 대해 더 자세히 알아보겠습니다. Unreal Engine과 C++의 시너지를 직접 경험해 보세요! 🚀

3. Unreal Engine에서 C++ 프로그래밍: 실전 가이드 💻

이제 Unreal Engine에서 C++를 사용하여 실제 게임 기능을 구현하는 방법을 자세히 살펴보겠습니다. 이 섹션에서는 기본적인 게임 메커니즘부터 시작하여 점점 더 복잡한 시스템을 구현하는 방법을 단계별로 설명하겠습니다.

3.1 Unreal Engine 프로젝트 설정

먼저, C++ 클래스를 사용할 수 있는 Unreal Engine 프로젝트를 생성해야 합니다.

1. Unreal Engine을 실행하고 새 프로젝트를 생성합니다.
2. 'C++ 클래스 사용' 옵션을 선택합니다.
3. 프로젝트 이름과 저장 위치를 지정합니다.
4. 프로젝트가 생성되면, Visual Studio(또는 선택한 IDE)가 자동으로 열립니다.

3.2 기본 Actor 생성하기

게임 내 오브젝트의 기본이 되는 Actor 클래스를 만들어 보겠습니다.

// MyActor.h
#pragma once

#include "CoreMinimal.h"
#include "GameFramework/Actor.h"
#include "MyActor.generated.h"

UCLASS()
class MYGAME_API AMyActor : public AActor
{
    GENERATED_BODY()
    
public:    
    AMyActor();

protected:
    virtual void BeginPlay() override;

public:    
    virtual void Tick(float DeltaTime) override;

    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite, Category = "MyProperties")
    float Health;

    UFUNCTION(BlueprintCallable, Category = "MyFunctions")
    void TakeDamage(float DamageAmount);
};

// MyActor.cpp
#include "MyActor.h"

AMyActor::AMyActor()
{
    PrimaryActorTick.bCanEverTick = true;
    Health = 100.0f;
}

void AMyActor::BeginPlay()
{
    Super::BeginPlay();
}

void AMyActor::Tick(float DeltaTime)
{
    Super::Tick(DeltaTime);
}

void AMyActor::TakeDamage(float DamageAmount)
{
    Health -= DamageAmount;
    if (Health < 0)
        Health = 0;
}

이 코드는 기본적인 Actor를 생성하고, 체력(Health) 속성과 데미지를 받는 함수(TakeDamage)를 구현합니다.

3.3 플레이어 캐릭터 만들기

이제 플레이어가 제어할 수 있는 캐릭터를 만들어 보겠습니다.

// MyCharacter.h
#pragma once

#include "CoreMinimal.h"
#include "GameFramework/Character.h"
#include "MyCharacter.generated.h"

UCLASS()
class MYGAME_API AMyCharacter : public ACharacter
{
    GENERATED_BODY()

public:
    AMyCharacter();

protected:
    virtual void BeginPlay() override;

public:    
    virtual void Tick(float DeltaTime) override;

    virtual void SetupPlayerInputComponent(class UInputComponent* PlayerInputComponent) override;

    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite, Category = "MyProperties")
    float MovementSpeed;

    void MoveForward(float Value);
    void MoveRight(float Value);
};

// MyCharacter.cpp
#include "MyCharacter.h"
#include "GameFramework/CharacterMovementComponent.h"

AMyCharacter::AMyCharacter()
{
    PrimaryActorTick.bCanEverTick = true;
    MovementSpeed = 600.0f;

    // Set size for collision capsule
    GetCapsuleComponent()->InitCapsuleSize(42.f, 96.0f);

    // Configure character movement
    GetCharacterMovement()->bOrientRotationToMovement = true;
    GetCharacterMovement()->RotationRate = FRotator(0.0f, 540.0f, 0.0f);
    GetCharacterMovement()->MaxWalkSpeed = MovementSpeed;
}

void AMyCharacter::BeginPlay()
{
    Super::BeginPlay();
}

void AMyCharacter::Tick(float DeltaTime)
{
    Super::Tick(DeltaTime);
}

void AMyCharacter::SetupPlayerInputComponent(UInputComponent* PlayerInputComponent)
{
    Super::SetupPlayerInputComponent(PlayerInputComponent);

    PlayerInputComponent->BindAxis("MoveForward", this, &AMyCharacter::MoveForward);
    PlayerInputComponent->BindAxis("MoveRight", this, &AMyCharacter::MoveRight);
}

void AMyCharacter::MoveForward(float Value)
{
    if ((Controller != nullptr) && (Value != 0.0f))
    {
        const FRotator Rotation = Controller->GetControlRotation();
        const FRotator YawRotation(0, Rotation.Yaw, 0);

        const FVector Direction = FRotationMatrix(YawRotation).GetUnitAxis(EAxis::X);
        AddMovementInput(Direction, Value);
    }
}

void AMyCharacter::MoveRight(float Value)
{
    if ((Controller != nullptr) && (Value != 0.0f))
    {
        const FRotator Rotation = Controller->GetControlRotation();
        const FRotator YawRotation(0, Rotation.Yaw, 0);

        const FVector Direction = FRotationMatrix(YawRotation).GetUnitAxis(EAxis::Y);
        AddMovementInput(Direction, Value);
    }
}

이 코드는 기본적인 움직임이 가능한 캐릭터를 생성합니다. 물론이죠! 계속해서 Unreal Engine에서 C++를 사용한 게임 개발에 대해 설명하겠습니다.

3.4 게임 모드 설정하기

게임의 기본 규칙을 정의하는 GameMode 클래스를 만들어 보겠습니다.

// MyGameMode.h
#pragma once

#include "CoreMinimal.h"
#include "GameFramework/GameModeBase.h"
#include "MyGameMode.generated.h"

UCLASS()
class MYGAME_API AMyGameMode : public AGameModeBase
{
    GENERATED_BODY()

public:
    AMyGameMode();

    virtual void BeginPlay() override;
    virtual void Tick(float DeltaTime) override;

    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite, Category = "Game Rules")
    int32 MaxScore;

    UFUNCTION(BlueprintCallable, Category = "Game Rules")
    void AddScore(int32 ScoreToAdd);

private:
    int32 CurrentScore;
};

// MyGameMode.cpp
#include "MyGameMode.h"

AMyGameMode::AMyGameMode()
{
    PrimaryActorTick.bCanEverTick = true;
    MaxScore = 100;
    CurrentScore = 0;
}

void AMyGameMode::BeginPlay()
{
    Super::BeginPlay();
    UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("Game Started!"));
}

void AMyGameMode::Tick(float DeltaTime)
{
    Super::Tick(DeltaTime);
}

void AMyGameMode::AddScore(int32 ScoreToAdd)
{
    CurrentScore += ScoreToAdd;
    if (CurrentScore >= MaxScore)
    {
        UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("Game Over! Player Won!"));
        // Here you could trigger end game events
    }
}

3.5 UI 요소 추가하기

게임의 UI를 C++로 구현해 보겠습니다. 여기서는 간단한 HUD를 만들어 보겠습니다.

// MyHUD.h
#pragma once

#include "CoreMinimal.h"
#include "GameFramework/HUD.h"
#include "MyHUD.generated.h"

UCLASS()
class MYGAME_API AMyHUD : public AHUD
{
    GENERATED_BODY()

public:
    AMyHUD();

    virtual void DrawHUD() override;

    UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite, Category = "HUD")
    UFont* HUDFont;

private:
    void DrawScore();
    void DrawHealth();
};

// MyHUD.cpp
#include "MyHUD.h"
#include "Engine/Canvas.h"
#include "Engine/Font.h"
#include "MyCharacter.h"

AMyHUD::AMyHUD()
{
    static ConstructorHelpers::FObjectFinder<ufont>HUDFontObj(TEXT("/Engine/EngineFonts/RobotoDistanceField"));
    HUDFont = HUDFontObj.Object;
}

void AMyHUD::DrawHUD()
{
    Super::DrawHUD();

    DrawScore();
    DrawHealth();
}

void AMyHUD::DrawScore()
{
    FString ScoreString = FString::Printf(TEXT("Score: %d"), 0); // Replace 0 with actual score
    DrawText(ScoreString, FLinearColor::White, 50, 50, HUDFont);
}

void AMyHUD::DrawHealth()
{
    AMyCharacter* MyCharacter = Cast<amycharacter>(GetOwningPawn());
    if (MyCharacter)
    {
        FString HealthString = FString::Printf(TEXT("Health: %.0f"), MyCharacter->Health);
        DrawText(HealthString, FLinearColor::Green, 50, 100, HUDFont);
    }
}
</amycharacter></ufont>

3.6 네트워킹 기초

멀티플레이어 게임을 위한 기본적인 네트워킹 기능을 추가해 보겠습니다.

// MyNetworkCharacter.h
#pragma once

#include "CoreMinimal.h"
#include "GameFramework/Character.h"
#include "MyNetworkCharacter.generated.h"

UCLASS()
class MYGAME_API AMyNetworkCharacter : public ACharacter
{
    GENERATED_BODY()

public:
    AMyNetworkCharacter();

    UPROPERTY(Replicated, BlueprintReadWrite, Category = "Network")
    float Health;

    UFUNCTION(Server, Reliable, WithValidation)
    void ServerTakeDamage(float DamageAmount);

protected:
    virtual void GetLifetimeReplicatedProps(TArray<flifetimeproperty>& OutLifetimeProps) const override;
};

// MyNetworkCharacter.cpp
#include "MyNetworkCharacter.h"
#include "Net/UnrealNetwork.h"

AMyNetworkCharacter::AMyNetworkCharacter()
{
    Health = 100.0f;
}

void AMyNetworkCharacter::GetLifetimeReplicatedProps(TArray<flifetimeproperty>& OutLifetimeProps) const
{
    Super::GetLifetimeReplicatedProps(OutLifetimeProps);

    DOREPLIFETIME(AMyNetworkCharacter, Health);
}

bool AMyNetworkCharacter::ServerTakeDamage_Validate(float DamageAmount)
{
    return DamageAmount > 0.0f;
}

void AMyNetworkCharacter::ServerTakeDamage_Implementation(float DamageAmount)
{
    Health -= DamageAmount;
    if (Health < 0)
        Health = 0;
}
</flifetimeproperty></flifetimeproperty>

3.7 AI 구현하기

간단한 AI를 구현해 보겠습니다. 이 AI는 플레이어를 향해 이동합니다.

// MyAIController.h
#pragma once

#include "CoreMinimal.h"
#include "AIController.h"
#include "MyAIController.generated.h"

UCLASS()
class MYGAME_API AMyAIController : public AAIController
{
    GENERATED_BODY()

public:
    AMyAIController();

    virtual void BeginPlay() override;
    virtual void Tick(float DeltaTime) override;

private:
    UPROPERTY()
    class APawn* PlayerPawn;

    void MoveTowardsPlayer();
};

// MyAIController.cpp
#include "MyAIController.h"
#include "Kismet/GameplayStatics.h"
#include "GameFramework/Character.h"

AMyAIController::AMyAIController()
{
    PrimaryActorTick.bCanEverTick = true;
}

void AMyAIController::BeginPlay()
{
    Super::BeginPlay();
    PlayerPawn = UGameplayStatics::GetPlayerPawn(GetWorld(), 0);
}

void AMyAIController::Tick(float DeltaTime)
{
    Super::Tick(DeltaTime);
    MoveTowardsPlayer();
}

void AMyAIController::MoveTowardsPlayer()
{
    if (PlayerPawn)
    {
        MoveToActor(PlayerPawn, 5.0f);
    }
}

이렇게 Unreal Engine에서 C++를 사용하여 기본적인 게임 시스템을 구현해 보았습니다. 이러한 기초를 바탕으로 더 복잡하고 흥미로운 게임 메커니즘을 만들 수 있습니다.

3.8 최적화 팁

Unreal Engine에서 C++로 개발할 때 고려해야 할 몇 가지 최적화 팁을 소개하겠습니다:

• 메모리 관리: Unreal Engine의 가비지 컬렉션 시스템을 이해하고 적절히 활용하세요.
• Tick 함수 사용 최소화: 매 프레임마다 실행되는 Tick 함수의 사용을 최소화하고, 필요한 경우에만 사용하세요.
• 프로파일링 도구 활용: Unreal Engine의 내장 프로파일링 도구를 사용하여 성능 병목 현상을 찾아내고 최적화하세요.
• 네트워크 최적화: 멀티플레이어 게임의 경우, 네트워크 대역폭 사용을 최소화하고 효율적인 복제 시스템을 구현하세요.

이러한 기본적인 시스템과 최적화 팁을 바탕으로, 여러분은 이제 Unreal Engine과 C++를 사용하여 자신만의 게임을 개발할 준비가 되었습니다. 창의력을 발휘하여 독특하고 재미있는 게임 메커니즘을 만들어보세요! 🎮🚀