jasu's blog

며칠 동안 2D 물리엔진을 검토 테스트해 보고 가장 알려져 있는 3가지 물리엔진에 대한 개인적인 생각을 적어 볼까 한다. 깊이 있게 테스트해보지 않은 관계로 자세한 부분까지 이야기 할 수는 없을 것 같고 개인적으로 테스트해본 결과에 대한 짧은 생각을 정리해 본다. 좀더 깊이 있는 테스트는 각자 관련 사이트에서 소스를 다운 받아서 테스트 해 보길 바란다.











3대 Physics Engine 정리

타이틀	APE	Revive	Fisix
제작	MIT(Alec Cove)	Andre michelle	Fisix 회사
라이센스	LGPL	Free	Free(제한적)
규모	소	중	대
API 문서	Directory Listing Denied	다운로드 한 소스로부터	Adobe Flex2 Language Reference
특징	Simple	고속, 정확	다기능
표현 범위	정방형 파티클 등	베이지어곡석 표면 처리 등	로프, 프렉탈, 지형 등
테스트 예	APE	Revive	Fisix

 

APE

먼저 처음 접했던 것은 APE 물리엔진이었다. 이것은 AS2 버전으로 이미 알려졌던 Flade 엔진을 AS3로 고치면서 새롭게 APE라는 이름으로 나오게 되었다. 위 3개의 엔진 중에 가장 심플한 클래스 구조를 가지고 있다. 19개의 클래스 중에 public 클래스는 불과 12개 밖에 되지 않기 때문에 소스를 분석하는데도 그리 어렵지 않을 것 같다.

아직 AS2버전에 있던 기능들을 모두 APE에 적용한 상태는 아니기 때문에 앞으로 버전업을 통해서 추가될 것으로 기대된다. 기본적으로 정방형 형태와 파티클 형태인 원들을 만들 수가 있는데 wheel과 같이 자동차 바퀴와 같은 파티클을 통해서 역학운동 표현이 가능하다.

그러나 아직까지 많은 기능을 포함하고 있지 않기 때문에 표현의 범위가 적다. 다각형을 표현할 경우 파티클들의 조합으로 가능할 것으로 생각되지만 실질적인 클래스를 지원하고 있지 않기 때문에 파티클들을 extends 해서 사용할 필요가 있다.

하지만 비교적 간단한 방법으로 표현이 가능하기 때문에 사용상에 어려움은 없다. API 문서를 지원하지만 원본 소스를 직접 보고 테스트 해보는 것이 도움이 될 것 같다.

 
Revive

Revive는 두 번째로 접하게 된 물리 엔진이다. 2005, 2006 MAX conference에도 스피커로 참여했던 Andre michelle이 만든 엔진이다. Revive의 경우는 베이지어 곡선 처리가 가능하여 surface 표현할 때 곡선처리가 가능하다. 물리엔진의 계산 표현이 비교적 정교하여 움직임이 매끄럽고 속도가 빠르다. 마우스 이벤트에 대해 기본적으로 제공하고 있기 때문에 약간의 확장을 통해서 마우스를 통한 인터렉션이 자유롭다.

엔진의 API문서는 제공되고 있지 않으며 소스코드에 있는 몇 개의 샘플을 통해서 충분히 손쉽게 사용해 볼 수 있다. 다운 받은 엔진의 소스를 그대로 사용할 경우 몇 가지 error를 발견할 수 있는데 이는 단순한 package의 import를 하지 않은 것이기 때문에 필요한 package를 import하여 사용해야 한다. 이는 아무래도 앙드레미쉘이 class path를 default로 설정해 놓은 상태에서 클래스를 저장하여 에러를 발견하지 못한 듯 싶다.

Revive도 파티클의 조합으로 다각형을 표현해 볼 수 있는데 경계가 되는 파티클들이 범위를 벗어났을 때 약간을 오류가 발생하고 있어서 다각형의 경우는 새로운 기능이 확장되어야 할 듯 싶다. 이 문제로 Revive package 외에 physics package를 만들어 놓았는데 physics 패키지에서는 경계 부분의 오류를 바로잡은 다각형을 지원하고 있다. 하지만 클래스 자체가 사용하기 용이하게 제작되어 있지 않은 관계로 앞으로 업데이트에 기대를 가져봐야 할 것 같다.

 
클래스 구조

* de/
    o popforge/
        + revive/

                      # application/ - 어플리케이션
                            * SceneContainer.as – 뷰어
                            * Simulation.as - 물리 엔진

                      # display/ - 표시
                            * ExtDrawAPI.as – Graphics을 사용하고 호를 그리는 확장
                            * IDrawAble.as – 표시오브젝트 관련 Interface

                      # forces/ - 힘
                            * FixedSpring.as - 고정 용수철
                            * IForce.as - 힘을 가지는 오브젝트를 위한 Interface
                            * Spring.as - 용수철

                      # geom/ - 지오메트리
                            * BezierCubic.as – 3 베이지어곡선
                            * BezierQuadric.as - 4 베이지어곡선
                            * BoundingBox.as - 바운딘
                            * ICurve.as - 곡선을 위한 Interface
                            * Vector.as - 2 차원 벡터

                      # member/ - 물체
                            * Immovable.as - 움직이지 않는 물체의 base class
                            * ImmovableBezierQuadric.as - 움직이지 않는 4 베이지어곡선
                            * ImmovableCircleInner.as - 움직이지 않는 원
                            * ImmovableCircleInnerSegment.as - 움직이지 않는 호
                            * ImmovableCircleOuter.as - 움직이지 않는 원
                            * ImmovableCircleOuterSegment.as - 움직이지 않는 호
                            * ImmovableGate.as
                            * ImmovableGroup.as - 움직이지 않는 그룹
                            * ImmovablePoint.as - 움직이지 않는 점
                            * Movable.as - 움직이는 물체의 base class
                            * MovableCircle.as - 움직이는 원
                            * MovableParticle.as - 움직이는 점
                            * MovableSegment.as - 움직이는 선

                      # resolve/
                            * DynamicIntersection.as - 동적 접점
                            * IDynamicIntersectionTestAble.as - 동적인 접점을 테스트하는Interface
                            * IResolvable.as

        + surface/ - 인터페이스

                      # display/ - 표시
                            * DefaultTextFormat.as - 이 라이브러리의 디폴트 텍스트 포맷
                            * FPSCounter.as - FPS 카운터

                      # io/ - IO
                            * PopKey.as – 키 코드 상태를 관리
                            * PopMouse.as - mouse button의 상태를 관리

                      # valuation/ -
                            * Potentiometer.as – 미터

Fisix

Fisix 엔진은 0.5 alpha버전으로 공개되어 있으나 위의 APE, Revive 보다 많은 기능을 포함하고 있다. 소스를 다운로드 하면 API문서, 라이브러리, 샘플 6개와 나머지 라이선스와 관련된 텍스트 파일을 볼 수 있다. Public 클래스는 47개 정도 되어 꽤 많은 기능을 제공하고 있다. as파일은 없으며 swc 파일만을 배포하고 있는 듯 하다.

제공하는 샘플
* Example1 … 타이머, 엔진 표현, 직선 표면 1 개, 차 바퀴
* Example2 … ENTER_FRAME , 엔진 표현, 차 바퀴
* Example3 … ENTER_FRAME , 엔진 표현, 용수철, 마우스 interaction
* Example4 … 숫자 키1 ~4 ,5 ~6 모드 변환, 파티클의 자동 삭제
* Example5 … 로프, SWF 부품(타이어)
* Example6 … 유모차

Fisix 엔진의 경우는 직접적으로 많이 접해보지 않았기 때문에 다음 기회에 포스트해 보도록 하겠다.

3개 엔진을 접해본 결과 결과적으로 기능적인 면에서는 Fisix가 우위를 점하고 있다고 하겠다. 또한 커뮤니티 사이트도 비교적 활발하게 운영되고 있는 것을 높이 평가할 만 하다. 하지만 구체적은 클래스 구조를 탐구하기 어려운 부분이 있고 다기능으로 인한 클래스 구조의 복잡함은 응용에 있어서 까다로운 부분이 없지 않다.

APE의 경우는 Flade 엔진을 개선한 부분도 있으나 아직까지 많은 기능을 포함하고 있지 않기 때문에 응용 과정에서 기존의 클래스를 확장하여 가공할 필요가 있다. 하지만 기본적으로 원본 클래스를 가공하여 사용하는 것은 라이센스의 규약에 있어서 문제가 될만한 것이기 때문에 기존의 클래스를 가공하기 보다는 확장을 통해서 기능을 추가해 사용해야 할 것으로 보인다.

클래스 구조가 비교적 단조롭기 때문에 물리엔진 보다는 잘 짜여진 클래스 구조를 공부하는데 도움이 될만한 자료라고 생각된다.

Revive의 경우는 앙드레미쉘의 개인적인 성향이 강한 물리엔진이기 때문에 약간의 범용적이지 않은 부분도 보이지만 엔진으로서의 가치와 앞으로 문제점을 보완한다면 충분히 좋은 엔진이 될 것으로 기대된다. 개인적으로는 physics 패키지와 revive 패키지를 적절히 접목하여 좀더 구체적이고 단단한 물리엔진을 만들면 좋을 것 같다.

physics와 revive 패키지를 분석해 본 결과 세밀한 코드 자체에는 비슷한 부분이 있지만 전체적인 흐름(구조)에서는 다른 형태를 가지고 있어서 이 둘을 하나로 혼합하기에는 적지 않은 시간과 생각이 필요할 듯 싶다. 하지만 앙드레미쉘의 열정이라면 언젠가는 지금보다 바람직한 물리엔진을 만들어 내지 않을까 기대해 본다.

위 3개의 물리엔진에서 어떤 것이 좋고 어떤 것이 나쁘다는 결론은 내리기 어렵다. 3개의 물리엔진 모두 진화과정에 있기 때문에 앞으로의 업데이트 과정을 지켜봐야 할 듯 싶다. 물리엔진이라는 것이 기본적인 파티클을 통해서 재미적인 결과물을 보기 위한 목표가 될 수 없기 때문에 응용에 있어서 사용하기 편하고 안정성이 높은 것이 높은 점수를 받을 수 밖에 없다

퍼포먼스 향상에 주력 한 업데이트

2006년 6월에 발표된 flashPlayer9는 flash CS3 시대를 예감 시키는 중요한 내용을 포함하고 있었다. FlashPlayer9는 올 연말에도 대폭적인 업데이트를 예정하고 있다고 한다. Flash나 ActionScript의 향후를 예측하는데 있어서 중요한 FlashPlayer9 update3의 개요에 대해서 Adobe Systems사 FlashPlayer담당 그룹 프로덕트 메니저 Emmy Huang의 이야기다.

Update3은 주로 퍼포먼스 향상에 주력하고 있어 다양한 신기능의 추가나 기능 강화를 도모하고 있다고 한다. 또 이번은 크로스 플랫폼에서 제공하는 것을 중시하고 있고 처음으로 Windows/Macintosh/Linux판을 동시에 출시 한다고 한다.

추가되는 새로운 기능으로서는 크게 나누어 4개가 있는데, 우선 첫 번째로 거론되는 것이 하드웨어의 가속화에 의한 풀 스크린 모드이다.(예전에 포스트로 올려 놓은 것이 있는데 동영상을 위해서 기초적인 기능만을 첨부한 swc파일 컴포넌트로 복사해야 한다)  update3은 하드웨어 스켈링을 하기 위한 랜더링 속도를 향상하여 고해상도인 브라우저상에서 재생하고 있는 동영상을 부드럽게 재생할 수 있는 것이 특징이라고 한다. 물론 종래의 버전에서도 풀 스크린을 서포트하고 있고 고해상도의 동영상을 재생할 수 있었지만 컴퓨터의 처리 능력이 높지 않으면 재생이 어려웠던 것이 사실이다. 그러나 update3에서는 보다 많은 머신으로 고해상도의 동영상을 풀스크린으로 재생 할 수 있다. 『웹 브라우저로 이만큼의 HD 퀄리티의 영상을 제공할 수 있는 것은 adobe에 있어서도 매우 익사이팅한 일입니다』 라고 FlashPlayer 그룹 프로덕트 매니저의 Emmy Huang의 이야기다.

리치 인터넷 어플리케이션 관련 기능 강화

이 밖에도 리치 인터넷 어플리케이션 관련해서도 기능 강화가 있다고 한다. Adobe 플랫폼 컴포넌트에 추가된 새로운 플레이어의 캐시는 플랫폼 라이브러리를 포함하는 장소에서 정확히 브라우저 캐시와 같이 한 번 다운로드를 해 저장하면 두 번째에서는 곧바로 사용할 수 있게 된다고 한다. 이 기능을 우선 최초로 활용하는 것은 Flex 체제라고 한다. 약 500KB 정도의 Flex 파일을 캐시  시키는 것으로 swf파일의 사이즈를 작게 하는 것과 동시에 start up 시간을 단축할 수 있다고 한다. 현재 adobe labs에서 베타판을 다운로드하여 이 기능을 사용해 볼 수 있다. 미래지향적으로 라이브러리를 추가해 나가기 때문에 캐시를 사용해 다양한 작업을 시도할 수 있을 것이라고 이야기한다.

또 Flash와 브라우저와의 통신에 사용하는 API가 있지만 이 커뮤니케이션도 개선되고 있다고 한다. 즉 브라우저의 컴퍼넌트와 FlashPlayer의 통합, 인터그레이션이 보다 좋아지고 있다고 한다.

그 외의 추가 기능은 아래와 같다.

Internet Exploler(IE)에 보안 관련 API가 서포트 되고 있었지만 Windows 플러그인 외에 FireFox에도 서포트 된다는 설명이다.

Flash Media Server(FMS)에 전달되는 컨텐츠의 보호를 할 수 있도록 RTMP 프로토콜로 암호화가 서포트 된다고 한다.

var ary:Array = new Array(111,222,333);
trace(ary[1/2]);  // undefined

AS3의 dynamic 클래스의 인스턴스는 실행시 동적으로 프로퍼티를 추가할 수 있는데 예를 들어

var obj:Object = new Object();
obj.value = 444;
trace(obj.value); // 444

위와 같이 obj에 추가한 value 변수의 값을 동적으로 할당할 수 있다. ActionScript에서는 이러한 동적인 프로퍼티의 할당은 해시 맵(연상배열 or 결합배열)으로 되어 있어 [] 연산자로 액세스가 가능하다.

var obj:Object = new Object();
obj.value = 555;
trace(obj["value"]); // 555

obj["name"] = "AS3";
trace(obj.name);  // AS3

이와 같이 Array도 dynamic class이므로 동적으로 프로퍼티를 할당할 수 있다.

var ary:Array = new Array(111,222,333);
ary["value"] = 444;
ary["name"] = "AS3";

trace(ary.value);   // 444
trace(ary["name"]); // AS3
trace(ary[0]);      // 111

배열의 index를 문자열이 아닌 음수나 소수로 할 경우에는 정수로 치환되지 않고 문자열인 결합배열로 취급한다.

var ary:Array = new Array();
ary[1/2] = 111;
trace(ary[0.5]); // 111
trace(ary["0.5"]); // 111

배경에는 length를 통해서 배열 원소의 개수를 취득할 수 있는데 이때 결합배열(문자열 키로 참조)로 되어 있는 것은 length에 포함되지 않는다.

var ary:Array = new Array(111,222,333);
ary[1/2] = 111;
trace(ary.length); // 3

아래와 같이 동적으로 배열의 인덱스 값을 계산하여 사용할 경우에는 int형으로 치환해 주는 것에 주의해야 한다.

var ary:Array = new Array(111,222,333);
ary[int(1/2)] = 444;
trace(ary[0]); // 444