게임 물리 엔진 이해하기

게임 개발자를 위한 물리란 책을 읽었습니다. 이 책은 기본적으로 물리학의 기초부터 동역학, 물리모델 그리고 디지털 물리까지 게임과 관련된 물리를 광범위하게 다룹니다. 해당 책은 고교수준의 물리 이해가 있다면 읽을 수 있다고 말하고 있었지만 솔직히 해당 수준만으로는 이 책의 첫 물리학의 기초 부분부터 이해가 가지 않았습니다. 게임의 사실적인 물체 관련 표현은 물리 적용이라는 것을 알기에 본 책이었고 대충 이해없이 읽어 나가기는 싫었습니다. 이 순간에 이 책의 서평을 쓴 사람들은 물리에 대해서 이 책의 내용을 깊이 있게 이해하고 서평을 쓴 걸까라는 의문도 들었습니다. 이때 이 책을 깊이 있게 읽으려면 어느정도 대학교 수준의 물리학 수준이 필요하다는 생각이 들었습니다.

메카데미 Mecademy라는 유튜브를 알게되었습니다. 이 유튜브의 재생목록에 가서 일반물리학1, 정역학, 동역학과 관련 부록 등의 강의를 보았습니다. (일반물리학2는 역학 내용 없어서 안보았습니다.) 참고로 이 유튜브를 소개하는 것이 해당 내용을 모두 무료로 볼 수 있고 관련 문제 풀이는 가입을 해야해서 유료인데 대학교에서 시험볼 일이 없는 관계로 문제 풀이는 보지 않았습니다. 물론 좀 더 깊게 이해하려면 해당 문제 풀이를 보는 것도 물리 이해에 많은 도움을 줄 거 같기는 했습니다. 이 유튜브를 추천하는 이유는 강의가 짧고 쉽게 개념 위주로 약간의 예제 풀이를 해주고 있어 단기간에 대학교교 수준 물리 개념 잡기에는 좋았기 때문입니다. 물론 단기간 학습이고 학교에서 처럼 다양한 문제를 풀어보는 것이 아니기 때문에 개념 이해수준이지 응용에는 한계가 있습니다.

이렇게 대학교에서 배우는 물리학에 대한 이해가 생기고 나니 해당 책을 이해하며 읽을 수 있게 되었습니다. 하지만 읽다보면 충돌처리에 대한 물리 계산처럼 해당 유튜브의 내용만으로는 이해가 힘든 부분도 많았습니다. 해당 부분은 별도의 유튜브나 블로그 그리고 AI를 이용하여 이해할 수 있었습니다. 메카데미 강좌가 크게 도움이 되었던게 적당히 물리학 개념을 잡고 용어를 이해하다보니 다른 유튜브나 블로그 글과 AI가 하는 말을 이해하고 질문해서 더 자세히 알아볼 수 있었다는 점입니다. 

정말로 책한권 보는데 몇 개월의 시간을 들였던거 같습니다. 이정도 고생해서 대충 물리엔진이 내부적으로 어떻게 생겼구나? 옷 물리 포함해서 각종 사실적인 물리 계산은 어떻게 계산하는지? 필요한 계산을 AI에 문의할 때 나오는 풀이가 무엇을 말하는지 정도 이해하게 된거 같습니다. 뭐랄까? 역학 계산에는 초보지만 물리란 언어를 이해는 할 수 있게된 거 같습니다.

고교물리에서 배우는 고전역학인 점물리(질점)가 대학교 수준으로 올라가면 강체(리지드바디)에서의 물리를 기본으로 배우게 됩니다. 강체 관련 물리를 이해해야 게임 엔진의 물리 엔진도 제대로 이해하고 사용할 수 있고 관련 역학 계산도 가능해집니다. 추가로 유체 관련 물리를 이해해야 액체나 기체 관련 물리 현상 계산을 이해할 수 있습니다.

개인적으로는 공부를 하고 나서 한참 뒤에야 리지드바디 이 흔한 말의 물리적 기본 계산을 이해할 수 있었던게 가장 크게 이상적이었던거 같습니다.