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국제 게임개발자 회의(GDC)에서 물리엔진 미들웨어의 대명사 HAVOK에서 새로운 물리엔진 HAVOK FX를 발표하였다.

이날 HAVOK사의 Senior Engineer인 Andrew Bond씨의 발표내용에 따른 HAVOK FX제품에 대한 개념소개를 정리하면 다음과 같다.

게임 개발사에서 "물리시뮬레이션미들웨어"나 "물리엔진"이라는 키워드를 자주 접하게 되지만 일반적으로 어떤 곳에서 쓰여지는 것인지 알고 있는 사람들은 많지 않다.

컴퓨터 안에서 현실세계와 같은 운동이나 충돌 및 이동의 연산을 수행하는 것이 물리엔진이라는 것정도는 이해한다고 해도 게임 속에서 물리적 현상을 어떻게 처리하는 가는 좀처럼 감 잡기 어렵다. 그래서 좀더 이해하기 쉽게 정리를 해본다면 다음과 같다.

크게 나누어 물리엔진은 "게임플레이물리(Game Play Physics)"와 "효과물리(Effects Physics)"로 나눌 수 있다.

Andrew Bond씨의 발표자료 중에서 "게임플레이물리"와 "효과물리"

예를 들어 게임 속에서 적에게 총격을 가해, 그 총탄이 적의 뇌를 명중하여 그 충격에너지에 의해 적은 사망하거나 튕겨나가 떨어지거나 하는 장면(Ragdoll물리)이 있다고 하자. 이는 게임진행이 물리를 구동하거나 또는 반구동된 물리가 게임을 진행하게하는 사례이다. 이와 같이 게임플레이와 밀접한 관계를 가지고 있는 물리의 시뮬레이션을 "게임플레이물리"라고 한다.

이 "게임플레이물리"에서 중요한 것은 "그 시뮬레이션의 품질","그 시뮬레이션이 게임규칙에 적합하게 최적화가 되어 있는가"라는 부분이다.

한편, "효과물리"는 게임진행에서 발생되어진 이벤트나 게임플레이물리의 효과나 파생해서 생기는 물리제어를 말한다.

"효과물리"의 시뮬레이션 그 자체는 "게임플레이물리"와 특별히 다르지 않고 "그런 종류별로 "게임플레이물리"와 "효과물리"를 나누기도 설명하기 어렵다. 그냥, "게임플레이물리"는 분모의 개념이고 "효과물리"는 분자의 개념으로 생각한다면 어렴풋이 이해가 가능할 수 있다.

경향을 보자면, 구체적으로 액체나 기체 등을 다룬 유체물리, 천 시뮬레이션 등 로컬에서 처리되어 독립시켜도 문제가 없는 종류를 "효과물리"라고 생각되어진다.

이 "효과물리"는 게임의 콘텐츠에 관계된 일부 작은 부분의 시뮬레이션이 되는 것 때문에 게임진행 속의 "게임루프(게임로직)"에서 독립되어 처리해도 문제가 없다. 즉 병렬처리를 해도 좋다는 것이다. 이 것은 "멀티슬렛처리"의 테마에 가장 적합하다는 얘기이다.

게다가 소프트웨어 적으로 독립성이 높은 것은 이 부분의 "하드웨어 적인 악셀레이터"에게는 좀더 처리가 용이한 것을 의미한다.

그러한 이유로, NVIDIA와 HAVOK은 "효과처리"는 GPU로 물리악셀레이터가 가능하다는 생각을 할 수 있게되었고, 2005년 NVIDIA와 HAVOK 양사의 연구개발 팀이 공동개발프로젝트로 시작된 것이 "HAVOK FX"이다.

최신 펜티엄4와 최신GeForce의 연산성능비교. GFLOPS란 컴퓨터연산속도

GPU는 "유동소수점벡터연산기"를 병렬로 장치한 것이며, 테이터 구동형의 병렬프로세서가 가능하다.

프로그램 가능한 쉐이더인 SM(Shader Model)3.0에서 픽셀쉐이더에 "동적조건분산"이 지원되어 "실행명령수"에도 제한이 없어지며 프로그램 능력이 향상되어진다. GPU와 비디오 메모리 사이는 높은 속도의 메모리 대역이 확보되어 퍼포먼스가 높아진다.

제대로 장치되어진다면 GPU를 고속의 물리 악셀레이터로 이용할 수 있지 않나 하는 것이 양사의 생각이었다.

사실, GPU도 입력되어진 데이터에 연산을 하여 그것을 메모리에 써내는 처리가 가능하다는 의미에서 CPU와 그렇게 다를 바없다.

소용돌이에 따른 움직임들을 CPU에서 재현, "효과물리"관리하여 반영시킨다.

GPU에 있어서의 메모리는 프레임버퍼(렌더타겟)나 텍스쳐가 되지만 최적적으로 영상으로 디스플레이에 출력하지 않고 그 결과를 수치데이터로 어딘가에 이용한다면 GPU를 범용 프로세서로 활용하는 것이 된다.

이것이 수년 전부터 주목을 모아왔던 "GP GPU(General Purpose GPU)"라는 솔루션이다.

그러므로, NVIDIA와 HAVOK가 개발한 HAVOK FX는 즉, GPGPU의 한가지 형태가 되는 것이다.

게임플레이에서 HAVOK는 분모에 해당하는 "게임플레이물리"는 CPU측에서 처리된다. 이 점에서 AGEIA의 PhysX시스템과 다른 부분이다.

쓰레기 더미사이로 걸어가는 병사, 쓰레기가 발로 차여 길이 생기거나 튕겨 나가거나 한다.

뿜어 나오는 증기가 병사가 지나가면서 갈라진다.

HAVOK FX는 또한, ATI의 제품군에서도 문제없이 사용할 수 있고 중복된 GPU환경에서도 실행가능한 사실 등을 어필하여 경쟁사인 AGEIA의 PhysX에 대응하는 물리엔진으로서 하드웨어에 연연하지 않는 높은 호환성을 그 장점으로 내세우고 있다.

NVIDIA의 듀얼GPU로 SLI시스템에서는 3만개의 돌이 구르는 것을 처리, 평균20fps를 달성했다.

HAVOK은 올해 여름에 제품이 출하되며 실제 채용된 게임의 등장은 그 후가 될 것으로 보인다.