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“Generative AI와 게임 플레이의 결합 그리고 게임 속 그림판”

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1. 프로젝트 개요

LLM(대형 언어 모델) API를 활용하여, 플레이어의 행동(질문, 그림 그리기)이 게임 진행에 직접적인 영향을 미치는 3D 추리 서바이벌 게임입니다.
기존의 정해진 스크립트 방식에서 벗어나, AI가 상황을 분석하고 동적으로 힌트를 제공하는 시스템을 구현하는 데 중점을 두었습니다.

게임잼에 참여해 촉박한 기간 안에 기존에 개인적으로 연습했던
프로젝트의 기능 들을 통합해보는 경험을 해봤습니다.

시스템 흐름도

📋프로젝트 정보

• 장르 / 플랫폼: 3D 추리 서바이벌 / PC (Single)
• 개발 인원: 1인 개발
• 개발 기간: 2025.1~2025.2 약 1개월 소요(연습용 게임, 코드 개선 기간 포함)
• 사용 엔진 / 언어 / 환경: Unity6 (6000.0.32f1) / C# / VSCode

2. 게임 소개

Unity 3D 추리 그림 그리기 서바이벌 게임

[시놉시스]
미지의 공간으로 전송돼 고립된 주인공은 적에 의해 감염된다.
독이 퍼지기 전에 해당 공간의 AI를 통해 키워드를 알아내
스캐너에게 그림을 전송해 해석시켜 해독제를 얻어야 한다.

사용 에셋

무료 3D 에셋 사용 및 일부를 변형하거나 수제작했습니다.

3. 플레이 방식

초기 애니메이션

힌트 목록

그림 그리기

NPC의 그림 해석

• 조작
  • WASD로 8방향 이동 가능
  • Q,E를 통해 이동 방향의 상하, 좌우 반전 가능
  • U,I,O,J,K,L 키를 통해 카메라 시점 변경 가능
  • 마나를 이용해 점프(스페이스 바)와 대쉬(쉬프트) 가능(마나는 자동으로 서서히 회복)
• 전투
  • 플레이어는 공격 불가
  • 적의 투사체에 맞을 경우 HP감소
  • HP가 0이 되거나 제한 시간을 초과하면 게임 오버
• 추리
  • 맵 구석에 AI를 탑재한 NPC가 존재
  • NPC와 상호 작용을 통해 각각 1번씩만 질문이 가능(총 5개 존재)
  • 답변을 통한 힌트로 키워드 유추 가능
  • 추후 메뉴 창을 통해 답변을 다시 볼 수 있음
• 검증
  • 맵 중앙 스크린에 상호 작용해 캔버스 활성화
  • 캔버스에 키워드를 연상시키는 그림을 그려 먼저 저장한 다음 전송
  • 스캐너에게 상호 작용 후 그림의 대한 해석을 들음
  • 해석에서 키워드와 일치하는 부분은 빨간색으로 표시
  • 키워드가 포함되면 클리어, 없으면 게임 오버

4. 핵심 구현 내용

• LLM API에게 질문과 키워드를 전송해 힌트를 답변으로 받는 기능
  • FortheGranada 프로젝트에서 상세 설명
• 모델의 응답에서 답변을 파싱해 내용중에서 키워드와 일치하는게 있는지 string 매칭을 해서 일치하는 부분을 빨간색 글씨로 교체하는 기능
• 그림판 기능(하단 파트에서 설명)

핵심 기능(캔버스)

• RawImage를 이용해 Texture2D의 각 픽셀의 색을 업데이트하는 방식으로 그리기 구현
• 마우스 커서 위치 좌표 동기화
  • Raycast를 통해 3D 오브젝트(캔버스)의 UV 좌표를 검출하고, Texture2D.SetPixel을 사용하여 텍스처를 직접 수정하는 방식으로 드로잉 시스템 구현
• 다양한 색 제공 및 지우기 기능 구현
• 시작 좌표와 끝 좌표를 통해 도형 그리기 기능 구현
• 좌표를 통해 영역 선택 및 영역 제거 기능 구현
• 파일 시스템으로 이미지 저장 기능 구현
• 저장 기능을 통해 UNDO REDO 구현
• LLM API를 통해 이미지 전송 및 해석 기능 구현

5. 기본 구현 내용

• 4방향 캐릭터 이동 구현 및 대각선 이동 속도 정규화
• 점프와 대쉬 기능과 그를 위한 마나 구현
• 카메라 이동 및 제어 기능
• 시간 제한 기능
• 커스텀 쉐이더 제작
• 캐릭터 접근 시 메테리얼 변경 기능
  • OnTriggerEnter로 근접 여부 판별 후 미리 셋된 메테리얼 스위칭
• 몬스터가 플레이어를 인식해 이동, 투사체 발사 등 전투 기능
• 힌트들을 볼 수 있는 스크롤 UI 구현

6. 트러블 슈팅

물리 충돌과 프레임 동기화 문제 (Tunneling Effect)

• 문제: 캐릭터가 벽을 통과하는 버그 발생
• 원인: Transform.Translate 또는 일반 Update 문에서의 이동 처리가 물리 연산 주기와 어긋나거나, Collider가 얇아 프레임 사이를 건너뛰는 현상으로 파악
• 해결: 프로젝트 설정에서 물리 연산의 Default Contact Offset 값을 조정하여 안정성 확보

렌더링 최적화 및 카메라 설정

• 문제: 원경 오브젝트가 짤리거나, 불필요한 연산이 발생하는 문제
• 원인: 맵의 크기가 지나치게 큼
• 해결: camera의 Far Clip Plane을 적절히 조절하고, 벽 오브젝트 간격 조절
• 개선점: 시야각(FOV) 밖의 객체 렌더링을 제외하는 Frustum Culling이 효과적으로 동작하도록 맵 구조를 개선하거나 Occlusion Culling 도입 고려

7. 코드 개선 및 리팩토링

📢 이벤트 기반 (Event-Driven) 설계로의 전환

플래그 사용

• 기존: Update 문에서 매 프레임 상태를 체크하는 폴링(Polling) 방식 사용. (불필요한 연산 낭비 발생)
• 개선: C# Action 및 Unity UnityEvent를 활용한 옵저버 패턴(Observer Pattern) 적용.
  • 객체 간의 결합도(Coupling)를 낮추고 유지보수성을 향상시켰습니다.

📦 어드레서블(Addressables) 에셋 시스템 도입 시도

어드레서블 사용

• 목적: 게임 리소스의 효율적인 메모리 관리와 로딩 최적화.
• 적용: 기존 Resources.Load 방식의 메모리 비효율성을 개선하기 위해, 주요 텍스처 및 프리팹을 Addressable Asset으로 변환하여 비동기 로딩 및 참조 카운팅을 통한 메모리 해제 자동화를 시도했습니다.