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컴포넌트 리플리케이션

네트워크 리플리케이션에 대한 컴포넌트 셋업하기 입니다.

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언리얼 엔진 4 는 컴포넌트 리플리케이션을 지원합니다. 사용법이 간단하기는 하지만, 대부분의 컴포넌트가 리플리케이트되지는 않기에 그리 흔한 일은 아닙니다. 대부분의 게임플레이 로직은 액터 클래스에서 이루어지며, 컴포넌트는 그저 액터를 이루는 작은 조각을 나타냅니다. 액터의 그 게임플레이 로직이 리플리케이트되는 것이고, 그 결과가 가끔은 컴포넌트에 대한 호출/변화로 나타납니다. 그러나 가끔은 컴포넌트의 프로퍼티나 이벤트 자체적으로 직접 리플리케이트해야 할 때도 있습니다. 여기서는 그 방법에 대해 설명해 드립니다.

컴포넌트는 그 소유중인 액터의 일부로 리플리케이트됩니다. 액터는 여전히 역할, 우선권, 연관성, 컬링 등에 대한 설명을 합니다. 액터가 리플리케이트되면, 그 컴포넌트도 리플리케이트시킬 수 있습니다. 이 컴포넌트는 액터와 같은 방식으로 프로퍼티와 RPC 리플리케이션이 가능합니다. 컴포넌트는 반드시 액터와 같은 방식으로 ::GetLifetimeReplicatedProps (...) 함수를 구현해야 합니다.

컴포넌트 리플리케이션에 대해 이야기할 때 컴포넌트는 크게 두 가지 범주로 나뉩니다. 스태틱 컴포넌트는 액터 생성시 생성되는 컴포넌트입니다. 즉 소유중인 액터가 클라이언트나 서버에 스폰되면, 컴포넌트의 리플리케이션 여부와 상관없이 컴포넌트 역시도 스폰됩니다. 서버가 클라이언트에 이 컴포넌트를 명시적으로 스폰시킬지 알려주지는 않습니다. 이러한 컨텍스트에서 스태틱 컴포넌트는 C++ 생성자에서 Default Subobject 로 생성되는 컴포넌트 또는 블루프린트 에디터의 컴포넌트 모드에서 생성되는 컴포넌트입니다. 스태틱 컴포넌트는 클라이언트에 리플리케이트시킬 필요가 없이 그냥 기본적으로 존재합니다. 서버와 클라이언트 사이에 프로퍼티나 이벤트를 자동 동기화시킬 필요가 있을 때만 리플리케이트 해주면 됩니다.

다이내믹 컴포넌트는 실행시간에 서버에서 스폰되는 컴포넌트로, 그 생성 및 소멸이 클라이언트에 리플리케이트되는 것을 말합니다. 액터의 작동방식과 매우 비슷합니다. 스태틱 컴포넌트와는 달리 다이내믹 컴포넌트는 모든 클라이언트에 존재하기 위해 리플리케이션이 필요합니다. 또는 클라이언트 자체적으로 리플리케이트되지 않는 로컬 컴포넌트를 스폰시킬 수도 있습니다. 여러 경우에 있어 실제로 괜찮은 일입니다. 리플리케이션이 등장하는 일은, 서버상에서 발동되는 프로퍼티 또는 이벤트를 클라이언트에 자동으로 동기화시킬 필요가 있을 경우만입니다.

사용법

컴포넌트에서의 프로퍼티 및 RPC 셋업은 액터에서와 마찬가지로 이루어집니다. 클래스에 리플리케이트되는 것이 있게끔 셋업되면, 이 컴포넌트의 실제 인스턴스 역시도 리플리케이트되도록 설정되어야 합니다.

C++

컴포넌트를 리플리케이트시키려면 단순히 AActorComponent::SetIsReplicated(true) 호출을 해 주면 됩니다. 컴포넌트가 디폴트 서브오브젝트인 경우, 컴포넌트 생성 이후 클래스 생성자에서 처리될 것입니다.

예: 

ACharacter::ACharacter()
{
    // 기타...

    CharacterMovement = CreateDefaultSubobject<UMovementComp_Character>(TEXT("CharMoveComp"));
    if (CharacterMovement)
    {
        CharacterMovement->UpdatedComponent = CapsuleComponent;

        CharacterMovement->GetNavAgentProperties()->bCanJump = true;
        CharacterMovement->GetNavAgentProperties()->bCanWalk = true;
        CharacterMovement->SetJumpAllowed(true);
        CharacterMovement->SetNetAddressable(); // Make DSO components net addressable
        CharacterMovement->SetIsReplicated(true); // Enable replication by default

    }
}

블루프린트

스태틱 블루프린트 컴포넌트를 리플리케이트시키려면, 컴포넌트 디폴트에서 Replicates (리플리케이트?) 부울을 토글시켜주면 됩니다. 다시 말하지만, 이 작업은 컴포넌트에 리플리케이트하고자 하는 프로퍼티나 이벤트가 있을 때만 해 주면 됩니다. 스태틱 컴포넌트의 생성은 클라이언트와 서버 양쪽에서 묵시적으로 일어납니다.

components_checkbox.png

참고로 모든 컴포넌트가 이렇게 표시되는 것은 아니며, 일정한 형태의 리플리케이션을 지원하는 것에만 표시됩니다.

이 작업은 동적으로 스폰되는 컴포넌트에서도 SetIsReplicated 함수를 호출하여 가능합니다:

components_function.png

타임라인

타임라인은 반드시 그 프로퍼티의 Replicated 옵션을 통해 리플리케이션을 켜 줘야 합니다. 그러면 서버에서 제어되는 재생 위치, 속도, 방향을 클라이언트에 리플리케이트합니다. 이 부분은 필요에 따라 변할 수 있는 기본 구현입니다. 대부분의 타임라인은 리플리케이션이 필요치 않습니다. 리플리케이트되는 여느 게임플레이 오브젝트와 마찬가지로, 리플리케이트되는 타임라인은 서버에서만 직접 조작해야 합니다 (시작/중지 등). 클라이언트에서는 리플리케이트된 재생 위치만을 볼 뿐, 타임라인 자체에 대한 변경을 시도해서는 안될 것입니다. 리플리케이션이 업데이트를 받을 때마다 클라이언트는 재생 위치를 외삽합니다.

대역폭 부하

컴포넌트 리플리케이션에 걸리는 부하는 상대적으로 낮습니다. 리플리케이트되는 액터 내 컴포넌트 하나마다 그 프로퍼티와 함께 NetGUID (4바이트) '헤더' 및 약 1 바이트 '푸터'가 붙습니다. CPU 측면에서는 액터상의 프로퍼티 리플리케이션 vs 컴포넌트상의 리플리케이션 차이가 거의 없을 것입니다.

일반화된 서브오브젝트 리플리케이션

한 단계 더 나아가서, 컴포넌트 뿐만 아니라 모든 액터 서브오브젝트도 리플리케이트 가능합니다.

이에 대한 응용은 매우 제한적이지만, 가끔 매우 유용할 때가 있습니다. 이 작업에 대한 인터페이스는 클래스 레벨에서 정의되어 있습니다: 

/** FActory method for instantiating templatized TobjectReplicator class for subobject replication */
virtual class FObjectReplicatorBase * InstantiateReplicatorForSubObject(UClass *SubobjClass);

/** Method that allows an Actor to replicate subobjects on its Actor channel */
virtual bool ReplicateSubobjects(class UActorChannel *Channel, class FOutBunch *Bunch, FReplicationFlags *RepFlags);

/** Called on the Actor when a new subobject is dynamically created via replication */
virtual void OnSubobjectCreatedFromReplication(UObject *NewSubobject);

액터 컴포넌트가 아닌 서브오브젝트를 리플리케이트하고자 하는 클래스는 위의 세 가지 메서드를 구현해야 합니다.

용례

이것이 유용한 이유는 UObject 와 다형성을 액터 채널 레벨에서 활용할 수 있기 때문입니다. 기존에 복합 데이터 구조체에 대한 리플리케이션은 항상 액터 클래스 내에 정적으로 정의해야만 했던 구조체에만 한정되어 있었습니다. 서브오브젝트 리플리케이션을 통해 가능한 인벤토리 시스템을 예를 들자면, 각 항목이 베이스 인벤토리 클래스에서 확장된 클래스가 되면서 완벽히 리플리케이션 가능하고, 각 항목이 (너무 자원적으로 무겁지 않도록) 액터일 필요도 없는 것입니다.

최적화

리플리케이트시킬 서브오브젝트가 많은 경우, 최근 변경되어 리플리케이트시킬 필요가 있는 서브오브젝트가 있는지, 있다면 어느 것인지 알려주는 것으로 시간을 많이 절약할 수 있습니다. 즉 접근자 함수를 통해 서브오브젝트의 변경 내역을 기록한다는 뜻입니다. 그 작업을 위한 인터페이스는 UActorChannel 에 있습니다: 

bool KeyNeedsToReplicate(int32 ObjID, int32 RepKey);

이 함수는 액터의 ::ReplicateSubobjects 구현에서 호출해야 합니다. 액터 클래스는 리플리케이션 시스템이 각 클라이언트에 대해 기록을 유지할 임의의 Object ID 와 Replication Key 셋업을 해 주면 됩니다. ReplicateSubobjects 가 True 를 반환하면, 호출자는 해당 Object ID 로 기록중인 서브오브젝트 상의 ReplicateSubobjects 를 호출할 것으로 예상합니다. 예를 들어 AQAInventory::ReplicateSubobjects 를 살펴봅시다. 한 가지 핵심적으로 기억할 것은, 오브젝트 ID 와 리플리케이션 키는 완전 임의적이라는 것입니다. 오브젝트 ID 는 '사물'을 가리키는 데 사용됩니다. 서브오브젝트 전체 리스트일 수도, 부분 리스트일 수도, 개별 오브젝트일 수도 있습니다. 리플리케이션 키 역시 임의적인 것으로, 오브젝트 ID 가 추적중인 것에 변화가 있을 때마다 증가되는 카운터가 될 수도 있습니다. 여기에 논의된 최적화는 완전히 옵션입니다.

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