게임 엔진 블랙 북: 울펜슈타인 3D

386의 한계를 극복하고 전설이 된 최초의 FPS 〈울펜슈타인 3D〉

이드 소프트웨어 천재 개발자들의 엔진 개발 비법을 파헤치다



오래된 게임 개발자들 사이에선 CPU가 달린 기기를 보기만 하면 〈울펜슈타인 3D〉를 포팅할 수 있을지부터 떠올린다는 이야기가 있다. 당시로서 혁신적인 3D 게임플레이와 부드러운 애니메이션을 선보이며 FPS의 기념비적인 효시로 평가받는 이 게임의 탄생 뒤에는, 열악한 386 PC 하드웨어의 제약을 극복하기 위해 소프트웨어를 한계까지 밀어붙인 이드 소프트웨어의 천재 개발자들이 있었다.



이 책은 〈울펜슈타인 3D〉가 누구에 의해 어떻게 만들어졌는지 모든 과정을 낱낱이 공개하며, 수많은 그림과 함께 게임 엔진 소스를 파헤치고 분석한다. 당시 하드웨어와 개발 환경부터, 엔진 개발 중 직면한 다양한 문제와 해결 방안까지 체계적으로 정리했다. 더블 버퍼링 없는 VGA, 정수 연산만 가능한 CPU, 파편화된 사운드 카드 등 당시 386 PC 하드웨어에서 초당 70프레임을 뽑는 게임을 만들기란 지극히 어려웠다. 이드 소프트웨어 개발자들이 이러한 한계를 어떻게 극복하여 장점으로 승화했는지, 엔진 설계 결정과 개발 과정, 그리고 '트릭'에 가까운 프로그래밍 기법까지, 이 책은 모든 디테일을 정교하게 추적하고 기록했다.



주어진 제약 내에서 최대한의 성능을 이끌어내는 것은 모든 개발자의 과제다. 하드웨어가 아무리 발달해도 이 목마름은 멈추지 않는다. 심지어 사무기기에 불과했던 386에서 부드럽게 돌아가는 3D FPS를 꿈꿨던 사람들이 있다. 대화 상자 하나 띄우는 데에도 프레임워크의 온갖 보일러플레이트 코드에 매몰되는 오늘날, 우리는 게임 개발의 핵심이 무엇인지 잊고 있는 것은 아닐까? 불가능해 보이는 제약 속에서도 타협하지 않고 게임성을 높이기 위해 갖은 방법을 동원해 꿈을 현실로 만든 하드코어 개발자들의 개발 비법에서 통찰을 얻기 바란다.



[추천사]

초보 개발자가 읽기 좋은 훌륭한 책입니다. 현대 게임의 프로그래밍 방법은 가르쳐주지 않지만, 게임 엔진 전반에 대한 가치 있는 통찰력과 기초를 제공합니다. 〈울펜슈타인 3D〉가 만들어졌을 때 PC는 사무용 비즈니스 기계일 뿐이었어요. 이드 소프트웨어는 〈울펜슈타인 3D〉를 만들기 위해 많은 기술을 개발하고 요령을 사용했고, 저자는 이 모든 비밀들을 조명합니다.

- Mr. J. MCCAFFERTY (아마존 독자)



그저 놀랍습니다! 어떻게 386 시대에 존재했던 수많은 장벽을 깨뜨리고 문제를 해결했는지 자세히 묘사한 책입니다. 이드 소프트웨어의 팀원들과 함께 게임을 개발하고 있는 듯한 기분이었죠. 이 책을 읽으면 1990년대의 FPS, 불가능에 가까웠던 게임 엔진에 대한 지식과 더 넓은 시야를 가질 수 있습니다.

- Chrism (아마존 독자)



〈울펜슈타인 3D〉는 물론이고 DOS의 모든 즐거움과 함께했던 어린 시절이 떠오릅니다. 그야말로 환상적이었던 추억의 게임을 뜯어보며 추억에 잠겼죠. 게임을 더 자세히 이해하고 깊이 느끼고 싶은 사람이라면 이 책을 읽으세요. 〈둠〉에 대한 비법서도 코앞에 다가왔다고 기대하겠습니다.

- John (아마존 독자)

머리말 (존 카맥)

머리말 (톰 홀)

머리말 (존 로메로)

이 책에 대하여



Chapter 0 프롤로그



Chapter 1 들어가며



Chapter 2 하드웨어

2.1 CPU: 중앙처리장치

__2.1.1 개요

__2.1.2 인텔 80386

__2.1.3 부동 소수점

2.2 램

__2.2.1 도스 제한

__2.2.2 악명 높은 리얼 모드: 1MiB 램 제한

__2.2.3 악명 높은 리얼 모드: 16비트 세그먼트 주소 지정

__2.2.4 확장 메모리

2.3 비디오

__2.3.1 비디오 어댑터 역사

__2.3.2 VGA 아키텍처

__2.3.3 VGA 2차원이라는 광기

__2.3.4 VGA 모드

__2.3.5 VGA 프로그래밍: 메모리 매핑

__2.3.6 VGA 프로그래밍: 모드 12h

__2.3.7 VGA 프로그래밍: 모드 13h

__2.3.8 더블 버퍼링의 중요성

2.4 오디오

__2.4.1 애드립

__2.4.2 사운드 블라스터

__2.4.3 사운드 블라스터 프로

__2.4.4 디즈니 사운드 소스

2.5 버스

2.6 입력

2.7 요약



Chapter 3 팀

3.1 조직

3.2 프로그래밍

3.3 그래픽 애셋

3.4 애셋 워크플로

3.5 지도

3.6 오디오

__3.6.1 사운드

__3.6.2 음악

3.7 배포



Chapter 4 소프트웨어

4.1 소스 코드 얻기

4.2 첫 만남

4.3 큰 그림

__4.3.1 펼쳐진 루프

4.4 아키텍처

__4.4.1 메모리 관리자(MM)

__4.4.2 페이지 관리자(PM)

__4.4.3 비디오 관리자(VL & VH)

__4.4.4 캐시 관리자(CA)

__4.4.5 사용자 관리자(US)

__4.4.6 사운드 관리자(SD)

__4.4.7 입력 관리자(IN)

4.5 시작

__4.5.1 사인온

__4.5.2 VGA 문제 해결

__4.5.3 엄청난 대학살

4.6 메뉴 단계: 2D 렌더러

4.7 액션 단계: 3D 렌더러

__4.7.1 프레임의 수명

__4.7.2 3D 프레임의 수명

__4.7.3 3D 설정

__4.7.4 화면 지우기

__4.7.5 CPU 문제 해결

__4.7.6 어안 효과 교정

__4.7.7 벽 그리기

__4.7.8 스프라이트 그리기

__4.7.9 무기 그리기

__4.7.10 인공지능

4.8 오디오와 심장박동

__4.8.1 IRQ와 ISR

__4.8.2 PIT와 PIC

__4.8.3 심장박동

__4.8.4 오디오 시스템

__4.8.5 음악

4.9 사운드 효과

__4.9.1 사운드 효과: 애드립

__4.9.2 디즈니 사운드 소스 시스템: PCM

__4.9.3 사운드 블라스터 시스템: PCM

__4.9.4 사운드 블라스터 프로 시스템: 스테레오 PCM

__4.9.5 PC 스피커: 사각파

__4.9.6 PC 스피커: PCM

__4.9.7 PC 스피커: PWM

4.10 사용자 입력

__4.10.1 키보드

__4.10.2 마우스

__4.10.3 조이스틱

4.11 속도 높이는 기법

__4.11.1 cos/sin 테이블 참조

__4.11.2 피즐페이드

__4.11.3 팔레트

4.12 의사 난수 생성기

4.13 성능



Chapter 5 속편

5.1 운명의 창



Chapter 6 이식

6.1 슈퍼 닌텐도

6.2 재규어

6.3 아이폰

__6.3.1 아이폰 개발 노트 (존 카맥)

6.4 울펜슈타인 3D-VR



Chapter 7 에필로그

7.1 그들은 지금 어디에 있을까?



부록 A 〈울펜슈타인 3D〉 이전

부록 B XMS와 EMS

부록 C 640KB 장벽

부록 D CONFIG.SYS와 AUTOEXEC.BAT

부록 E 팬들의 이메일

부록 F 존 카맥의 출시 노트

부록 G 20주년 기념 해설

파비앙 상글라르 Fabien Sanglard
15년 차 베테랑 개발자. 프랑스에서 컴퓨터 과학 석사학위를 취득했다. 영어를 배우러 캐나다에 갔다가 로저스(Rogers)와 퀵플레이(QuickPlay)를 거쳐 2014년부터 구글 본사에서 소프트웨어 엔지니어로 일한다.