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서버를 이용한 최적화

Godot와 같은 엔진은 높은 수준의 구성과 기능 덕분에 사용 편의성이 향상되었습니다. 대부분은 :ref:`씬 시스템 <doc_scene_tree>`을 통해 액세스하고 사용됩니다. 노드 및 리소스를 사용하면 복잡한 게임에서 프로젝트 구성 및 자산 관리가 단순화됩니다.

이렇게 하려는 이유가 몇 가지 있습니다:

추가적인 복잡성 계층이 있습니다.
단순 API를 직접 사용할 때보다 성능이 저하됩니다.
:ref:`여러 스레드를 사용 <doc_using_multiple_threads>`하여 제어하는 것은 불가능합니다.
더 많은 메모리가 필요합니다.

대부분의 경우 이는 실제로 문제가 되지 않습니다. Godot는 잘 최적화되어 있으며 대부분의 작업은 시그널로 처리됩니다. 이는 폴링이 필요하지 않음을 의미합니다. 하지만 때로는 다른 최적화 방법이 소진되었을 때 하드웨어에서 더 나은 성능을 추출하고 싶을 때도 있습니다. 예를 들어, 프레임마다 처리해야 하는 작업에 대해 수만 개의 인스턴스를 처리하면 병목 현상이 발생할 수 있습니다.

이러한 유형의 상황은 프로그래머가 게임 엔진을 사용하고 있다는 사실을 후회하게 만들고 더 손으로 만든 저수준 게임 코드 구현으로 돌아갈 수 있기를 바랍니다.

그럼에도 불구하고 Godot는 이 문제를 해결하도록 설계되었습니다.

이 문서 외에 여러가지 Godot 데모 프로젝트들도 살펴보면 좋습니다.

Server

Godot의 가장 흥미로운 설계 결정 중 하나는 전체 씬 시스템이 *선택 사항*이라는 사실입니다. 이를 컴파일하는 것은 불가능하지만 완전히 우회할 수 있습니다.

핵심적으로 Godot는 서버 개념을 사용합니다. 렌더링, 물리, 사운드 등을 제어하는 저수준 API입니다. 씬 시스템은 그 위에 구축되어 직접 사용됩니다. 가장 일반적인 서버는 다음과 같습니다.

RenderingServer: 그래픽과 관련된 모든 것을 처리합니다.
PhysicsServer3D: 3D 물리학과 관련된 모든 것을 처리합니다.
PhysicsServer2D: 2D 물리학과 관련된 모든 것을 처리합니다.
AudioServer: 오디오와 관련된 모든 것을 처리합니다.

API를 탐색하면 제공된 모든 기능이 Godot가 노드를 사용하여 수행할 수 있는 모든 것에 대한 저수준 구현이라는 것을 알게 될 것입니다.

RID

서버 사용의 핵심은 리소스 ID(RID) 개체를 이해하는 것입니다. 이는 서버 구현에 대한 불투명 핸들입니다. 수동으로 할당 및 해제됩니다. 서버의 거의 모든 기능에는 실제 리소스에 액세스하기 위해 RID가 필요합니다.

대부분의 Godot 노드 및 리소스에는 내부적으로 서버의 이러한 RID가 포함되어 있으며 다양한 기능을 통해 얻을 수 있습니다. 실제로 :ref:`Resource <class_Resource>`을 상속하는 모든 항목은 RID로 직접 캐스팅될 수 있습니다. 그러나 모든 리소스에 RID가 포함되어 있는 것은 아닙니다. 이러한 경우 RID는 비어 있습니다. 그러면 리소스가 RID로 서버 API에 전달될 수 있습니다.

경고

리소스는 참조 횟수로 계산되며(RefCounted 참조) 리소스가 아직 사용 중인지 확인할 때 리소스의 RID에 대한 참조는 계산되지 않습니다. 서버 외부 리소스에 대한 **참조를 유지**하세요. 그렇지 않으면 리소스와 해당 RID가 모두 지워집니다.

노드의 경우 다음과 같은 다양한 기능을 사용할 수 있습니다.

CanvasItem의 경우 CanvasItem.get_canvas_item() 메서드는 서버에서 캔버스 항목 RID를 반환합니다.
CanvasLayer의 경우 CanvasLayer.get_canvas() 메서드는 서버에서 캔버스 RID를 반환합니다.
뷰포트의 경우 뷰포트.get_viewport_rid() 메서드는 서버에서 뷰포트 RID를 반환합니다.
2D의 경우 World2D 리소스(Viewport 및 CanvasItem 노드에서 얻을 수 있음)에는 RenderingServer Canvas 및 *PhysicsServer2D Space*를 가져오는 함수가 포함되어 있습니다. 이를 통해 서버 API로 직접 2D 객체를 생성하고 사용할 수 있습니다.
3D의 경우 World3D 리소스(Viewport 및 Node3D 노드에서 얻을 수 있음)에는 RenderingServer Scenario 및 *PhysicsServer Space*를 가져오는 기능이 포함되어 있습니다. 이를 통해 서버 API로 직접 3D 객체를 생성하고 사용할 수 있습니다.
VisualInstance3D 클래스를 사용하면 각각 VisualInstance3D.get_instance() 및 :ref:`VisualInstance3D.get_base() <class_VisualInstance3D_method_get_base>`를 통해 인스턴스 및 인스턴스 베이스 시나리오를 가져올 수 있습니다.

익숙한 노드 및 리소스를 탐색하고 서버 *RID*를 얻는 기능을 찾아보세요.

이미 노드가 연결된 개체에서 RID를 제어하는 것은 권장되지 않습니다. 대신, 새로운 기능을 생성 및 제어하고 기존 기능과 상호 작용하는 데 항상 서버 기능을 사용해야 합니다.

스프라이트 만들기

이는 코드에서 스프라이트를 생성하고 하위 수준 CanvasItem API를 사용하여 이동하는 방법의 예입니다.

참고

RenderingServer를 사용하여 캔버스 항목을 생성할 때 :ref:`RenderingServer.canvas_item_reset_physics_interpolation() <class_RenderingServer_method_canvas_item_reset_physics_interpolation>`을 사용하여 첫 번째 프레임에서 물리 보간을 재설정해야 합니다. 이렇게 하면 렌더링과 물리 시스템 간의 적절한 동기화가 보장됩니다.

그렇지 않으면 캔버스 항목이 의도한 위치에 직접 나타나지 않고 씬이 로드될 때 순간이동하는 것처럼 나타날 수 있습니다.

extends Node2D


# RenderingServer expects references to be kept around.
var texture


func _ready():
    # Create a canvas item, child of this node.
    var ci_rid = RenderingServer.canvas_item_create()
    # Make this node the parent.
    RenderingServer.canvas_item_set_parent(ci_rid, get_canvas_item())
    # Draw a texture on it.
    # Remember to keep this reference.
    texture = load("res://my_texture.png")
    # Add it, centered.
    RenderingServer.canvas_item_add_texture_rect(ci_rid, Rect2(-texture.get_size() / 2, texture.get_size()), texture)
    # Add the item, rotated 45 degrees and translated.
    var xform = Transform2D().rotated(deg_to_rad(45)).translated(Vector2(20, 30))
    RenderingServer.canvas_item_set_transform(ci_rid, xform)
    # Reset physics interpolation for this item.
    RenderingServer.canvas_item_reset_physics_interpolation(ci_rid)

public partial class MyNode2D : Node2D
{
    // RenderingServer expects references to be kept around.
    private Texture2D _texture;

    public override void _Ready()
    {
        // Create a canvas item, child of this node.
        Rid ciRid = RenderingServer.CanvasItemCreate();
        // Make this node the parent.
        RenderingServer.CanvasItemSetParent(ciRid, GetCanvasItem());
        // Draw a texture on it.
        // Remember to keep this reference.
        _texture = ResourceLoader.Load<Texture2D>("res://my_texture.png");
        // Add it, centered.
        RenderingServer.CanvasItemAddTextureRect(ciRid, new Rect2(-_texture.GetSize() / 2, _texture.GetSize()), _texture.GetRid());
        // Add the item, rotated 45 degrees and translated.
        Transform2D xform = Transform2D.Identity.Rotated(Mathf.DegToRad(45)).Translated(new Vector2(20, 30));
        RenderingServer.CanvasItemSetTransform(ciRid, xform);
        // Reset physics interpolation for this item.
        RenderingServer.CanvasItemResetPhysicsInterpolation(ciRid);
    }
}

서버의 Canvas Item API를 사용하면 그리기 기본 요소를 추가할 수 있습니다. 추가한 후에는 수정할 수 없습니다. 항목을 지우고 기본 요소를 다시 추가해야 합니다. 원하는 만큼 여러 번 수행할 수 있는 변환 설정의 경우는 그렇지 않습니다.

기본 요소는 다음과 같이 삭제됩니다.

RenderingServer.canvas_item_clear(ci_rid)

RenderingServer.CanvasItemClear(ciRid);

메시를 3D 공간으로 인스턴스화

3D API는 2D API와 다르기 때문에 인스턴스화 API를 사용해야 합니다.

extends Node3D


# RenderingServer expects references to be kept around.
var mesh


func _ready():
    # Create a visual instance (for 3D).
    var instance = RenderingServer.instance_create()
    # Set the scenario from the world. This ensures it
    # appears with the same objects as the scene.
    var scenario = get_world_3d().scenario
    RenderingServer.instance_set_scenario(instance, scenario)
    # Add a mesh to it.
    # Remember to keep this reference.
    mesh = load("res://my_mesh.obj")
    RenderingServer.instance_set_base(instance, mesh)
    # Move the mesh around.
    var xform = Transform3D(Basis(), Vector3(2, 3, 0))
    RenderingServer.instance_set_transform(instance, xform)

public partial class MyNode3D : Node3D
{
    // RenderingServer expects references to be kept around.
    private Mesh _mesh;

    public override void _Ready()
    {
        // Create a visual instance (for 3D).
        Rid instance = RenderingServer.InstanceCreate();
        // Set the scenario from the world. This ensures it
        // appears with the same objects as the scene.
        Rid scenario = GetWorld3D().Scenario;
        RenderingServer.InstanceSetScenario(instance, scenario);
        // Add a mesh to it.
        // Remember to keep this reference.
        _mesh = ResourceLoader.Load<Mesh>("res://my_mesh.obj");
        RenderingServer.InstanceSetBase(instance, _mesh.GetRid());
        // Move the mesh around.
        Transform3D xform = new Transform3D(Basis.Identity, new Vector3(2, 3, 0));
        RenderingServer.InstanceSetTransform(instance, xform);
    }
}

2D RigidBody 생성 및 스프라이트 이동

결과적인 공간 RID 및 Physics2DServer 에서 사용할 수 있습니다.

# PhysicsServer2D expects references to be kept around.
var body
var shape


func _body_moved(state, index):
    # Created your own canvas item; use it here.
    # `ci_rid` from the sprite example above needs to be moved to a
    # member variable (instead of within `_ready()`) so it can be referenced here.
    RenderingServer.canvas_item_set_transform(ci_rid, state.transform)


func _ready():
    # Create the body.
    body = PhysicsServer2D.body_create()
    PhysicsServer2D.body_set_mode(body, PhysicsServer2D.BODY_MODE_RIGID)
    # Add a shape.
    shape = PhysicsServer2D.rectangle_shape_create()
    # Set rectangle extents.
    PhysicsServer2D.shape_set_data(shape, Vector2(10, 10))
    # Make sure to keep the shape reference!
    PhysicsServer2D.body_add_shape(body, shape)
    # Set space, so it collides in the same space as current scene.
    PhysicsServer2D.body_set_space(body, get_world_2d().space)
    # Move initial position.
    PhysicsServer2D.body_set_state(body, PhysicsServer2D.BODY_STATE_TRANSFORM, Transform2D(0, Vector2(10, 20)))
    # Add the transform callback, when body moves
    # The last parameter is optional, can be used as index
    # if you have many bodies and a single callback.
    PhysicsServer2D.body_set_force_integration_callback(body, self, "_body_moved", 0)

    # Also create a sprite using RenderingServer here.
    # See the section above on creating a sprite.
    # ...

using Godot;

public partial class MyNode2D : Node2D
{
    private Rid _canvasItem;

    private void BodyMoved(PhysicsDirectBodyState2D state, int index)
    {
        // Created your own canvas item; use it here.
        // `ciRid` from the sprite example above needs to be moved to a
        // member variable (instead of within `_Ready()`) so it can be referenced here.
        RenderingServer.CanvasItemSetTransform(_canvasItem, state.Transform);
    }

    public override void _Ready()
    {
        // Create the body.
        var body = PhysicsServer2D.BodyCreate();
        PhysicsServer2D.BodySetMode(body, PhysicsServer2D.BodyMode.Rigid);
        // Add a shape.
        var shape = PhysicsServer2D.RectangleShapeCreate();
        // Set rectangle extents.
        PhysicsServer2D.ShapeSetData(shape, new Vector2(10, 10));
        // Make sure to keep the shape reference!
        PhysicsServer2D.BodyAddShape(body, shape);
        // Set space, so it collides in the same space as current scene.
        PhysicsServer2D.BodySetSpace(body, GetWorld2D().Space);
        // Move initial position.
        PhysicsServer2D.BodySetState(body, PhysicsServer2D.BodyState.Transform, new Transform2D(0, new Vector2(10, 20)));
        // Add the transform callback, when body moves
        // The last parameter is optional, can be used as index
        // if you have many bodies and a single callback.
        PhysicsServer2D.BodySetForceIntegrationCallback(body, new Callable(this, MethodName.BodyMoved), 0);

        // Also create a sprite using RenderingServer here.
        // See the section above on creating a sprite.
        // ...
    }
}

2D 및 3D 물리 서버가 동일하므로(각각 RigidBody3D 및 PhysicsServer3D 사용) 3D 버전은 매우 유사해야 합니다.

서버에서 데이터 얻기

수행 중인 작업을 알지 못하는 경우 함수를 호출하여 RenderingServer, PhysicsServer2D 또는 :ref:`class_PhysicsServer3D`에 정보를 절대 요청하지 마세요. 이러한 서버는 성능을 위해 비동기적으로 실행되는 경우가 많으며 값을 반환하는 함수를 호출하면 서버가 정지되고 함수가 실제로 호출될 때까지 보류 중인 모든 항목을 강제로 처리하게 됩니다. 매 프레임마다 호출하면 성능이 심각하게 저하됩니다(이유는 분명하지 않습니다).

이로 인해 해당 서버의 대부분의 API는 저장할 수 있는 실제 데이터가 될 때까지 정보를 다시 요청할 수 없도록 설계되었습니다.