- 개요: Steamworks API 기반의 리슨 서버 협동 멀티플레이어 게임
- 기술 스택: Unreal Engine(5.5.4), C++, Steamworks API
- 상세 업무
- Listen Server 기반 P2P 멀티플레이어 세션 및 WAN 네트워크 환경 구축
- 관전 시스템 개발 및 호스트-클라이언트 간 상태 동기화
- 네트워크 상태 동기화 패킷 최적화
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📣구현 기술에 대한 주된 메커니즘들을 설명합니다
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🛠️구현 목표
- 글로벌 WAN 환경에서 Listen Server 기반 P2P 멀티플레이어 세션 생성 및 스팀 UI를 활용한 친구 초대 기능 구현
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구현 내용
- Steam의 Session Interface를 활용하여 룸(Lobby) 생성, 참가, 파괴 등의 전체 세션 라이프사이클 구현
// 세션 생성하는 함수 void ANecLobbyPlayerController::OnClickCreateSession() { // 세션 생성 델리게이트 생성 OnlineSessionInterface->AddOnCreateSessionCompleteDelegate_Handle(CreateSessionCompleteDelegate); TSharedPtr<FOnlineSessionSettings> SessionSettings = MakeShareable(new FOnlineSessionSettings()); // 세션 생성 설정 SessionSettings->bIsLANMatch = false; // 글로벌 세션을 위한 설정 SessionSettings->NumPublicConnections = 4; SessionSettings->bAllowJoinInProgress = true; SessionSettings->bAllowJoinViaPresence = true; SessionSettings->bShouldAdvertise = true; // 세션 등록 SessionSettings->bUsesPresence = true; SessionSettings->bUseLobbiesIfAvailable = true; // 리슨서버를 위한 로비사용 // 해당 플레이어 컨트롤러를 이용한 세션 생성 const ULocalPlayer* LocalPlayer = GetWorld()->GetFirstLocalPlayerFromController(); OnlineSessionInterface->CreateSession(*LocalPlayer->GetPreferredUniqueNetId(), NAME_GameSession, *SessionSettings); }// 생성된 세션으로 이동하는 함수 void ANecLobbyPlayerController::OnCreateSessionComplete(FName SessionName, bool bWasSuccessful) { // 생성된 세션의 정보를 이용하여 ServerTravel(방장 이동) FString Address; if (OnlineSessionInterface->GetResolvedConnectString(SessionName, Address)) FNamedOnlineSession* Session = OnlineSessionInterface->GetNamedSession(SessionName); if (Session) { GetWorld()->ServerTravel(TEXT("/Game/Necromancer/Maps/TestThirdPersonMap?listen")); } }
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- 세션 생성 이후 Steam ExternalUIInterace를 활용하여 간편하게 친구 초대 로직을 구현
void ANecLobbyPlayerController::OnClickInviteFriend() { IOnlineSubsystem* Subsystem = IOnlineSubsystem::Get(); if (Subsystem) { IOnlineExternalUIPtr ExternalUI = Subsystem->GetExternalUIInterface(); if (ExternalUI.IsValid()) { ExternalUI->ShowInviteUI(0, NAME_GameSession); } } }void ANecLobbyPlayerController::OnInviteAccepted(bool bWasSuccessful, int32 LocalUserNum, TSharedPtr<const FUniqueNetId> UserId, const FOnlineSessionSearchResult& InviteResult) { // 세션 참가 OnlineSessionInterface->AddOnJoinSessionCompleteDelegate_Handle(JoinSessionCompleteDelegate); const ULocalPlayer* LocalPlayer = GetWorld()->GetFirstLocalPlayerFromController(); if (LocalPlayer) { OnlineSessionInterface->JoinSession(*LocalPlayer->GetPreferredUniqueNetId(), FName(TEXT("Necromancer")), InviteResult); } } }
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🛠️구현 목표
- 게임 중 사망하거나 나중에 난입한 유저가 활성 플레이어들의 시점을 부드럽게 전환하며 실시간으로 게임을 관전하는 기능
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구현 내용
- 관전에 필요한 플레이어 카메라 회전값을 주기적으로 복제함
void ANecPlayerCharacter::Tick(float DeltaTime) { Super::Tick(DeltaTime); ReplicateRemoteViewRot(); } void ANecPlayerCharacter::ReplicateRemoteViewRot() { if (HasAuthority()) { RemoteViewRot = GetControlRotation(); } }
- 플레이어 사망 시, Server RPC를 통해 관전 타겟을 요청함
void ANecGameMode::Server_ReqeustSpectatingTarget_Implementation(ANecPlayerController* RequestPC, AActor* CurSpectatingTarget, bool bIsUp) { // 생존 플레이어 중에서 임의의 플레이어를 지정 int32 CurIdx = -1; for (int32 i = 0; i < PlayerControllers.Num(); ++i) { if (PlayerControllers[i] && PlayerControllers[i]->GetPawn() == CurSpectatingTarget) { CurIdx = i; break; } } // 플레이어 탐색 순회 과정(생략) // Client RPC를 통해 사망한 플레이어에게 관전 타겟을 넘겨줌 RequestPC->Client_HandleCameraTarget(PlayerControllers[0]->GetPawn()); }// 서버로 부터 받은 관전 타겟을 이용하여 주기적으로 해당 타겟의 팔로잉함 FRotator TargetRot = TargetCharacter->RemoteViewRot; // 이때 관전자가 호스트라면 곧바로 해당 액터의 회전값을 사용 if (HasAuthority()) { TargetRot = TargetCharacter->GetControlRotation(); } // 관전자가 클라이언트라면 Replicated된 회전 값을 이용해서 사용 else { TargetRot = TargetCharacter->RemoteViewRot; }ㅤ
결과
사망 후 생존한 플레이어를 찾아 관전 모드 진입
관전자의 카메라 시점까지 복제하여 동기화
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📣주요 트러블 슈팅에 관해서 설명합니다.
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🛠️문제 상황
- 관전 시스템 개발 도중 다른 플레이어의 위치(Location) 및 이동은 정상적으로 복제되었으나, 카메라 회전값(Control Rotation/Pitch, Yaw)이 복제되지 않는 현상 발생
- 이로 인해 다른 플레이어가 실제로 보는 시점이 아닌 일정한 방향만 바라보게 되는 현상이 발생
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원인 분석
- 엔진 내부 코드 분석: 언리얼 엔진의
ACharacter구조 분석 결과, 기본 이동(FRepMovement)은 엔진 차원에서 자동으로 복제 데이터 전송 패킷에 포함되지만,ControlRotation은 클라이언트의 성능 최적화를 위해 기본적으로 네트워크 복제 대상(Replicated)이 아님을 확인// Unreal Engine Core Source (APawn.cpp / ACharacter.cpp 개념 구조) // Pawns/Characters translate movement, but ControlRotation is not replicated by default to save bandwidth. void APawn::GetLifetimeReplicatedProps(TArray<FLifetimeProperty>& OutLifetimeProps) const { Super::GetLifetimeReplicatedProps(OutLifetimeProps); // ReplicatedMovement는 기본적으로 포함되나, ControlRotation(카메라 시점)은 복제 목록에 없음 DOREPLIFETIME(APawn, ReplicatedMovement); }ㅤ
해결방법
- 커스텀 복제 변수 선언: 카메라 회전값을 전송하기 위한 별도의 Struct/Rotator 변수를 추가하고 네트워크 복제 대상으로 등록
// NecPlayerCharacter.h UPROPERTY(Replicated) FRotator RemoteViewRot;// NecPlayerCharacter.cpp void ANecPlayerCharacter::GetLifetimeReplicatedProps(TArray<FLifetimeProperty>& OutLifetimeProps) const { Super::GetLifetimeReplicatedProps(OutLifetimeProps); // 카메라 회전값 변수를 복제 목록에 추가 DOREPLIFETIME(ANecPlayerCharacter, RemoteViewRot); } void ANecPlayerCharacter::Tick(float DeltaTime) { Super::Tick(DeltaTime); // 매 프레임 서버 권한을 확인하여 ControlRotation 복제 수행 ReplicateRemoteViewRot(); } void ANecPlayerCharacter::ReplicateRemoteViewRot() { if (HasAuthority()) { RemoteViewRot = GetControlRotation(); } }ㅤ
결과
- 사망 후 관전자(Spectator)에게 관전 타겟 플레이어의 시점(Pitch/Yaw)을 실시간 동기화함
- 언리얼 엔진이 대역폭 절감을 위해 기본적으로 복제하는 데이터와 그렇지 않은 데이터(Control Rotation 등)를 구분하는 기준을 파악함
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🛠️문제 상황
- 멀티플레이어 세션에 참여 인원이 늘어날수록 호스트(Listen Server) 및 클라이언트 환경 전체에서 네트워크 랙(Ping 튐, 데이터 수신 지연) 및 프레임 드랍 발생
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원인 분석
- 모든 클라이언트가 매 틱(Tick)마다 관전에 필요한 마우스 회전값(Control Rotation)을 서버로 전송하면서 네트워크 대역폭 과부하가 심화되는 것으로 추정
- 호스트의 경우 수신된 패킷을 처리한 뒤, 다시 다른 모든 클라이언트에게
Replication으로 전파하는 과정에서 네트워크 I/O 및 CPU 병목이 발생함ㅤ
해결방법
관전자 유무에 따른 조건부 복제 (Conditional Replication)
카메라 회전값 복제의 주 목적이 '관전(Spectating)'임을 착안하여, 세션 내 사망자(관전자)가 0명일 때는 카메라 회전값 복제 연산을 아예 스킵하도록 제어 로직 구현
ServerRPC 전송 주기 조절
네트워크 전송 주기(Timer)를 설정하거나 이전 회전값 대비 일정 이상(Threshold) 변동이 발생했을 때만 전송하도록 개선하여 패킷 수 감소
// Tick() 에서 BeginPlay() 로 이동함으로써, 타이머를 통한 반복 실행 예약 void ANecPlayerCharacter::BeginPlay() { Super::BeginPlay(); // BeginPlay 시점에 반복 타이머 설정 (0.1초 간격으로 무한 반복) GetWorldTimerManager().SetTimer( TimerHandle_ReplicateViewRot, this, &ANecPlayerCharacter::CheckAndReplicateRemoteViewRot, ReplicateInterval, true ); }void ANecPlayerCharacter::CheckAndReplicateRemoteViewRot() { // 세션 내 사망자(관전자)가 존재할 때만 복제 로직 수행 if (HasSpectatorsInSession()) { ReplicateRemoteViewRot(); } } void ANecPlayerCharacter::ReplicateRemoteViewRot() { if (HasAuthority()) { RemoteViewRot = GetControlRotation(); } else if (IsLocallyControlled()) { // 클라이언트: 관전자가 있고 + 일정 회전 각도(Threshold) 이상 변동 시에만 ServerRPC 호출 FRotator CurrentRot = GetControlRotation(); if (FMath::Abs((CurrentRot - LastSentRotation).Size()) > RotationThreshold) { Server_UpdateRemoteViewRot(CurrentRot); LastSentRotation = CurrentRot; } } }ㅤ
결과
- 매 틱(Tick) 수행되던 RPC 및 복제 연산을 타이머 기반 주기적 전송(Timer)과 각도 변화량(Threshold) 검사로 전환하여, 초당 패킷 전송량을 대폭 감소시키고 호스트의 네트워크 I/O 병목 및 랙 현상을 일부 해결함
- 단순히 모든 상태를 실시간 복제하는 것이 아니라, "이 데이터가 현재 진짜 필요한 상황인가(관전자 유무)", "얼마나 자주, 어떤 조건에서 보내야 하는가(주기/변화량)"를 고민하며 최적화 설계 감각을 습득함