하지만 이 글을 쓰기로 결심한 이유는 제가 교사 출신이라는 한가지 작은 자부심을 갖고 있기 때문입니다.  머리속에 많은것이 있는것과 그것을 전달하는것과 다르거든요.  또 한가지 일에 전문가가 되는것과 그 일 전반에 걸쳐서 다른사람에게 두리뭉실 설명하는 능력도 좀 다르고요^^; 

아무튼 본론을 좀 시작해 보겠습니다.

이번엔 조금 더 프랙티컬 한 주제를 다루어 보도록 하겠다. 지인들 중 적지않은 수가 잘못 알고있는 사실중 하나인 '인증서를 사용하는 것이 가장 안전한 암호화 방법이다'가 잘못 되었다는 것에 대해 이야기해 보고자 한다. 일반적으로 블럭 암호와 공개키 방식 암호로 이야기 되어지는 - 대칭 암호(Symmetric Cryptography)와 비대칭 암호(Asymmetric Cryptography)의 용도가 다르다는 것을 설명하는 것을 통해 각 방식이 사용되기에 적합한 상황에 대한 이해를 돕고자 한다.

1. 스파이가 목숨을 걸고 운반하는 가방엔 뭐가 들었을까?
   
   드라마나 영화에 가끔 등장하는 
   
   
   이 아자씨가 목숨 걸고 운반하는 저 가방에는 뭐가 들었을까낭?
   
   
   스파이 영화를 보면 꽤 자주 나오는 것 중의 하나가 목숨을 걸고 배달 해야하는 골치 덩어리 가방이 하나 있다. 배달을 맡은 스파이는 가방과 자신의 손목을 수갑으로 연결해서 개고생을 하며 가방을 운반한다. 그런데, 자세히 보면 가방이 그닥 무겁지는 않은 것 같다. 대체 그 가방안에는 무엇이 들어있을까? 비밀 정보가 들어있을까? 그럴리는 없다. 무언가 비밀을 전달해야 할 일이 있을 때마다 스파이를 보낸다는 것은 발각의 위험도 높거니와 적에게 빼앗기면 그야말로 재미없는 일이다.
   
   비밀 정보를 안전하게 보내는 방법중 하나는 비밀정보를 암호화 한 다음에 암호화 된 정보와 암호를 푸는데 사용되는 정보를 따로 보내는 것 이다. 적에게 둘 다 빼앗기지 않는 한 문제가 발생하지 않는다. 위험성이 절반이 되는 것 이다. 게다가 암호화된 정보를 빼앗겼다면 암호를 푸는데 사용되는 정보를 보내지 않으면 된다. 암호화된 정보가 제대로 전달 되었다면 그때 암호를 푸는 정보를 보내면 된다.
   
   그러나 위의 방법역시 매번 스파이가 직접 가야 하기 때문에 인적 희생이 발생할 확률이 아주 높아진다. 보내야할 정보가 있을 때 마다 적진에 스파이를 두 명이나 매번 침투 시킨다는 것은 정말 힘들고 위험성도 많은 일이다. 둘 중 하나가 잡히면 다른 하나도 잡히게 될 가능성이 압도적으로 높아져 버린다.
   
   그러면 어떻게 해야 안전하게 정보를 전달 할 수 있을까요? 뿌잉뿌잉~~ 무선 통신을 이용해 데이터를 전달할 수 있게된지는 무지하게 오래 되었기 때문에 데이터를 무선으로 전달하는 것 자체는 어렵지 않~아요~ 전파를 이용한 무선통신은 1880년대에 발명 되었으며, 우리가 매일매일 사용하는 CDMA 방식은 1930년대에 개발된 것 이거든요. 그러니까 정보는 무선통신으로 날릴수 있어요~ 영화에 나오는 스파이 아저씨 들이 활동하던 2차대전 당시에는 무선으로 통신하는게 드믄일은 아니었답니다. 그러니, 암호문을 푸는 정보만 스파이 아저씨가 배달하면 돼요. 결국, 스파이가 목숨을 걸고 운반하던 그 가방 안에는 디코딩을 위한 코드 - 즉 복호화 키가들어 있었을 것 이예요.
   
   암호화된 통신을 하기 위해서 가장 먼저 해야하는 일은 공격자들이 키를 주고 받는 것이다. 안전하게 키를 주고 받는다는 것은 굉장히 어려운 일이고 많은 수학자들이 쉽고 안전하게 키를 주고 받기 위한 노력을 해왔고, 하고 있으며, 할 것 이다.
   
   
   

2. 키를 전달하기 좋은 공개키 방식의 암호
   
   그러면 스파이의 목숨을 걸지 않고도 안전하고 쉽게 비밀 키를 상대방에게 넘겨주는 방식이 무엇이 있을까? 라는 고민을 수많은 수학자들이 고민을 때리기 시작했다. 물론, 이러한 암호화 방식에 가장 관심이 많았던건 정부기관이었다. 비싸게 기른 스파이가 암호화 키를 넘겨주려다가 붙잡히거나 저승으로 초 장기 출장을 가버리는 일은 정부기관 입장에선 그다지 선호할 만한 일이 아니었기 때문이다.
   
   그렇게 수많은 수학자들이 뇌세포를 작살내며 고민을 하다가 고안해낸 방식이 비대칭키 암호화 - 공개키 암호화 방식이다. 그 전까지는 암호화 할 때 사용하는 키와 암호를 다시 원 상태로 만드는 일을 할 때 - 즉, 복호화 할 때 사용하는 키가 같은 키였다. 그렇기 때문에 키를 전달하다가 빼앗기면 그것으로 끝이었다. 그에 반해서 비 대칭키 방식의 암호는 암호화 할 때의 키와 복호화 할 때의 키가 다르다.
   
   일반적으로 비 대칭키 방식의 암호는 한 쌍의 키로 구성이 되어있다. 한 쌍의 키를 A와 B라고 하면, 보통 A로 암호화 한 암호문은 B로 복호화 되고, B로 암호화 된 암호문은 A로 복호화 된다. 그리고, 키 A를 이용해서는 B를 알아내기가 아주 어렵고, 마찬가지로 키 B를 이용해서 키 A를 알아내는 것 역시 아주 어렵다. 일반적으로 두 키중 하나는 공개를 하고 다른 하나는 비밀로 보관을 하며, 공개를 하는 키를 '공개키 - Public Key', 비밀로 보관하는 키를 '개인키 - Private Key'라 부른다.
   
   

   
   공개키로 암호화 하면 개인키로만 복호화 할 수 있습니다.
   반대로, 개인키로 암호화 하면 공개키로만 복호화 할 수 있습니다.

   
   그렇기 때문에 공개키 방식의 암호를 사용하면 스파이는 몸만 침투하면 된다. 그 다음에 무선이던 무선이던 상관 없이 비대칭키 방식의 키중 하나 - 보통 누구든지 원하면 얻을 수 있다는 의미로 '공개키 - public key'라 부르는 키를 얻은 다음에, 원하는 정보를 암호화 해서 보내주면 된다. 위에서 언급 했듯이 비대칭 암호는 키 한쪽을 가지고 다른 키를 알아내는 게 아주 어렵기 때문에 키 한쪽을 가져가는 건 크게 문제가 되지 않는다.
   
   여기까지 읽고 나면 '키를 얻으려고 시도하는 놈을 잡으면 되지 않느냐?'라는 생각이 들 것이다. 그것이 어렵다는 것을 보이기 위해, 실제로 911 테러때 테러리스트들이 정보를 주고 받기 위해 사용된 방법 이라고 주장되고 있는 방법 하나를 소개해 보겠다. JPG 포멧은 손실 압축을 하기 때문에 중간 중간에 실제 이미지 데이터가 아닌 데이터가 끼어 있어도 표시되는 이미지의 퀄리티에는 크게 영향을 미치지 않는다는 점을 이용해서, 포르노그라피 이미지에 테러와 관련된 정보를 담아두고, 그 이미지를 통해 테러 시행에 대한 정보를 주고 받았다고 한다.

   예를 들자면, 소식을 주고 받을 때 "구글에서 '홀딱벗은 그녀'로 검색해서 나오는 여자중에 탄띠를 맨 여자"의 사진에 키를 포함해 두기로 약속했다고 하자. 설령 그 사실에 대해 미리 첩보를 입수했다 해도 홀딱벗은 그녀를 검색해서 이미지를 다운 받은 미국인을 체포 한다면... 남녀 불문하고 꽤 많은 사람이 잡혀 들어가야 했을 것 이다. 나무를 숨기려면 숲 속에 숨기라는 말이 있는 것 처럼, 흔히 존재하는 정보들 사이에 비밀 키를 숨겨둔다면 쉽게 찾을 수 없을 것이며, 찾는 사람이 많은 류의 - 주로 헐벗은 남녀의 사진속에 비밀 정보를 숨긴다면 그 사진을 다운받아 가는 사람중에 진짜 불순한 의도를 갖는 이가 누구인지 확인하기도 힘들다.

   이렇게 조낸 좋은 공개키 방식의 암호가 갖는 단점은 암/복호화 하기 위한 연산량이 많고, 충분한 안전성을 확보하기 위해서는 수천 비트에 해당하는 키를 사용해야 한다는 점이다. 기본적으로 대부분의 공개키 방식은 비슷한 근본 원리를 갖는다. 가장 많이 사용되는 RSA의 경우, 두 소수를 개인키로 사용하고, 두 소수를 곱한 값을 공개키로 사용한다^[각주:1]. 그렇기 때문에 공개된 키를 소인수분해 해서 두 소수를 구하면 개인키를 얻어낼 수 있다. 그렇기 때문에, 가능한 큰 키를 사용해야 공격자가 공개키를 이용해서 개인키를 구하는데 많은 시간을 투자하게 되고, 공격에 성공하지 못할 수 있다. 예를 들어 공개키가 15라면, 누구든지 개인키가 3과 5라는 걸 쉽게 알아 낼 수 있을 것 이다. 그렇기 때문에 충분히 큰 값의 두 소수를 선택해야 안전해 질 수 있다^[각주:2].  이 과정에서 큰 정수의 사칙 연산을 수행해야 하는데, 계산의 대상이 되는 정수값이 크면 클수록 연산시간이 많이 걸릴 수 밖에 없다. 또한, 더 안전하게 하려면 더 큰 소수를 골라야 하며, 더 큰 소수는 더 큰 키를 요구하게 된다. 최근에 가장 많이 사용되는 키의 크기는 1024비트 이며, 2048 비트 크기의 키를 사용하는 경향이 늘고 있다.
   
   공개키 방식 - 인증서를 이용하는 암호화 통신 방식에서 흔히 사용하는 암호화 방식이 암호의 안전성에 있어 뛰어나다고 생각하는 사람이 많지만 사실은 같은 크기의 키를 사용하는 블럭암호에 비해 안전성은 떨어진다.128비트의 AES와 2048비트의 RSA는 비슷한 안전성을 갖는 것 으로 간주된다^[각주:3]. 아래 논문은 관련된 논문이다.
   
   Arjen K. Lenstra, Unbelievable Security: Matching AES security using public key systems, Proceedings Asiacrypt 2001, LNCS 2248, Springer-Verlag 2001, 67–86
   
   다음 링크를 통해 논문의 내용을 확인할 수 있을 것 이다.
   
   http://www.win.tue.nl/~klenstra/aes_match.pdf 
   
   위의 논문은 2001년에 발표된 논문이며, 실제 컴퓨터 성능의 향상 속도는 그 당시에 예측했던 것 보다는 덜 빠르게 발전한 것으로 알려져 있으므로, 위의 논문보다는 조금정도 안전하다는 가정을 할 수 있겠지만 안전과 관련된 문제는 비관적인 관점으로 볼 필요가 있다. 어찌 되었든, 공개키는 아무렇게나 뿌려도 상관이 없기 때문에  대칭키(Symmetric Key)를 사용하는 블럭암호와는 달리 키 전달을 위해 노력을 할 필요가 없다. 

   결론적으로, 키 전달이 쉽고 키가 안전하게 전달될 수 있을 것 이라는 것 때문에 때문에 공개키 방식을 많이 사용하는 것이지, 더 안전하기 때문에 공개키 방식을 사용하는 것은 아니다. 그러므로, 키가 공격자에게 빼앗기지 않으리라는 보장이 있다면, 공개키 방식을 사용하는 것 보다는 대칭키 방식을 사용하는 것이 같은 안전도를 갖는 경우에는 키의 크기가 작아지고, 같은 크기의 키를 사용하는 경우에는 더 안전한 대칭키 방식의 암호 - 블록암호를 사용하는 편이 더 좋다. 반대로, 키가 공격자에게 노출될 위험을 갖는다면 대칭키 방식을 사용하는 것이 나쁜 선택이 될 확률이 높다 할 수 있다.
   

   
   

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다른 사람에 비해 실력이 떨어지는 주제에 비슷한 분량의 글을 쓰려고 하다보니 가랭이가 찢어졌습니다. 글을 쓰고 나서 내용을 확인하고, 논문 찾고 하다보니 시간이 많이 드네요. ㅡ,.ㅡa 앞으로는 스스로의 실력을 감안해서 글의 양을 좀 줄여 보도록 하겠습니다.

다음 번에는 블럭방식의 암호화의 특징에 대해 설명하고, PGP 방식이 어떤 식으로 동작하는지에 대해 설명을 하도록 하겠습니다.

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안녕하세요. 자그마치 2달 정도를 연재를 쉬었던 rihwan (유인환)입니다.

음 오늘 쓰고 싶은 것은 실시간으로 진짜 Ambient Occlusion을 처리하는 것입니다. 근데 여기서 제가 보여드리는 방법은 사실은 실제로 적용 가능한 것은 아니며, 단지 가능하다는 것을 보여주며, 또 눈요기 정도는 가능하겠네요. 시작하기 전에 우선 CUDA와 Ambient Occlusion에 대해서 좀 설명을 드려야 겠습니다.

CUDA란?

그래픽 카드의 성능이 점점 발전하면서 그래픽 카드가 어느샌가 CPU의 연산 능력을 훌쩍 넘어버린 시대가 되어 버렸고, 그럼으로 인해서 CPU의 연산을 GPU에서 처리하고자 하는 시도가 2000년 넘어서부터 계속 되었죠. 그걸 그 당시에는 GPGPU (General Purpose Graphical Processing Units)라고 불렀고 그 당시 Shader를 사용해서 RenderTarget 텍스처에 계산 결과를 기록하는 방식으로 GPU의 연산 능력을 CPU가 사용하고 있었습니다.

사실 그래픽 카드 내의 GPU 연산 능력은 CPU에 비하면 상당히 떨어집니다. 한 1 Ghz 정도인데다가, 캐쉬 메모리는 1 KB도 안되는 정도로 약한 능력을 가졌습니다. 하지만 그래픽 카드는 어마어마한 장점을 가졌는데, 바로 GPU가 1개가 아니라는 점입니다. 그래픽 카드 내에는 요새는 512개 정도의 GPU (1 Ghz짜리)가 들어가고 있으며 곧 1024개 이상으로 증가할 예정입니다. 이렇게 엄청난 양의 병렬 GPU가 존재할 수 있는 이유는 어차피 그래픽 카드에서 처리하는 데이터는 주로 정점(삼각형)과 픽셀 단위이며, 이 데이터는 사실 모조리 완전히 병렬적으로 처리할 수 있었기 때문입니다. 그에 반해서 CPU의 경우는 GPU처럼 만들 수가 없었죠. 많아봐야 요새 16개의 CPU를 가질 수 있으려나요... 그 이유는 엄청나게 많은 명령어의 개수, L1 - L3 캐쉬 메모리,  메인 메모리, 컨트롤 명령, 동기화 등등을 가지고 있고 기존 시스템과의 호환성을 만족시켜야 하기 때문에 쉽게 병렬화 시킬 수가 없었습니다.

그리고 쉐이더 버전 1 - 3 당시였을 때, 사실 GPU는 매우 제한된 수의 명령어 집합(어셈블리 명령어)을 가지고 있었습니다. 그리고 캐쉬 메모리도 KB도 안될 정도로 작았던 것 등등 매우 GPGPU로의 변신은 매우 제한적이었죠. 하지만 2007년인가 2008년인가 상황이 급변합니다. NVIDIA에서 GPGPU가 발전 가능성이 있다는 사실을 깨닫고 아주 일반적으로 GPU의 연산 능력을 활용하는 프로젝트를 시작했고, 그렇게 해서 탄생한 것이 CUDA입니다.

CUDA는 C++등의 언어를 지원하고, C++과 거의 비슷하고 아주 약간의 변화를 주면 GPU 내의 임의의 메모리에 GPU를 이용해서 계산해서 계산 결과를 기록할 수 있습니다. 또한 CPU와 그래픽 카드 메모리 사이의 send & receive 함수 셋등을 지원하지요. 생각해보면 3 Ghz 짜리 CPU 4개 보다 1 Ghz 짜리 512개로 연산시키면 사실 연산 능력은 거의 수백배 차이가 날 것은 분명하겠죠. 심지어 GPU의 실수 계산 능력은 CPU와 비교했을 때 더 낳거나 거의 동급에 가까우니까요. 이 문서에서는 CUDA에 대해서 이렇게까지만 얘기드리고 궁금하신 분들을 위해서 책을 소개시켜드리겠습니다. "예제로 배우는 CUDA 프로그래밍" 이란 책이 매우 CUDA에 대해서 설명을 쉽게 잘해주고 있습니다 (왠지 책 장사하는 것 같군요...)

이번 글이 시작된 이유는 제가 한번 그럼 진짜 Ray를 활용하여 Ambient Occlusion을 CUDA에서 계산을 해봤기 때문입니다. 그리고 그 성능이 제 노트북에서 실시간으로 돌아갔기 때문이죠... 아래 링크를 한번 봐주시면 제가 작업했던 결과물이 나옵니다요.

실제로 Ray를 쏘아 진짜 Ambient Occlusion을 계산하고 있습니다. 실시간으로요!!!

Ambient Occlusion이란?

Ray Tracing등과 같이 Indirect Illumination을 계산하는 알고리즘은 사실 엄청나게 비싼 비용이 들어갑니다. 왜냐하면 Ray를 쏴서 Ray와 지형과의 충돌을 계산한 이후에 그 Ray가 어디로 반사 또는 굴절되는지, 그리고 어느 정도의 빛이 해당하는 재질에 흡수되고 반사되었는지를 계산하고, 다시 반사와 굴절 Ray를 쏴서 다시 지형과 충돌처리하고... 위와 같이 계속 재귀적으로 Ray를 쏴서 실제 해당하는 픽셀이 어떤 색상을 가지고 있는지 계산하기 때문에 엄청나게 비싼 연산입니다. 하지만 장점은 간접 조명을 표현할 수 있다는데 있죠. 빛은 다른 곳에서 팅기고 팅겨서도 눈으로 들어오게 되는데, 이런 간접 조명은 우리가 바로 느끼지는 못해도 전체 Scene에 엄청난 영향을 미치게 됩니다. 하지만 기존의 Lighting 연산들 Diffuse, Specular, Phong등등은 사실 간접 조명을 표현하지 못합니다. 단지 빛으로 부터 직접적으로 어떻게 들어오는지를 설명할 뿐이죠.

그렇다고 해서 Indirect Illumination을 진짜로 다 계산하자니 너무 비싸고 부드러운 그림자는 표현하고 싶고 해서 나온 것인 Ambient Occlusion입니다. 그리고 개념은 매우매우매우 명확하죠. "한 점이 있을 때 그 점의 주변(Ambient)에 빛을 가리는 물체가 많으면 그 점은 어두워야 하며, 주변(Ambient)에 아무런 차폐(Occlusion)이 없으면 그 점은 밝아져야 한다"가 기본 컨셉입니다.

(출처: http://www.interstation3d.com/tutorials/making_slow_decay/slow_decay_take07.htm)

위 이미지를 보시면 환경에 의해서 빛이 많이 가려지면 해당하는 점은 어두워지며, 가려지지 않으면 밝습니다. 우리 눈에 자연스럽게 느껴지지만 사실은 물리적으로는 사실이 아니며, 단지 그림자를 근사시킨 것이죠. 어쨋든 Ambient Occlusion은 매우 효과가 좋고 Indirect Illumination에 비해서 빠르게 계산할 수 있어서 자주 사용되게 됩니다. 처음에는 한 점에서 여러군데로 Ray를 다시 쏴서 어느 정도 차폐되었는지를 계산했었죠. (이 부분은 Ray Tracing과는 다릅니다. Ray Tracing은 재귀적으로 Ray를 계속 쏴야 하지만, Ambient Occlusion은 재귀적인 계산은 사용하지 않습니다.) 하지만 Ray를 쏘는 연산은 여전히 비싸기 때문에, 실시간으로 다시 Ambient Occlusion을 근사하는 방법들이 제시되었고, 요새는 그 방법이 게임에서는 널리 사용되고 있지요.

(출처: http://www.neilblevins.com/cg_education/ambient_occlusion/ambient_occlusion.htm)

그에 반해서 제가 처리한 방법은 우선 눈에서 Ray를 쏘아서 지형에 부딪치면, 해당하는 점에서 여러번 다시 한번 Ray를 쏘아서 주변에 의해서 그 부딪친 점이 얼마나 차폐(Occlusion) 되었는지를 거리의 비례해서 depth로 색상을 주었습니다. 위의 그림과 같지 진짜로 Ray를 쏘아 보내는 것이죠. 이렇게 진짜 Ambient Occlusion을 계산하는 것은 연산량이 극도로 높습니다. 하지만 CUDA로 연산을 했기 때문에 CPU 4개 코어를 모조리 사용한 것에 비해서 60배 가량 성능이 향상되었고 그로 인해서 실시간으로 처리된 것을 제가 업로드한 비디오에서 보실 수 있습니다. 사실 코드를 보는 것은 CUDA 코드로 인해서 매우 지저분하므로 실제로 정말 정말 보고 싶으시면 제게 이메일(rihawn 앳뜨 gmail 닷뜨 com)을 주시면 보내드리겠습니다.

들어가며

이번에는 레벨 디자인에 관한 말씀을 드려보고자 합니다. 일개 코더 나부랭이가 기획에 대해 뭘 아냐구요? 죄송합니다 꾸벅 ㅠ 제가 뭐 이렇다 저렇다 할 철학이 있는건 아니고, 괜챦은 내용을 듣게 되서어 여러분께 소개해드리고자 합니다. 이번 GDC 2012때 레벨 디자인에 관한 세션인 "Level Design Case Studies: Trainyard and Cut the Rope"를 들었는데, 내용이 참 좋았습니다. 거기서 배운 교훈들을 여러분과 공유하고 싶어서 키보드를 끄적(?)거립니다. 

자료가 배포 되었네요.

http://www.gdcvault.com/play/1015344/Level-Design-Case-Studies-Trainyard

제목에서 이미 나와 있듯이 트레인야드와 컷더로프란 두 퍼즐 게임의 레벨 디자인에 관한 포스트모템입니다. 혹시 이 두 게임을 모르신다면 말로 설명드리는 것 보다는 아래 두 동영상을 보시는게 나을 것 같습니다.

컷더로프는 아이폰과 안드로이드용이지만 웹브라우져에서도 맛볼 수 있습니다 (http://www.cuttherope.ie/)

트레인야드는 현재 아이폰용으로만 출시되었습니다 ( http://itunes.apple.com/app/id348719156 )

보셨다시피 룰 자체는 매우 간단한 게임입니다. 컷더로프는 그냥 로프를 자르면 되고 트레인야드는 그냥 길만 만들어주면 되지요. 하지만 그 단순한 룰을 가지고 레벨을 잘 만들어 놓음으로써 많은 재미를 안겨다 주고 있는 게임들입니다. 바로 이 두 게임이 말하는 레벨 디자인의 원칙에 대해 정리를 해 볼까 합니다. 두 게임의 철학이 비슷해서 이야기 하는 순서가 원본과는 다를 수 있습니다. 게다가 제 사견도 섞어서 말씀드리고 있으므로 왜곡 없이 받아들이시려면 원본 자료가 공개되면 한번씩 보시길 추천드립니다.

요소 추가

새로운 퍼즐 요소를 추가하게 되는 경우 한 레벨에서 두 개 이상 한번에 추가하지 않습니다. 우리 모두 잘 알고 있는 앵그리버드를 예로 들자면 새의 종류를 한번에 모두 등장시키지 않지요. 처음에는 빨갱이만 등장시키고 게임 사용법을 가르치고 레벨을 넘기고 난 뒤에야 노랭이를 등장시키고  그 다음이 되어서야 깜댕이 등등을 차례 차례 등장시키지요. 모든 종류의 새를 한번에 등장시키고 컨트롤 하게 한다면 플레이어는 매우 힘들어 했을것입니다. 한번에 모든 요소를 등장시키지 않는 것은 난이도를 낮추고 사용자에게 게임을 가르치는 의미도 있지만, 요소를 조합함으로써 다양한 재미를 느낄 수 있는 레벨을 제공 할 기회도 되겠지요.

그럼 요소를 추가할 때도 그냥 한 레벨 당 하나씩 그냥 추가하면 되는 것일까요? 요소를 하나 하나 추가한다면 다음과 같이 순차적으로 추가를 하게 될 것입니다. 첫 레벨에는 A만 사용하고 다음 레벨에서는 B를 추가하고 그 다음 레벨에서는 C를 추가하겠지요.

A    →    A + B    →    A + B + C

하지만 다음과 같이 다양한 조합을 사용하면 더 효율적으로 사용을 할 수 있지요. 플레이어는 난이도가 급진적으로 올라는 것이 아니라 비슷한 난이도를 유지 하면서도 많은 요소를 접하게 되기 때문에 게임에 적응하는데 어려움이 없게 될 것입니다. 초반이나 튜토리얼 뿐 아니라 레벨을 계속 진행함에 있어서도 이러한 요소들을 조합함으로써 난이도를 제어하는 것이 가능합니다.

A    →    B    →    A + B     →    C    →    A + C    →    B + C    →    A + B + C

설명

튜토리얼 레벨이거나 새로운 요소가 추가되는 레벨이라면 반드시 그 원리를 설명해주어야 하지요. 다만 그때 그때 필요한 정보만 알려주어야 합니다. 2단계에서 B요소만 추가되었으면 B요소에 관한 설명만 해야지 쓸데없는 다른 요소들에 대하여 알려줄 필요도 없거니와 플레이어는 알고 싶지도 않을 것입니다. 

요소를 설명 해 줄 시 텍스트보다는 그림으로 설명 하는 것이 좋습니다. 앵그리버드는 새로운 새를 등장 시킬 때 마다 글자 하나 없이 이미지로 설명을 보여줍니다. 글자 하나 없어도 그 그림이 너무나도 명확하기때문에 바로 이해가 되게 설명을 해주고있습니다. 플레이어에게 정보 전달을 쉽게 할 수 있는 장점 외에도 개발자 입장에서는 로컬라이징에 대한 신경을 떨 써도 된다는 장점도 있겠지요.

사실 이미지에 대한 중요성은 게임 뿐 아니라 어느 분야에서나 공통적으로 하는 이야기입니다. 브레인 룰스의 저자인 존 메디나 박사는 여러 연구에 의해서 그림에 대한 인식룰은 글자의 두 배에 달하는 것이 증명되었다고합니다. 스티브잡스도 프레젠테이션에서 글자보다는 그림을 선호합니다. 글자를 사용하게 되더라도 최소한의 단어만 사용하지요.

설명해줘야 할 것이 복잡해서 그림만으로는 설명이 불가능하다면 글자가 필요하긴 하겠지만 최소한으로 줄여야 할 것입니다. 플레이 되는 과정을 동영상 등으로 보여준다면 금상첨화겠지요.

난이도

플레이어가 레벨을 넘기고 나면 다음 레벨을 기대하며 항상 배고픔을 느끼게 해 줘야 합니다. 이런 퍼즐류의 게임은 플레이어가 레벨 하나 하나 해결 할 때 마다 자신이 영리하다고 느끼게 되고 그로 인해 재미를 느끼게 됩니다. 그렇기 때문에 플레이어가 퍼즐을 풀고나서 "내가 어떻게 깬거지?"라는 생각을 갖도록 구성해서는 안됩니다. 그냥 "이것 저것 막 하다보니까 어찌어찌 되더라" 라는 느낌을 주는 것이 아니라, 퍼즐을 보고 플레이어가 해결 시나리오를 구성 할 수 있어야 합니다. 그렇기 때문에 레벨의 해결책은 논리적이고 명쾌하고 재현가능해 보여야 합니다. 그리고 실제 가능해 보이는 레벨을 구성해야 하겠지요.

장애물 역시 명확해야 합니다. 아래 그림을 보시면 사탕이 장애물을 피해서 어디로 가야 할 지 확실히 각인이 됩니다. 가시 장애물의 간격이 애매하게 좁아서 사탕이 지나갈 수 있을지 없을지 모르는 애매한 간격이 아니라 누가 봐도 지나 갈 수 있다고 판단되는 간격으로 설치 되어 있지요.

플레이어에게 지루함 대신 이러한 퍼즐을 해결하는 즐거움을 부여하기 위해 게임 레벨을 진행 할 수록 난이도가 증가합니다. 하지만 그 난이도의 증가를 무조건 일정하게 증가하게 두는 것 보다는 적당한 텐션을 두며 증가시기는 것이 좋습니다. 계속 계속 난이도가 높아지기만 한다면 플레이어는 그 난이도에 적응하지 못하고 쉽게 지쳐버릴 것입니다. 한 고비를 넘기고 나면 그 다음 레벨은 난이도를 조금 낮추어 플레이어가쉽게 지치지 않고 플레이를 진행 할 수 있도록 난이도가 구성되어야 합니다.

또 한가지 주의해야 할 점은 플레이어가 극악의 난이도에 좌절하게 두어서는 안된다는 것입니다. 가끔 어떤 게임을 보면 캐쥬얼 유저와 하드코어 유저를 모두 커버하기 위해 처음 난이도는 쉽지만 끝에는 거의 깨기 불가능한 난이도의 레벨을 두기도 합니다. 오로지 1%만이 클리어가 가능한 레벨을 게임 진행 과정에 두어서 나머지 99%가 플레이 진행을 못하도록 두는 것은 어리석은 짓입니다. 많은 플레이어가 마지막까지 진행을 해 볼 수 있도록 해야 합니다. 그리고서는 더 많은 레벨을 해 보고 싶은 배고픔을 느끼게 해야할 것입니다. 앵그리버드가 시즌을 지나 스페이스까지 나올 수 있는 이유중 하나가 그것에 있지 않을까 싶습니다.

하드코어 유저를 위한 레벨을 원한다면 보너스 레벨의 개념으로 두어야 할 것입니다. 플레이어가 "내가 똑똑해서 보너스 레벨을 깼어"라고 느끼는 것과 "내가 멍청해서 게임 진행이 안돼"라고 느끼는 것은 천지차이겠지요. 

또한 별점 및 랭크 개념을 두어 플레이어 스스로가 난이도를 조절 할 수 있게 두는 것도 좋은 방법입니다. 캐쥬얼 유저는 별점을 다 모으지 않더라도 레벨을 넘기는 것에 재미를 느끼며 진행하겠지만 하드코어 유저는 별점을 모두 모으려 노력하며 스스로의 난이도를 높이며 재미를 느끼겠지요.  

디바이스에 대한 고려

게임 엔진이나 하드웨어의 약점이 영향을 미치게 디자인 해서는 안됩니다. cut the rope는 안드로이드와 아이폰 뿐 아니라 PC에서도 플레이가 가능한 멀티플랫폼으로 제작되었습니다. PC에서는 마우스로 로프를 끊으면 되므로 섬세한 제어가 가능합니다만 스마트폰에서는 손가락으로 끊어야 하므로 PC처럼 섬세한 제어가 불가능합니다. 그렇기 때문에 애초에 로프를 충분히 길게 설치하여 플랫폼과 상관 없이 원활한 플레이가 가능하게 두었습니다. 

최근에는 대부분이 이러한 플랫폼에 대한 약점을 고려해서 개발을 하고 있습니다만 스마트폰 초창기에는 이에 대한 약점이 많이 발견이 되곤 했지요. 피쳐폰의 게임들을 그대로 포팅하면서 화살표 버튼을 화면에 올려버리는 바람에 손가락이 게임 UI를 가리게 되는 상황이 허다했습니다. 특히 감압식 디바이스가 존재하는 시기에는 게임 한판 하고나면 손톱이 빠질 것 같은 통증이 몰려오곤 했습니다. 망할 옴레기 요즘에는 그런 극단적인 현상까지는 찾아보긴 힘들지만 태블릿 폰 기준으로 만들어서 작은 스마트폰에서는 버튼 누르기가 힘든 게임들은 종종 보이곤 하지요.

데이터 기반

논쟁이 많긴 하지만 최근 게임 디자인들은 데이타 주도 개발에 많은 비중을 두고 있습니다. 테스터를 통해서 플레이어들이 어떤것을 힘들어하고 어떤 것을  재미있어 하는 지를 조사해야 합니다. 이미 많은 게임들이 포스트모템을 통해서 이러한 철학을 채용하며 개발을 하고 있습니다. 하프라이프의 개발사인 밸브의 경우는 테스터의 표정 변화까지도 기록을 하며 재미를 분석하기도 하고, 어쌔신크리드의 개발사인 유비소프트는 테스터의 이동 경로를 기록으로 남겨 레벨 디자인에 반영하기도 합니다. 건즈와 레이더즈의 개발사인 마이에트엔터테인먼트의 경우는 플레이어들의 케릭터가 죽은 위치를 히트맵으로 남겨 난이도 조절에 반영하기도 합니다.

하지만 플레이어의 피드백을 받을 시에는 주의 사항이 있습니다. 항상 플레이어들의 의견을 주시하고 피드백을 받고 개발을 해야 하는 것은 당연하지만 피드백을 생각없이 액면 그대로 받아들이면 안된다는 것입니다. 플레이어의 피드백을 받아들임에 있어서도 무엇이 본질인지 곰곰히 생각하고 반영을 해야 합니다. 이에 관하여 박일 저 위대한 게임의 탄생 2권에서는 가와사키 제트스키의 일화를 소개하고 있습니다. 

제트 스키를 개발한 가와사키(Kawasaki)사는 제트 스키 경험을 개선하기 위해 무엇을 해야할지 사용자들에게 물었다. 사용자들은 측면에 여분의 패딩을 추가해서 제트 스키를 서서 탈 때 자세가 더 편안하기를 원했다. 회사는 고객들이 요청한 것을 제공하는 데 집중을 했다. 그 동안 다른 제조사들은 앉아서 타는 모델을 개발했고, 가와사키를 시장 최고 자리에서 끌어내리게 되었다. 고객들이 원한 것은 제트 스키 이용시 더 편한 기립 자세였지만 그들은 앉아서도 탈 수 있다는 생각은 해내질 못했다. ‘앉아서 타는’ 모터싸이클 제조 업체였던 가와사키까지도. [내용출처link]

마치며

하드웨어 및 소프트웨어 기술은 눈이 부시게 빠른 속도로 발전하고 있습니다. 그리고 이에 맞게 게임 산업 역시 다른 산업 못지 않는 빠른 속도로 발전을 하고 있습니다. 하드웨어 기술이 발전함에 따라 게임을 즐길 수 있는 플랫폼의 영역이 넓어지고 있고 그 성능 또한 빠른 속도로 증가하고 잇습니다. 그 성능에 맞춰서 소프트웨어 역시 높은 퀄리티를 뽑아 낼 수 있게 진화하고 있습니다. 하지만 게임의 본질은 이런 하드웨어나 소프트웨어가 아니라 컨텐츠일 것입니다. 재미 요소를 찾아내고 재미있는 컨텐츠를 제작하는 능력이야 말로 제일 중요한 기술이 아닐까 싶습니다. 이런 디자인 기술은 직렬 직군 상관 없이 게임 개발자라면 항상 관심을 가지고 봐야한다는 생각에 여러분께 소개를 해드렸습니다만 재미는 있으셨는지 모르겠습니다. 지루한 글 끝까지 관심가지고 읽어주셔서 감사합니다.