[UE5] 추출 슈터 3-2. 서버 사이드 리와인드
카테고리: Portfolio
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📋 기획
개요
이 포스팅에서 다루는 것:
UEPServerSideRewindComponent설계와 책임 범위- 매 Tick 본 Transform 히스토리 기록 구조
GetSnapshotAtTimeper-bone 보간ConfirmHitscan전체 흐름 (Broad Phase → 리와인드 → Narrow Trace → 복구)- 디버그 시각화 시스템
왜 이렇게 구현했는가 (설계 의도):
- Lag Compensation 로직을 AEPCharacter나 CombatComponent에 두면 두 클래스가 모두 비대해짐
- SSR 컴포넌트로 격리하면 GAS 어빌리티에서도
ConfirmHitscan을 재사용 가능 SetIsReplicatedByDefault(false)— 히스토리는 서버만 필요, 복제 비용 0
구현 전 상태
챕터2 Replication까지는 Lag Compensation이 없었다:
// 2단계 Server_Fire — 현재 위치 기준 즉시 판정
void UEPCombatComponent::Server_Fire_Implementation(...)
{
// 서버 RPC 수신 시점의 적 위치로 판정
// → 클라가 쏠 때 적이 위치 A에 있었어도
// RTT 후 서버에서는 이미 위치 B → 빗나감
GetWorld()->LineTraceSingleByChannel(Hit, Origin, End, ECC_Visibility, Params);
}
- 서버 RPC 수신 시점의 적 위치로 판정한다.
- 클라이언트 시점에서 X=0 위치의 적에게 발사했다.
- RTT 후 서버는 적의 위치는 X=1 위치에 있다.
→ 빗나감
- 또한, 서버가 불안정한 상황에서 발사 소리와 이펙트가 늦게 나타난다.
→ 불쾌한 경험을 초래한다.
구현 내용
1. SSR 컴포넌트 책임 범위
---
config:
look: handDrawn
theme: dark
layout: dagre
---
classDiagram
class UEPServerSideRewindComponent {
-MaxHistoryCount : int32
-HitboxHistory : TArray<FEPHitboxSnapshot>
-HitBones : TArray<FName>
-bHasPendingSnapshot : bool
-PendingSnapshotTime : float
+ConfirmHitscan(Shooter, EquippedWeapon, Origin, Directions, ClientFireTime, OutConfirmedHits) bool
-OnServerMoveProcessed(Time) void
-SaveHitboxSnapshot(Time) void
+GetSnapshotAtTime(TargetTime) FEPHitboxSnapshot
-GetHitscanCandidates(Shooter, EquippedWeapon, Origin, Directions, ClientFireTime) TArray~AEPCharacter*~
+TickComponent(DeltaTime, TickType, ThisTickFunction)
}
- UEPServerSideRewindComponent(SSR)는 서버 전용이다.
변수:
| 이름 | 역할 |
|---|---|
| MaxHistoryCount | 저장할 수 있는 최대 스냅샷 길이 |
| HitboxHistory | 히트박스 스냅샷 배열을 오름차순 저장한다. |
| HitBones | 피격될 수 있는 본 |
| bHasPendingSnapshot | PostPhysics에서 커밋할 pending이 있는지 여부 |
| PendingSnapshotTime | CMC에서 받은 서버 시간 임시 보관 |
PendingSnapshotTime:
- 서버 측 CMC에서는 클라이언트에게서 이동 정보 묶음을 받는다.
- 해당 자료형은
FCharacterNetworkMoveDataContainer이며,FCharacterNetworkMoveData로 구성되어 있다. - 서버는 이동 정보 묶음을 한 틱에 모두 처리하며, 다시 받을때까지 이동 변화가 없다.
- 즉, 뚝뚝 끊겨있음
- 그렇기에, 마지막으로 이동 정보 묶음을 처리한 시간을 표시하기 위한 변수이다.
함수:
| 이름 | 역할 |
|---|---|
| ConfirmHitscan | Broad Phase, 리와인드, Narrow Trace, 복구를 수행한다. |
| OnServerMoveProcessed | 서버 측 CMC에서 클라이언트에 대한 이동을 모두 처리한 후, 호출되는 콜백 함수 |
| SaveHitboxSnapshot | FHitboxSnapshot 구조체를 저장한다. |
| GetSnapshotAtTime | 발사 시간과 가장 인접한 두 스냅샷을 보간하여 반환한다. |
| GetHitscanCandidates | BroadPhase에서 후보 캐릭터들을 가져온다. |
| TickComponent | bHasPendingSnapshot이 true가 되면, SaveHitboxSnapshot 함수를 호출한다. |
CombatComponent와의 역할 분리:
UEPCombatComponent::HandleHitscanFire {
ConfirmHitscan(Owner, Weapon, Origin, Directions, ClientFireTime, OutHits) // SSR에 위임
Damage Block (BoneMultiplier × MaterialMultiplier × BaseDamage) // 여기서 처리
}
- FHitResult 배열 OutHits를 참조로 SSR->ConfirmHitscan에 넘겨주어 받아온다.
- 나머지 대미지 계산을 진행한다.
2. SaveHitboxSnapshot: 히스토리 기록
스냅샷 저장은 두 단계로 분리되어 있다.
분리한 이유:
OnMovementUpdated(TickDispatch 시점)에서 바로 본 Transform을 읽으면, 물리 시뮬레이션이 아직 완료되지 않아 이전 프레임의 본 상태가 찍힌다.Time은CMC가 이동을 확정한 순간의 값을 써야 하고,본 Transform은 물리 갱신이 끝난PostPhysics에서 읽어야 두 값이 같은 순간을 가리킨다.- 같은 틱이더라도,
TickDispath와PostPhysics에서의 서버 시간이 0.025ms 가량 다르게 찍히기에 생긴 일이다.
---
config:
look: handDrawn
theme: dark
layout: dagre
---
flowchart TB
subgraph TickDispatch
A[TickDispatch]
B[CMC::OnMovementUpdated]
C[OnServerMoveProcessed#40;Time#41;]
D[pending에 Time 저장<br/>본 위치는 아직 갱신 전]
A --> B
B --> C
C --> D
end
subgraph Physics
E[Physics Simulation]
F[Bone Transform 갱신]
E --> F
end
subgraph PostPhysics TG_PostPhysics
G[SSR::TickComponent]
H{bHasPendingSnapshot?}
I[SaveHitboxSnapshot#40;PendingTime#41;]
J[GetMesh#40;#41;->GetBoneTransform#40;#41;<br/>갱신된 본 읽기]
G --> H
H -->|true| I
I --> J
end
D --> E
F --> G
- 이렇게 구현을 해두었지만, 마지막으로 OnMovementUpdate가 일어난 시간을 얻는 더 좋은 방법이 있을 수도 있다.
void UEPServerSideRewindComponent::BeginPlay()
{
// MaxHistoryCount — ClientNetSendMoveDeltaTime 기반 계산
float MoveDeltaTime = 1.f / 60.f;
GConfig->GetFloat(TEXT("/Script/Engine.GameNetworkManager"),
TEXT("ClientNetSendMoveDeltaTime"), MoveDeltaTime, GGameIni);
MaxHistoryCount = FMath::CeilToInt(RewindWindow / MoveDeltaTime) + 4;
// CMC 델리게이트 구독
if (UEPCharacterMovement* CMC = ...)
CMC->OnServerMoveProcessed.AddUObject(this, &ThisClass::OnServerMoveProcessed);
}
- SSR 컴포넌트의 BeginPlay에서 CMC에 있는 델리게이트를 등록한다.
- 이로써, CMC의 액터 이동이 처리되었을 때의 시간을 받을 수 있다.
SaveHitboxSnapshot:
void UEPServerSideRewindComponent::SaveHitboxSnapshot(float Time)
{
FEPHitboxSnapshot Snapshot;
Snapshot.ServerTime = Time; // CMC에서 받은 이동 확정 시간
Snapshot.Location = OwnerChar->GetActorLocation(); // PostPhysics 시점의 실제 위치
for (const FName& BoneName : HitBones)
{
const int32 BoneIndex = OwnerChar->GetMesh()->GetBoneIndex(BoneName);
if (BoneIndex == INDEX_NONE) continue;
FEPBoneSnapshot Bone;
Bone.BoneName = BoneName;
Bone.WorldTransform = OwnerChar->GetMesh()->GetBoneTransform(BoneIndex); // PostPhysics 시점
Snapshot.Bones.Add(Bone);
}
// MaxHistoryCount 초과 시 가장 오래된 항목 제거 후 추가
if (HitboxHistory.Num() >= MaxHistoryCount)
HitboxHistory.RemoveAt(0);
HitboxHistory.Add(Snapshot);
}
- 현재는 링버퍼 대신 단순 배열을 사용한다.
- 링버퍼는 인덱스 관리가 필요해, 직관적으로 이해하기 위함이다.
- 가득 차면 앞에서 제거하여, 뒤에 추가한다.
MaxHistoryCount 결정:
// UEPCombatDeveloperSettings.h
// 리와인드 허용 범위를 결정한다.
MaxRewindSeconds = 0.5
// DefaultGame.ini
// 클라이언트가 서버에게 이동 정보 묶음을 보내는 주기를 정할 수 있다.
// 기본 값은 0.0166(60Hz), 오버라이드할 수 있다.
[/Script/Engine.GameNetworkManager]
ClientNetSendMoveDeltaTime = 0.0166
// UEPServerSideRewindComponent.cpp
// 서버가 가질 수 있는 최대 히스토리 길이
MaxHistoryCount = ceil(MaxRewindWindowSeconds / ClientNetSendMoveDeltaTime) + 4
- 스냅샷 저장 주기는
ClientNetSendMoveDeltaTime과 완전히 동기화된다.- ServerMove RPC 수신 → CMC 처리 → 스냅샷 1회 저장
- ini 값을 바꾸면 버퍼 크기도 자동으로 맞춰진다.
ClientNetSendMoveDeltaTime은 Project Settings UI에 노출되지 않으므로DefaultGame.ini직접 편집이 필요하다.
3. GetSnapshotAtTime: 보간
FEPHitboxSnapshot UEPServerSideRewindComponent::GetSnapshotAtTime(float TargetTime) const
{
// 경계 처리 — 히스토리 범위 밖이면 끝값 반환
if (TargetTime <= HitboxHistory[0].ServerTime) return HitboxHistory[0];
if (TargetTime >= HitboxHistory.Last().ServerTime) return HitboxHistory.Last();
// HitboxHistory는 시간 오름차순 — Before/After 탐색
const FEPHitboxSnapshot* Before = nullptr;
const FEPHitboxSnapshot* After = nullptr;
for (int32 i = 0; i < HitboxHistory.Num() - 1; ++i)
{
if (HitboxHistory[i].ServerTime <= TargetTime &&
HitboxHistory[i + 1].ServerTime >= TargetTime)
{
Before = &HitboxHistory[i];
After = &HitboxHistory[i + 1];
break;
}
}
const float Denom = After->ServerTime - Before->ServerTime;
const float Alpha = (Denom > KINDA_SMALL_NUMBER)
? FMath::Clamp((TargetTime - Before->ServerTime) / Denom, 0.f, 1.f)
: 0.f;
FEPHitboxSnapshot Result;
Result.ServerTime = TargetTime;
Result.Location = FMath::Lerp(Before->Location, After->Location, Alpha);
// per-bone 보간
for (int32 i = 0; i < FMath::Min(Before->Bones.Num(), After->Bones.Num()); ++i)
{
FEPBoneSnapshot BoneResult;
BoneResult.BoneName = Before->Bones[i].BoneName;
BoneResult.WorldTransform = Before->Bones[i].WorldTransform;
BoneResult.WorldTransform.BlendWith(After->Bones[i].WorldTransform, Alpha);
Result.Bones.Add(BoneResult);
}
return Result;
}
FTransform::BlendWith를 쓰는 이유:
FMath::Lerp(FRotator, FRotator)— 각도 랩어라운드(-179° ↔ 181°) 문제가 발생한다.BlendWith는 내부적으로 쿼터니언 Slerp을 사용한다.- 올바른 회전 보간 보장
4. ConfirmHitscan 전체 흐름
---
config:
look: handDrawn
theme: dark
layout: dagre
---
flowchart TD
A[MaxRewindSeconds 클램프]
B[GetHitscanCandidates]
C[후보 전체 리와인드\nFBodyInstance::SetBodyTransform]
D[LineTrace N회]
E[OutConfirmedHits 채우기]
F[후보 전체 복구\nFBodyInstance::SetBodyTransform]
G[OutConfirmedHits 반환]
A --> B --> C --> D --> E --> F --> G
- MaxRewindSeconds 클램프
ServerNow - ClientFireTime > MaxRewindSeconds면 ClientTime을 ServerTime으로 덮어쓴다.
- Broad Phase: GetHitscanCandidates()
- 캡슐 반경 +
BroadPhasePaddingCm기준으로 후보 캐릭터를 추린다.
- 캡슐 반경 +
- 후보 전체 리와인드
FBodyInstance::SetBodyTransform으로 물리 바디만 과거 위치로 이동시킨다.
- Narrow Phase
LineTraceN회 진행한다.CandidateSet.Contains()필터로 후보 외 히트를 차단한다.
- 후보 전체 복구
- 동일한 API로 원래 Transform으로 복원한다. Narrow Phase 직후 즉시 수행한다.
- OutConfirmedHits 반환
FBodyInstance를 쓰는 이유:
---
config:
look: handDrawn
theme: dark
layout: dagre
---
flowchart TD
A[Game Thread Tick]
B[TickDispatch\nCMC::OnMovementUpdated]
C[Animation Update\nAnimGraph Evaluate]
D[Physics Sync\nUpdateKinematicBonesToAnim]
E[PostPhysics\nSSR::TickComponent]
F[Rendering]
A --> B --> C --> D --> E --> F
SetBoneTransformByName— 본 Transform을 변형시키지만 Physics Body는 즉시 반영되지 않는다. AnimGraph Evaluate에서 덮어씌워지므로 Trace가 맞지 않는다.SetBodyTransform— Physics Body를 직접 변형시키므로 Trace가 정상 동작한다.
FBodyInstance* Body = Mesh->GetBodyInstance(BoneName);
Body->SetBodyTransform(SnapshotTransform, ETeleportType::TeleportPhysics);
// → ETeleportType::TeleportPhysics: 속도 초기화, 물리 재시작 없음
후보 외 히트 차단이 필요한 이유:
- 리와인드 후 Trace를 쏘면 후보가 아닌 캐릭터에게도 맞을 수 있다.
CandidateSet.Contains(HitChar)필터로 이를 차단한다.
💭 내 생각: (여기에 직접 경험하거나 느낀 점 적기)
5. 디버그 시각화 시스템
UEPCombatDeveloperSettings에서 설정하며, Config/DefaultGame.ini에 저장된다.
UPROPERTY(Config, EditAnywhere, Category = "Debug|SSR")
bool bEnableSSRDebugDraw = false;
UPROPERTY(Config, EditAnywhere, Category = "Debug|SSR")
float SSRDebugDrawDuration = 2.f;
UPROPERTY(Config, EditAnywhere, Category = "Debug|SSR")
float SSRDebugLineThickness = 1.5f;
UPROPERTY(Config, EditAnywhere, Category = "Debug|SSR")
bool bEnableSSRDebugLog = false;
디버그 색상 코드:
| 색상 | 의미 |
|---|---|
| Blue | 리와인드 전 현재 물리 프리미티브 |
| Red | 리와인드 후 과거 위치의 물리 프리미티브 |
| White | 트레이스 선 (Origin → End) |
| Yellow | 확정 히트 지점 |
// Shipping/Test 빌드에서 자동 제거
#if (UE_BUILD_SHIPPING || UE_BUILD_TEST)
bDebugDraw = false;
bDebugLog = false;
#endif
결과
- CMC와 SSR이 동기화되지 않아서, 보이는 것보다 이전 위치를 때려야 히트 판정이 났었다.
- 원인을 찾기 위해, CMC 코드, 언리얼 공식 문서, 레딧, 디버그 모든 수단을 동원했다.
- 어떠한 상황이든 한 틱 차이로 나기에, 틱 내에서 생기는 문제라는 것을 알게 되었던 점이 포인트였다.
- 일주일동안 정말 삽질했다.
- 하지만, 그만큼 많이 성장하였다.
한계 및 향후 개선:
- O(N) Broad Phase — 플레이어 수 증가 시 Spatial Hash로 교체 가능 (GetHitscanCandidates 함수만 교체)
참고
Detailed explanation of how the Character Movement Component handles networked movement
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