[TIL-260212] Object Pool / Particle System / Audio

데비·2026년 2월 12일
Object PoolParticle SystemTILUnityaudio본과정

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오늘 배울 내용

- 오브젝트 풀

- 파티클 시스템

- 오디오

Instantiate 함수

  • 객체를 생성해주는 함수

Object Pooling

  • 미리 생성된 객체를 필요할 때 꺼내고/넣고 쓰는 방식

1. Instantiate 함수 Unity 내부에서 일어나는 일

1-1. 메모리 할당 및 직렬화 해제

  • 메모리 할당 -> RAM위에 올리는 단계

1-2. 역직렬화(Deserialization)

  • Instantiate 함수 호출 시, 역직렬화 발생

1-3. 리플렉션 비용 발생

  • 프리팹(Prefeb)을 복사(Instantiate)할 때, 어떤 데이터와 컴포넌트가 붙어 있는지 일일이 확인해서 복붙 (역시 CPU가 부담)

1-4. 드로우콜 부담

  • Awake() {}
  • Start() {}
  • Update() {}

-> 위 이벤트 함수를 호출하는 스크립트가 붙은 오브젝트 -> 천개 단위로 있다.

2. 오브젝트 풀링

  • 생성 비용 -> 활성화 비용으로 치환하는 기술

  1. 화면에 필요한 양만큼 미리 오브젝트를 메모리에 적재해서 사용

  2. 객체 파괴(Destroy)대신 -> SetActive(False)를 사용
    -> 메모리 할당/해제 막고 GC 발생 원천 차단

  3. 메모리 점유율을 일정하게 유지

(+추가) Instantiate 함수가 오브젝트 풀보다 느린 이유

1. 데이터 전송 (HDD/SDD -> RAM -> VRAM)

- 전송해야 될 데이터가 크면 클수록, CPU 부담 발생 -> 게임이 '렉' 걸림...

2. 쉐이더 컴파일

3. 오브젝트 풀링 장점

CPU & RAM 최적화

- `생성/삭제` 연산 횟수 최소화
-> 재사용성의 장점 (오브젝트 ON/OFF)
-> 매 프레임 게임 안정성 유지, GC렉 방지

4. 오브젝트 풀 -> 메서드

  • 메모리 단편화(Fragment)

  • GC 호출 최소화

    • Destroy 함수 호출

5. 유니티 Profiler 테스트

[Instantiate/Destroy]

[옵젝 풀]

6. 오브젝트 풀 실전 사례

  1. 오디오(Audio)
  • 사용 사례: 피격음, 총 발사, 타격음
  1. 파티클(Particle)
  • 사용 사례: 피격 이펙트, 트레일(궤적)

Q. 풀링은 언제 사용하면 안될까?

  • 씬에 객체 개수가 그렇게 많지 않다면 + 빈번하게 생성/파괴가 일어나지 않는다면

7. 오브젝트 풀 어떤 자료구조 사용하는가?

  • List
  • Stack
  • Queue
  • Dictionary
  • HashSet
  • Array
  • LinkedList

7-1. List (비권장)

  • 특징: 순서가 있고 인덱스 접근이 가능하다.
  • 문제점: 중간 데이터를 삭제하거나 삽입할 때 뒤의 데이터를 당겨오거나 밀어내는 오버헤드가 발생 풀링의 목적인 '최적화'에 부합하지 않아서 단독으로는 잘 쓰이지 않는다.

7-2. Stack (성능 중시) - "CPU 캐시 효율을 극대화하여 0.1ms라도 아껴야 할 때"

  • 특징: 후입선출(LIFO)
  • 사용사례:
    • 대량의 탄막/탄피: 방금 사용하고 반납된 '따끈따끈한' 객체는 메모리의 캐시(Cache)에 남아있을 확률이 매우 높다. 이를 즉시 재사용하면 CPU 연산 속도가 비약적으로 향상된다.
    • 동적 확장: 필요한 만큼만 조금씩 늘려가며 사용할 때, 최근 생성된 객체를 우선 사용하므로 `캐시 적중률(Cache Hit) 이 최상이다.
  • 가치: 퍼포먼스 최상. 자원이 한정적인 모바일 환경이나 대규모 탄막 게임에서 필수이다.

7-3. Queue(★안정성 중시) - "예외 없는 초기화와 시스템의 균일한 동작이 중요할 때"

  • 특징: 선입선출(FIFO)
  • 사용 사례:
    • 파티클/이펙트: 연출 시간이 제각각인 이펙트들을 골고루 순환시켜, 특정 객체만 과부하가 걸리는 것을 방지하고 파티클 연산의 꼬임을 막습니다.
    • `버그 탐지(QA): 100개중 1개라도 초기화(Reset) 로직이 잘못되었다면, 순환 구조상 무조건 버그가 발견된다. "안걸리고 넘어가는 버그"를 원천 차단한다.
  • 가치: 디버깅과 시스템 안정성. 로직이 복잡한 대작 프로젝트나 개발 초기 단계에서 권장

7-4 Dictionary(관리의 핵심) - "수많은 종류의 프리팹을 하나의 매니저에서 관리할 때"

  • 특징: 키(Key)를 통해 원하는 바구니(Value)를 즉시 찾는다.(O(1)의 속도)
  • 실무 활용: Enum이나 GameObject(Prefab) 자체를 키값으로 사용하여, 어떤 물건을 빌려줄지 결정하는 '거대 창고 관리 대장' 역할을 한다.
  • 주의: 메모리를 다소 점유하므로 키값을 너무 남발하지 않도록 주의해야 한다.

[실무] 자주 사용하는 구조

Dictionary<키,자료구조<키>>

Dictionary<Enum,Queue<GameObject>>
Dictionary<Enum,Stack<GameObject>>

오브젝트 풀 구조

  • PoolManager.cs -> 객체를 꺼내서 On(Get 함수) / (Release)OFF
    • Object Script : IPoolable -> 상태 초기화(OnSpawn 함수) 및 돌려주기(OnDespawn 함수)
    • Object Script : IPoolable -> 상태 초기화(OnSpawn 함수) 및 돌려주기(OnDespawn 함수)
    • Object Script : IPoolable -> 상태 초기화(OnSpawn 함수) 및 돌려주기(OnDespawn 함수)...

Particle System

협업 프로세스

  1. VFX/이펙트 아티스트 or Assets
    • 파티클 모양, 색상, 텍스처 제작
  2. 클라이언트 개발자
    • 제작된 파티클 프리팹 -> 오브젝트 풀 등록 -> 게임 로직에 맞춰서 호출되는 코드 작성

기본 속성

  • Main Module: Start Lifetime, Start Speed등 파티클의 초기 설정을 결정
    • Simulation Space: World = 잔상 효과
  • Emission: 파티클 생성 빈도를 결정
    • 단발성 피격 효과는 Rate over Time X Bursts(한꺼번에 뿜어내기) 사용
  • Shape: 파티클이 방출되는 모양(구체, 원뿔, 박스 등)을 정의
  • Color over Lifetime: 시간이 지남에 따라 파티클의 색상이나 투명도(Alpha)를 변화
    • ex: 연기가 서서히 투명해지는 효과
  • Size over Lifetime: 입자가 크기를 변화를 줌(역동성)
  • Renderer: 파티클 시각적 외형을 결정

파티클 초기화 함수

  • 파티클 OFF -> 초기화X -> 파티클 켜진 상태 잔상 남은 상태에서 어색하게 Play 됨
ps.Clear();
ps.Stop(ture, ParticleSystemBehaviour.StopEmittingAndClear); // Clear() 함수 포함

ps.Play();

Audio

유니티 오디오 3요소

  1. Audio Listener (귀)
  2. Audio Source (스피커)
  3. Audio Clip (음원)

Audio Clip

Load type

  • Deconpress on Load(★)
    - 짧은 효과음(SFX)
    • 로드 시 압축품
  • Compressed In Memory
    • 일반적인 소리
    • 메모리에 압 올리고 -> 재생시 압축 풀림
  • Streaming
    - 배경음(BGM)
    • 메모리에 올리지 않고 씀

Compression Format (압축 포맷)

  • PCM
    - 무압축 고음질 데이터
  • Vorbis(★)
    - 압축률이 좋음 -> 실무에서 자주 사용
  • ADPCM
    - PCM보다 용량 작음
    • 노이즈 섞인 짧은 소리 유용
  • Force To Mono
    - 채널이 하나로 합쳐짐 -> 용량이 절반

AudioSource

핵심 속성

  • Priority
    - 0~256설정 가능 -> 주로 배경음은 0 설정
  • Spatial Blend
    - 01 (2D3D)
    - 0 (2D - BGM, UI)
    - 1 (3D - 발소리, 효과음)
  • Volume & Pitch
    - Pitch: 0.9~1.1 사이로 조정할 때 사운드 풍부
  • Play On Awake
    - 체크 시, 게임 시작과 동시에 시작

거리 감쇄 (FallOff)

  • Min Distance / Max Distance: 소리 거리 설정
  • Rolloff Mode
    - 평시: Logaritmic
    • 거리감을 일정하게 주고싶을 때: Linear

오디오 실행 함수

  • Play()
    - 기존 소리 끊고 새로 시작
    • BGM 교체
  • PlayOneShot()
    - 기존 소리에 '중첩'해서 재생
    • 대부분 효과음
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