Master Engineering & Neuroscience

절차적 파괴 아키텍처: 보로노이 골절 분할, 구조적 무결성 그래프 및 파편 최적화

By DopaBrain 절차적 파괴 및 물리 시뮬레이션 연구팀 • 2026-10-01
2048 코치 보로노이 셀 분할, 구조 무결성 그래프 위상수학 및 물리 미적분 반응속도 테스트 건물 붕괴 회피, 구조 파괴 반사 잠복기 및 탈출 궤적 속도 뇌 유형 테스트 구조 연결성 그래프 및 절차적 파괴 공간 인지 아키타입 스트레스 지수 빌딩 압사 어지럼증, 낙하 파편 폐소공포증 및 잔해 평정심

로블록스의 현대 택티컬 슈터, 재난 시뮬레이터, 배틀로얄 게임에서 파괴되지 않는 고정된 건물은 현실감을 크게 저해합니다. 플레이어들은 로켓 폭발이나 차량 돌진 시 벽면에 사실적인 구멍이 뚫리고, 기둥이 무너지면 천장이 와르르 주저앉는 물리적 파괴 메커니즘을 기대합니다.

멀티플레이어 서버의 60 FPS를 유지하면서 실시간 파괴를 구현하려면 무거운 CSG 연산을 피하고 그래프 이론 기반의 구조 분석을 도입해야 합니다. 본 마스터 엔지니어링 가이드에서는 Luau로 프로덕션급 파괴 엔진을 제작합니다. 보로노이(Voronoi) 파쇄 패턴을 생성하고, 하중 지지 구조 그래프를 해석하며, 잔해 수명 주기와 물리 충돌 풀링을 완벽히 최적화합니다.

1. 성능의 역설: 실시간 CSG(SubtractAsync) 연산이 서버를 멈추게 하는 이유

많은 개발자들이 로블록스의 Part:SubtractAsync()를 사용해 파괴를 시도하지만, 이는 서버에 치명적인 병목을 일으킵니다:

2. 수학적 기초: 보로노이 다이어그램 및 구조 연결성 그래프

절차적 파괴는 거리 메트릭 기반의 기하 분할과 그래프 연결성 분석을 통해 작동합니다:

3. 완전한 구조 무결성 솔버 Luau 구현체

하중 지지 그래프를 실시간 갱신하고 폭발 충격 시 연쇄 붕괴를 전파하는 프로덕션 Luau 모듈입니다:

StructuralIntegrityEngine.luau (하중 지지 그래프 및 붕괴 솔버)
--!strict
local RunService = game:GetService("RunService")
local Debris = game:GetService("Debris")

export type BuildingNode = {
    Part: BasePart,
    IsGrounded: boolean,
    Neighbors: { BuildingNode },
    Destroyed: boolean,
}

local StructuralEngine = {}
StructuralEngine.__index = StructuralEngine

function StructuralEngine.new()
    local self = setmetatable({}, StructuralEngine)
    self.Nodes = {} :: { [BasePart]: BuildingNode }
    return self
end

function StructuralEngine:RegisterPart(part: BasePart, isGrounded: boolean): BuildingNode
    local node: BuildingNode = {
        Part = part,
        IsGrounded = isGrounded,
        Neighbors = {},
        Destroyed = false,
    }
    self.Nodes[part] = node
    return node
end

function StructuralEngine:ConnectNodes(partA: BasePart, partB: BasePart)
    local nodeA = self.Nodes[partA]
    local nodeB = self.Nodes[partB]
    if nodeA and nodeB then
        table.insert(nodeA.Neighbors, nodeB)
        table.insert(nodeB.Neighbors, nodeA)
    end
end

function StructuralEngine:ApplyExplosion(center: Vector3, radius: number)
    local destroyedParts = {}

    -- Identify parts within blast radius
    for part, node in pairs(self.Nodes) do
        if not node.Destroyed and not node.IsGrounded then
            local dist = (part.Position - center).Magnitude
            if dist <= radius then
                node.Destroyed = true
                table.insert(destroyedParts, part)
            end
        end
    end

    -- Shatter and spawn physics debris for direct impact parts
    for _, part in ipairs(destroyedParts) do
        part.CanCollide = false
        part.Anchored = false
        local blastDir = (part.Position - center).Unit
        part.AssemblyLinearVelocity = blastDir * math.random(40, 80)
        Debris:AddItem(part, 3.5)
    end

    -- Re-evaluate structural integrity of the remaining structure
    self:EvaluateIntegrity()
end

function StructuralEngine:EvaluateIntegrity()
    local visited = {} :: { [BuildingNode]: boolean }
    local queue = {} :: { BuildingNode }

    -- Seed BFS queue with all active grounded nodes
    for _, node in pairs(self.Nodes) do
        if not node.Destroyed and node.IsGrounded then
            visited[node] = true
            table.insert(queue, node)
        end
    end

    -- Traverse connected components
    local head = 1
    while head <= #queue do
        local current = queue[head]
        head += 1

        for _, neighbor in ipairs(current.Neighbors) do
            if not neighbor.Destroyed and not visited[neighbor] then
                visited[neighbor] = true
                table.insert(queue, neighbor)
            end
        end
    end

    -- Any unvisited non-destroyed node has lost structural path to ground
    for _, node in pairs(self.Nodes) do
        if not node.Destroyed and not node.IsGrounded and not visited[node] then
            node.Destroyed = true
            local part = node.Part
            part.Anchored = false
            -- Natural gravity tumble with random tumbling angular momentum
            part.AssemblyLinearVelocity = Vector3.new(math.random(-5, 5), -15, math.random(-5, 5))
            part.AssemblyAngularVelocity = Vector3.new(math.random(-2, 2), math.random(-2, 2), math.random(-2, 2))
            -- Transition to debris pool
            Debris:AddItem(part, 5.0)
        end
    end
end

return StructuralEngine

4. 보로노이 파편 인스턴싱 및 볼록 메시 기법

CSG 렉 없이 날카롭고 사실적인 석조 파쇄를 구현하는 절차적 인스턴싱 기법:

5. 멀티플레이어 최적화 및 물리 파편 예산 제어

수백 개의 벽돌과 콘크리트 파편이 떨어질 때 서버 렉을 원천 방지하는 엔지니어링 규칙:

Frequently Asked Questions

실시간 파괴에 Part:SubtractAsync()를 쓰면 안 되는 이유는 무엇인가요?

SubtractAsync는 서버 메인 스레드에서 무거운 기하학 불리언 연산을 동기식으로 실행합니다. 다수의 플레이어가 동시에 바주카포나 수류탄을 터뜨리면 서버가 수 초간 완전히 멈추며 핑 폭발과 튕김 현상이 발생합니다. 반면 그래프 기반 붕괴 알고리즘은 1ms 내에 완료됩니다.

구조 무결성 BFS 그래프는 공중에 뜬 건물을 어떻게 방지하나요?

매 충격마다 지반에 고정된 기초 노드들로부터 너비 우선 탐색(BFS)을 실행합니다. 지반까지 연결되는 연속된 연결 고리가 없는 벽이나 천장은 고립된 노드로 판정되어 즉시 앵커가 풀리고 아래로 추락합니다.

거대한 빌딩이 무너질 때 모바일 기기에서 렉이 심하지 않나요?

잔해 처리를 클라이언트에 위임하고 전용 충돌 그룹을 사용하면 전혀 문제없습니다. 파편끼리의 충돌과 플레이어 충돌을 비활성화하면 로블록스 물리 엔진이 이를 단순 탄도 궤적으로 처리하므로 성능 저하가 없습니다.

무너지는 건물 파편에 플레이어가 깔려 데미지를 입게 할 수 있나요?

네. 자잘한 파편은 비충돌로 두되, 천장 빔이나 거대 슬래브와 같은 대형 구조물은 충돌을 유지하거나 공간 셰이프캐스트(Shapecast)를 투사하여 낙하 속도에 비례한 압사 피해를 입힐 수 있습니다.

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