UE LineTrace가 무시되는 조건과 CCD 적용

6DOF 드론 Pawn을 만들 때 착지 스냅으로 잡았다고 생각한 바닥 문제가 다시 돌아왔다. 이번엔 통통 튀는 게 아니라 바닥을 그냥 뚫고 내려갔고, 어떤 각도에서는 바닥 판이 천장처럼 굴었다. 이 글에서는 그 원인을 추적해 잡은 과정을 이야기하려 한다 — 원인은 LineTrace 시작점이 콜리전 표면과 같은 높이라 trace 자체가 무시된 것이었고, 거기에 빠른 낙하에서의 터널링이 겹쳐 있었다. 별도의 신규 구현 없이 트러블슈팅 한 건을 끝까지 파는 글이다.

트러블슈팅 — 드론이 바닥을 뚫고 내려간다

증상 — plane 이 천장처럼 동작

PIE 시작 직후 드론 Pawn 이 바닥에 안착하지 않고 그대로 뚫고 내려간다. 그 후 다음 PIE 에서 같은 plane 이 천장처럼 동작 — Pawn 이 위에서 못 들어오고 바닥에 막힘. 같은 plane 인데 한 번은 통과하고 한 번은 막는 비대칭 동작이 핵심 단서.

근본 원인 — LineTrace 시작점이 표면 위

AVOIDDronePawn::CheckGround 가 WorldBottom = GetActorLocation() - (0, 0, HalfHeight) 위치에서 LineTrace 를 시작했다. WorldBottom 은 콜리전 박스의 하단 표면과 같은 Z. 언리얼 물리 엔진은 trace 시작점이 콜리전 표면을 침범한 상태로 시작하면 “내부에서 시작” 으로 분류해 그 trace 자체를 무시한다.

[기존] LineTrace start = WorldBottom (= 콜리전 하단 표면 Z)
       end   = WorldBottom + (0, 0, -ProbeDist)

→ 시작점이 표면과 동일 → UE 내부 판정: "starting inside"
→ Hit 무시 → bIsGrounded = false
→ 매 프레임 중력 가속도 누적 → 속도 폭증 → 바닥 뚫기

bIsGrounded 가 영구 false 라 중력 끄는 분기에 진입 못 함. 결국 무한 가속 낙하.

수정 1 — CheckGround 시작점 3cm 위로

trace 시작점을 표면에서 살짝 들어 올린다. UE 의 “starting inside” 판정 영역에서 벗어나는 게 목적이라 1~5cm 정도면 충분.

// VOIDDronePawn.cpp — CheckGround()
const FVector WorldBottom = GetActorLocation() - FVector(0.f, 0.f, HalfHeight);

// (변경 전) const FVector Start = WorldBottom;
// (변경 후) 표면 위 3cm 에서 시작 — "starting inside" 회피
const FVector Start = WorldBottom + FVector(0.f, 0.f, 3.f);
const FVector End   = WorldBottom + FVector(0.f, 0.f, -5.f);  // 5cm 아래까지 검사

이렇게 하면 trace 가 외부에서 시작 → 표면 도달 시점이 정상 Hit 으로 잡힘 → bIsGrounded=true.

수정 2 — CCD 적용 (현재→예측 전 구간 trace)

위 수정만으로는 “느린 낙하” 만 잡힌다. 빠른 낙하 (한 프레임에 박스 두께를 초과하는 거리 이동) 에서는 여전히 바닥을 통과한다. 이게 이산 시뮬레이션의 터널링 문제 (tunneling) — 단일 지점 검사가 한 프레임 사이의 이동 경로를 보지 못하는 현상.

// (변경 전) 예측 지점만 trace
const FVector PredictedBottom = WorldBottom + Velocity * dt;
const FVector Start = PredictedBottom + FVector(0,0,3);
const FVector End   = PredictedBottom + FVector(0,0,-ProbeDist);
// → 현재 위치 ↔ 예측 위치 사이 구간을 전혀 보지 않음

// (변경 후) 현재 위치에서 예측 위치까지 전 구간 trace = CCD
const FVector PredictedBottom = WorldBottom + Velocity * dt;
const FVector Start = WorldBottom;        // 현재 위치 (바닥 표면)
const FVector End   = PredictedBottom;    // 예측 위치 (다음 프레임 바닥)

GetWorld()->LineTraceSingleByChannel(Hit, Start, End, ECC_Visibility, Params);

핵심 아이디어: trace 길이를 “탐색 거리” 가 아니라 “이번 프레임 동안 이동할 거리” 로 잡는다. 어떤 속도라도 한 프레임 안에 지나갈 경로가 trace 에 모두 포함되므로 바닥을 절대 건너뛰지 않음.

Start = WorldBottom, End = PredictedBottom 의 의미를 풀면:

• Start — 이번 프레임 시작 시점의 바닥 위치
• End — 이번 프레임 끝 시점의 바닥 위치 (속도 적분 결과)
• 두 점 사이를 선분 으로 trace → 빠른 낙하 (예: dt=0.016 에 100cm 이동) 에서도 그 100cm 구간 어디든 바닥이 있으면 검출

왜 빠른 낙하에서 바닥을 뚫는가 — 단일 지점 검사의 한계

프레임	위치 (Z)	속도 (Z)	단일 지점 trace 결과
t=0	100	-10	99~95 검사 → 바닥(=0) 못 봄
t=1	90	-100	89~85 검사 → 못 봄
t=2	-10	-200	-11~-15 검사 → 이미 바닥 통과

중력 가속이 누적되면서 매 프레임 이동량이 5cm → 10cm → 100cm 로 폭증. 단일 지점 trace 는 “현재 위치 주변 5cm” 만 검사하므로 한 프레임에 100cm 점프하는 순간 바닥을 건너뛴다.

CCD 는 이 문제를 “이번에 지나갈 길 전체를 trace” 로 풀어낸다. 같은 t=1 → t=2 구간에서 trace 가 90 → -10 선분을 검사 → Z=0 지점에서 정상 Hit → bIsGrounded=true → 중력 클램프.

항목	단일 지점 trace	CCD trace
Start	예측 위치 + 약간 위	현재 위치
End	예측 위치 + 약간 아래	예측 위치
길이	고정 (예: 5cm)	가변 (이번 프레임 이동량)
빠른 낙하 안정성	터널링 발생	안정
비용	동일	동일 (LineTrace 1회)

비용은 동일한데 정확성이 차원이 다르다. Pawn 의 내장 CharacterMovementComponent 가 안 쓰일 때 (커스텀 무빙) 는 CCD 패턴이 사실상 필수.

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정리 — LineTrace에서 다시 안 밟을 함정

1. LineTrace 시작점은 표면을 침범하면 무시된다. UE 물리 엔진은 trace start 가 콜리전 내부 (또는 표면과 동일 Z) 면 “starting inside” 로 분류해 결과 무시. trace 시작점은 항상 표면에서 살짝 벗어난 위치 (1~5cm) 로 잡아야 한다. WorldBottom 직접 사용 금지. 단순한데 디버깅 시간을 가장 많이 잡아먹는 함정.

2. 단일 지점 trace 는 빠른 이동에서 터널링한다. 한 프레임 이동량이 trace 길이를 넘으면 그 사이 표면을 그대로 통과. 해결: trace 길이를 “탐색 거리” 가 아니라 “이번 프레임 이동량” 으로 잡는다 = CCD. Start = 현재 위치, End = 예측 위치 가 가장 단순한 CCD 패턴. 비용은 단일 trace 와 동일.

3. Symplectic Euler 두 줄이 모든 게임 물리의 출발점. v += a*dt; p += v*dt 순서가 핵심. 순서 바꾸면 에너지 누설 → 발산. 한 줄 비용 0 으로 안정성 확보. Tick 안에서 무빙 직접 짜야 할 때 가장 먼저 적용할 패턴.

4. 종단속도는 게임 감속 표현의 일반화된 도구. F_drag = -kv 만 추가하면 물 / 공기 저항 / 점성 매질 모두 표현. k 가 크면 종단속도 작음 = 빨리 멈춤. 별도 조건문 없이 자연스러운 감속.

5. 같은 힘, 다른 질량 → 시간 제곱 비례 격차. Δp = ½(F/m₁ - F/m₂)·t². 폭발 임펄스에서 가벼운 박스가 멀리 날아가는 게 정확히 이 식. 질량 차가 시각적으로 드러나는 핵심 메커니즘.

6. 함수 한 줄 주석이 데코 주석보다 정보 밀도 높다. // --- ... --- 데코는 IDE outline 노이즈 + 의미 없는 diff 라인. 함수 위 한 줄 한국어 설명이 검색·가독성·diff 모두에서 우월. 신규 주석은 데코 금지가 합리적 디폴트.

7. 헤더 멤버 주석은 단위 + 디폴트값을 명시. // 무게 비율 임계값. 이 이상이면 Overweight ON (디폴트 0.5) 처럼 의미 + 단위 + 디폴트를 한 줄에. BP 측에서 값 조정할 사람도 같은 주석을 보므로 단위 명시 필수.

8. 회귀 sweep 단계의 주석 작업은 코드를 다시 한 번 통독하는 효과. 11 개 cpp 를 주석 다는 동안 자연스럽게 함수 책임을 재확인 → 어색한 책임 분리 / 중복 호출 / 죽은 코드 발견 가능. 마감 D-1 에서 새 기능 짜지 말고 주석 + 통독으로 안정화하는 전략이 위험 대비 가장 큰 이득.

핵심 요약 — LineTrace는 시작점이 콜리전 표면과 같은 위치면 “starting inside”로 분류돼 통째로 무시된다. 시작점을 표면에서 3cm 들어 올려 해결했고, 빠른 낙하의 터널링은 trace 구간을 “현재 위치→예측 위치”로 잡는 CCD로 막았다 — 비용은 단일 trace와 동일하다.