C# 인터페이스

클래스와 비슷하게 인터페이스는 메서드, 속성, 이벤트, 인덱서 등을 갖지만, 인터페이스는 이를 직접 구현하지 않고 단지 정의(prototype definition)만을 갖는다. 즉, 인터페이스는 추상 멤버(abstract member)로만 구성된 추상 Base 클래스(abstract base class)와 개념적으로 유사하다. 클래스가 인터페이스를 가지는 경우 해당 인터페이스의 모든 멤버에 대한 구현(implementation)을 제공해야 한다.

한 클래스는 하나의 Base 클래스만을 가질 수 있지만, 인터페이스는 여러 개를 가질 수 있다. 아래의 예를 보면, MyConnection 이라는 클래스는 Component 라는 하나의 Base 클래스와 IDbConnection, IDisposable이라는 2개의 인터페이스를 가지고 있음을 알 수 있다.
public class MyConnection : Component, IDbConnection, IDisposable
{
   // IDbConnection을 구현
   // IDisposable을 구현
}

C# 인터페이스의 정의

인터페이스는 C# 키워드 interface를 사용하여 정의한다. 인터페이스 정의 시에는 (메서드와 같은) 내부 멤버들에 대해 public과 같은 접근 제한자를 사용하지 않는다.
예를 들어, 아래 예제에서 CompareTo() 메서드 앞에 public 을 쓸 수 없다.


public interface IComparable
{
   // 멤버 앞에 접근제한자 사용 안함
   int CompareTo(object obj);
}
 

C# 인터페이스의 구현

C# 클래스가 인터페이스를 갖는 경우 인터페이스의 모든 멤버에 대한 구현을 제공해야 한다. C# 에서는 인터페이스로부터 직접 new를 사용하여 객체를 생성할 수 없다. 아래의 클래스는 IComparable이라는 인터페이스를 갖는 경우로서 IComparable.CompareTo() 메서드를 구현한 예이다.

public class MyClass : IComparable
{
   private int key;
   private int value;

   // IComparable 의 CompareTo 메서드 구현
   public int CompareTo(object obj)
   {
      MyClass target = (MyClass)obj;
      return this.key.CompareTo(target.key);
   }
}
 

C# 인터페이스의 사용

C# 실무에서 클래스와 인터페이스를 잘 정의하고 사용하는 것은 매우 중요하다. 비지니스를 객체지향 프로그래밍으로 디자인하고 구현하는데 가장 중요한 핵심이기 때문이다. 자연스럽게 .NET Framework도 상당히 많은 인터페이스를 구현했으며, 거의 모든 영역에서 흔히 사용되고 있다.

다음 코드는 IDbConnection이라는 인터페이스를 사용하는 예제이다. 이 코드에서 GetDbConnection() 메서드는 시스템의 구성파일로부터 DB타입과 Connection String을 받아와 해당 DB타입에 맞는 데이타베이스 Connection을 리턴한다. GetDbConnection()가 DB connection을 리턴할 때 IDbConnection을 리턴하고 있는데, 이 때문에 이 메서드를 사용하는 클라이언트에서는 어떤 DB를 사용하든지 상관없이 모든 DB 클래스에 공통적으로 구현된 IDbConnection 멤버들을(메서드, 속성등) 사용할 수 있게 된다.


public void Run()
{
   // 인터페이스 사용하기 때문에
   // 특정 DB Connection을 신경 쓸 필요가 없다
   IDbConnection dbCon = GetDbConnection();
   dbCon.Open();
   if (dbCon.State == ConnectionState.Open)
   {
      dbCon.Close();
   }
}

// IDbConnection 인터페이스를 리턴
public IDbConnection GetDbConnection()
{
   IDbConnection dbConn = null;
   string cn = ConfigurationManager.AppSettings["Connection"];
   switch (ConfigurationManager.AppSettings["DbType"])
   {
      case "SQLServer":
         dbConn = new SqlConnection(cn);
         break;
      case "Oracle":
         dbConn = new OracleConnection(cn);
         break;
      case "OleDB":
         dbConn = new OleDbConnection(cn);
         break;         
   }
   return dbConn;
}

인터페이스와 느슨한 커플링

게임속 플레이어는 다양한 오브젝트를 공격할 수 있습니다. 공격받은 오브젝트에 따라 반응이 서로 다릅니다. if문으로 일일히 타입을 검사하고 처리할 수 있습니다.

세련된 방법은 IDmageable 인터페이스를 사용 추상화하여 다룰수 있습니다.

인터페이스란 외부와 통신하는 공개 통로이며, 통로의 규격입니다. 인터페이스는 통로의 규격은 강제하지만 그 아래에 어떤일이 일어날지는 결정하지 않습니다.

IItem은 아이템 클래스들이 상속하는 인터페이스 입니다.(인터페이스앞에 I를 추가하는 것이 관례입니다.)

IItem.cs 스크립트를 다음과 같이 만듭니다.

using UnityEngine;

// 아이템 타입들이 반드시 구현해야하는 인터페이스
public interface IItem {
    // 입력으로 받는 target은 아이템 효과가 적용될 대상
    void Use(GameObject target);
}
Use() 메서드는 아이템을 사용하는 메서드입니다. 아이템을 사용할 대상을 GameObject타입으로 입력받습니다. 선언만 하고 구현은 자신을 상속하는 클래스에 맡깁니다. 외부에서 사용할수 있게 public으로 선언합니다.

IItem을 상속해서 만든 두 아이템을 클래스를 살펴봅시다.

public class AmmoPack : MonoBehavior, IItem {
    public int ammo = 30;
    public void Use(GameObject target) {
          Debug.Log("탄알이 증가했다 : "+ammo);
    }
}
public class HealthPack : MonoBehavior, IItem {
    public int health = 30;
    public void Use(GameObject target) {
          Debug.Log("체력을 회복했다 : "+ health);
    }
}

IItem을 상속한 클래스는 Use()메서드를 아이템의 역할에 따라 반드시 구현해야 합니다.

느슨한 커플링

IItem인터페이스를 상속한 클래스는 많아지고 충돌시 이들 모두를 검사하여 개별 처리하는 것보다

private void OnTriggerEnter(Collider other) {
    AmmoPack ammoPack = other.GetComponent<AmmoPack>();
    if(ammoPack != null) {
        ammoPack.Use();
    }
    HealthPack HealthPack = other.GetComponent<HealthPack>();
    if (HealthPack != null) {
        HealthPack.Use();
    }
}

 다음과 같이 IItem타입으로 처리가능합니다.

void OnTriggerenter(Collider other) {
    IItem item = other.GetComponent<IItem>();
    if(item != null) {
        item.Use();
    }
}

IDamageable : 공격당할 수 있는 모든 대상은 IDamageable인터페이스를 상속해야 합니다. IDamageable.cs 스크립트를 다음과 같이 만듭니다. 

using UnityEngine;
// 데미지를 입을 수 있는 타입들이 공통적으로 가져야 하는 인터페이스
public interface IDamageable {
    // 데미지를 입을 수 있는 타입들은 IDamageable을 상속하고 OnDamage 메서드를 반드시 구현해야 한다
    // OnDamage 메서드는 입력으로 데미지 크기(damage), 맞은 지점(hitPoint), 맞은 표면의 방향(hitNormal)을 받는다
    void OnDamage(float damage, Vector3 hitPoint, Vector3 hitNormal);
}

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시네머신을 사용하기 위해 패키지매니저에서 설치해야한다.

하이라키의 MainCamera를 선택하고 Cinemachine을 Add Component한다.

하이라키의 +를 누르고 Cinemachin>Virtual Camera를 선택한다.

이름을 FollowCam으로 바꾼다.

하이라키뷰에서 FollowCam을 선택하고 씬뷰에서 Y축을 이동시켜 인스펙터뷰에서 Y포지션을 5정도로 맞춘다.

하이라키뷰의 Player를 선택해 FollowCam의 CinemachineVirtualCamera의 Follow, LookAt에 연결해준다.

FollowCam은 Follow객체의 뒤에 따라다니고 시선은 LookAt을 본다. 비슷한것 같지만 위치와 로테이션의 타겟을 뜻한다.

사실 이 정도 효과는 Main Camera를 Player의 차일드로 하는 것으로 간단히 구현할 수 있지만. 시네머신은 Body, Aim등 다양한 컨트롤을 마련해놨지만 여기서는 설명하지 않겠습니다.

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이번게임에서는 키보드의 입력과 플레이어의 이동 로직을 분리한다. 이렇게 하는것이 업그레이드 관리에 용이하기 때문이다. 우선 입력부분부터 만들어본다.

 

Player를 선택하고 Add Component>Script add하고 이름을 PlayerInput으로 바꾼다.

Input.GetAxis()에 사용될 스트링의 선언이다.

public string moveAxisName = "Vertical"; // 앞뒤 움직임을 위한 입력축 이름
public string rotateAxisName = "Horizontal"; // 좌우 회전을 위한 입력축 이름
public string fireButtonName = "Fire1"; // 발사를 위한 입력 버튼 이름
public string reloadButtonName = "Reload"; // 재장전을 위한 입력 버튼 이름

키보드 입력을 받아올 변수의 정의 인데 잘보면 프로퍼티라고 클래스이다. 변수와 다른점을 클래스 안에서 필요에 따라 좀더 유연한 정의가 가능하다는 점이다. 

public float move { get; private set; } // 감지된 움직임 입력값
public float rotate { get; private set; } // 감지된 회전 입력값
public bool fire { get; private set; } // 감지된 발사 입력값
public bool reload { get; private set; } // 감지된 재장전 입력값

Update()함수는 Input.GetAxis()함수를 이용해 입력값을 읽어와 프로퍼티에 저장한다.

PlayerInput 전체코드

using UnityEngine;

// 플레이어 캐릭터를 조작하기 위한 사용자 입력을 감지
// 감지된 입력값을 다른 컴포넌트들이 사용할 수 있도록 제공
public class PlayerInput : MonoBehaviour {
    public string moveAxisName = "Vertical"; // 앞뒤 움직임을 위한 입력축 이름
    public string rotateAxisName = "Horizontal"; // 좌우 회전을 위한 입력축 이름
    public string fireButtonName = "Fire1"; // 발사를 위한 입력 버튼 이름
    public string reloadButtonName = "Reload"; // 재장전을 위한 입력 버튼 이름

    // 값 할당은 내부에서만 가능
    public float move { get; private set; } // 감지된 움직임 입력값
    public float rotate { get; private set; } // 감지된 회전 입력값
    public bool fire { get; private set; } // 감지된 발사 입력값
    public bool reload { get; private set; } // 감지된 재장전 입력값

    // 매프레임 사용자 입력을 감지
    private void Update() {
        // move에 관한 입력 감지
        move = Input.GetAxis(moveAxisName);
        // rotate에 관한 입력 감지
        rotate = Input.GetAxis(rotateAxisName);
        // fire에 관한 입력 감지
        fire = Input.GetButton(fireButtonName);
        // reload에 관한 입력 감지
        reload = Input.GetButtonDown(reloadButtonName);
    }
}

 

이제 움직임을 담당할 PlayerMovement를 만들어본다.

앞뒤 움직임 속도, 회전속도를 지정할 변수를 설정한다.

public float moveSpeed = 5f; // 앞뒤 움직임의 속도
public float rotateSpeed = 180f; // 좌우 회전 속도

Start()함수에서  PlayerInput(), Rigidbody()컴포넌트 참조를 가져온다. PlayerInput()도 Player오브젝트의 컴포넌트로 추가되어 있어야한다.

private void Start() {
    // 사용할 컴포넌트들의 참조를 가져오기
    playerInput = GetComponent<PlayerInput>();
    playerRigidbody = GetComponent<Rigidbody>();
}

FixedUpdate()함수는 Unity에서 Rigidbody컴포넌트 처리(물리갱신주기)가 이루어지는 곳이다. 여기서 움직임을 처리한다. Update()는 화면갱신주기이다.

private void FixedUpdate() {
    // 회전 실행
    Rotate();
    // 움직임 실행
    Move();

    // 입력값에 따라 애니메이터의 Move 파라미터 값을 변경
    //playerAnimator.SetFloat("Move", playerInput.move);
}

Move()와  Rotate()는 Rigidbody.MovePosition()메써드나 position을 변경해도 된다. 주의할점은 게임오브젝트의 transform.position을 사용해도 되지만 Rigidbody컴포넌트가 추가되어 있을때는 계산의 엉킴을 방지하기위해 리지드바디에서 처리하는게 좋은듯 하다.

private void Move() {
    // 상대적으로 이동할 거리 계산
    Vector3 moveDistance =
        playerInput.move * transform.forward * moveSpeed * Time.deltaTime;
    // 리지드바디를 통해 게임 오브젝트 위치 변경
    playerRigidbody.MovePosition(playerRigidbody.position + moveDistance);
    //playerRigidbody.position += moveDistance;
}

Quaternion.rotation의 회전의 + 가 아니라 * 이다. 행렬계산을 해야하기 때문이다. 따라서 회전시키고 싶은 오일러각(Vector3)를 Quaternion.Euler()로 변경시켜 곱해줘서 회전을 하게 만들어 준다.

private void Rotate() {
    // 상대적으로 회전할 수치 계산
    float turn =
        playerInput.rotate * rotateSpeed * Time.deltaTime;
    // 리지드바디를 통해 게임 오브젝트 회전 변경
    playerRigidbody.rotation = playerRigidbody.rotation * Quaternion.Euler(0, turn, 0f);
}

PlayerMovement 전체코드, 이번 강좌에서는 Animator를 사용하지 않기 때문에 주석처리되어있다

using UnityEngine;

// 플레이어 캐릭터를 사용자 입력에 따라 움직이는 스크립트
public class PlayerMovement : MonoBehaviour {
    public float moveSpeed = 5f; // 앞뒤 움직임의 속도
    public float rotateSpeed = 180f; // 좌우 회전 속도

    //private Animator playerAnimator; // 플레이어 캐릭터의 애니메이터
    private PlayerInput playerInput; // 플레이어 입력을 알려주는 컴포넌트
    private Rigidbody playerRigidbody; // 플레이어 캐릭터의 리지드바디

    private void Start() {
        // 사용할 컴포넌트들의 참조를 가져오기
        playerInput = GetComponent<PlayerInput>();
        playerRigidbody = GetComponent<Rigidbody>();
        //playerAnimator = GetComponent<Animator>();
    }

    // FixedUpdate는 물리 갱신 주기에 맞춰 실행됨
    private void FixedUpdate() {
        // 회전 실행
        Rotate();
        // 움직임 실행
        Move();

        // 입력값에 따라 애니메이터의 Move 파라미터 값을 변경
        //playerAnimator.SetFloat("Move", playerInput.move);
    }

    // 입력값에 따라 캐릭터를 앞뒤로 움직임
    private void Move() {
        // 상대적으로 이동할 거리 계산
        Vector3 moveDistance =
            playerInput.move * transform.forward * moveSpeed * Time.deltaTime;
        // 리지드바디를 통해 게임 오브젝트 위치 변경
        playerRigidbody.MovePosition(playerRigidbody.position + moveDistance);
    }

    // 입력값에 따라 캐릭터를 좌우로 회전
    private void Rotate() {
        // 상대적으로 회전할 수치 계산
        float turn =
            playerInput.rotate * rotateSpeed * Time.deltaTime;
        // 리지드바디를 통해 게임 오브젝트 회전 변경
        playerRigidbody.rotation = playerRigidbody.rotation * Quaternion.Euler(0, turn, 0f);
    }
}

 

 

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3D 프로젝트를 하나  만들자.

3D오브젝트 플레인을 만들고 스케일을 5로한다.

프로젝트뷰에서 우클릭후 Material을 만들어 좋와하는 색깔을 만들고  끌어다 Plane에 적용한다.

플레이어 만들기

빈오브젝트를 만들고 이름을 Player로 변경한다.

3D오브젝트 Capsule을 하나 만들고 body로 이름바꾼다. Player의 차일드로 끌어놓고, Y Position을 1로 한다.

프로젝트뷰에서 우클릭후 Material을 만들어 좋와하는 색깔을 만들고  끌어다 Player에 적용한다.

리지드바디를 추가하고 Angular Drag를 20으로 하고 Constraints > Freeze Rotation x ,z 체크한다.

방향을 알기 쉽게 모자를 하나 만들어주자 Cube를 만들어 이름을 Cap으로 바꾸고 Player의 차일드로 끌어주고  사이즈를 스케일을 변경한다.

 

 

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https://www.hanbit.co.kr/store/books/look.php?p_code=B9351446616 

 

소문난 명강의 : 레트로의 유니티 게임 프로그래밍 에센스(개정판)

필수적인 C# 문법을 배우고, 4가지 장르별 게임을 [목표 설정]+[미션 해결] 방식으로 실습해보며 유니티의 기능을 익히는 도서

www.hanbit.co.kr

설명이 좀 엉성해서 교재의 채텁16, 17 Done을 다운 받아 실행해 보면서 분석해 보시면 좀 이해가 쉬우실듯

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