Lua를 C ++ 게임에 통합 할 때의 장단점은 무엇입니까?

나는 C ++ 게임 프로그래밍 서적을 가지고 있고 그것에 Lua 섹션이 있습니다. 나는 Lua 섹션을 읽기 시작했고 흥미롭게 들리지만 C ++ 게임에서 Lua를 사용하는 장단점을 결정할 수는 없습니다. 내가 현재 생각할 수있는 유일한 이점은 다시 컴파일하지 않고도 Lua를 통해 코딩 업데이트를 할 수 있다는 것입니다. 그 외에는 아무것도 생각할 수 없습니다. 그렇다면 C ++ 게임에 Lua를 추가 할 때의 장단점은 무엇입니까?

예가 이해 될 것이다.

내가 현재 생각할 수있는 유일한 이점은 다시 컴파일하지 않고도 Lua를 통해 코딩 업데이트를 할 수 있다는 것입니다.

이 유틸리티를 너무 쉽게 할인하지 마십시오. 재 컴파일 단계를 없애기 전까지는 얼마나 생산적인지 이해할 수 없습니다 .

"흐름" 이 일에 관해서 상당히 잘 이해 심리적 개념이다. 흐름은 활동에 집중할 때, 생각없이 거의 문제를 분석하고 해결할 때 얻는 느낌입니다. "흐르고"있을 때 가장 생산성이 높습니다.

컴파일 시간은 그 모든 것을 망칩니다. 테스트하는 것 사이에 10 초의 컴파일조차도 흐름에 머무르기가 어렵습니다.

게임 플레이를 개발할 때 일반적으로 사용하는 것은 "긴밀한 루프"입니다. 아이디어가 있고 테스트를 테스트하여 작동하는지 확인한 다음 사용해보십시오. 작동하지 않으면 수정 한 후 다시 시도하십시오. "코드 투 테스트"시간은 흐름을 유지하는 데 매우 중요합니다. 가능한 한 작게 만드는 것이 중요합니다.

Lua (또는 내장 된 스크립팅 언어)를 통해 수행 할 수있는 작업은 "컴파일"이 아니라 게임에 참여하여 변경 사항을 테스트 하는 것 입니다. 게임 빌드 방법에 따라 데이터를 중지하거나 다시로드하지 않고도 새 스크립트로 게임을 다시 시작하는 명령을 실행할 수 있습니다. 재 컴파일하지 않아도되며 다시 실행할 필요가 없습니다.

적절한 엔진 지원이 제공되면이를 수행 할 수있어 생산성이 크게 향상 될 수 있습니다.

스크립팅의 또 다른 주요 이점은 신경 쓰지 않는 기능입니다. C ++을 작성하는 데 오랜 시간을 소비했다면 미누에를 쓰는 데 얼마나 많은 시간이 걸리는지 놀라게 될 것입니다. 메모리가 삭제 된 위치 이것이 해제되는 곳. shared_ptr모든 곳에서 사용하더라도 변수 유형 이름을 모두 입력하면 속도가 느려집니다.

동적 형식의 스크립팅 언어에서는 신경 쓸 필요가 없습니다. 범위는 간단합니다. 함수는 일류 객체입니다. 펑터를 수동으로 만들 필요가 없습니다. 어떤 일을하는 것은 너무 쉽습니다 .

당신이 훈련 된 프로그래머가 아니라면 이제는 부정적인 점이 있습니다. Lua에서 전역을 사용하는 것은 매우 쉽습니다 (물론이를 방지 할 방법이 있지만). 돌보지 않으면 코딩 할 때 매우 부주의 할 수 있습니다.

그러나 다시 말해서 매우 조잡하면 장점이 있습니다.

Lua의 또 다른 장점은 훌륭한 데이터 설명 언어를 만드는 것입니다. JSON은 배열 / 테이블을 빌드하고 반환하는 JavaScript 파일과 마찬가지로 테이블을 반환하는 Lua 스크립트를 만들 수 있습니다.

이것은 구성 파일에 유용합니다. Lua의 테이블 형식은 .ini 형식보다 훨씬 좋습니다. 형식은 여전히 ​​깨끗하고 간결하며 확장 가능합니다.

아, 여전히 루아 스크립트이므로 실제 논리를 수행 할 수 있습니다. 그것의 단점은 ... 글쎄, 그것은 루아 스크립트이므로 실제 논리를 수행 할 수 있습니다 . 사용자가 잠재적으로 문제를 해결할 수 있기 때문에 게임에서 비참 할 수 있습니다.

그러나 실제로 이것은 쉽게 처리됩니다. Lua는 임베딩 용으로 설계되었으므로 격리가 실제로 매우 쉽습니다. 실제로 새로운 루아 상태는 기본적으로 아무 것도 제공 하지 않습니다 . 표준 Lua 라이브러리의 가장 기본적인 것까지 노출시키기 위해 실제로 무언가를해야합니다. 파일 액세스, 게임 상태 액세스 등은 모두 옵트 아웃이 아닌 옵트 인입니다. 그리고 각 Lua 상태는 서로 분리되어 있습니다. AI 스크립트에 사용하는 Lua 상태가 구성 파일에 사용하는 Lua 상태 일 필요는 없습니다.

실제로 많은 Lua 표준 라이브러리를 등록 할 수 있지만 모든 파일 IO를 제거하고 제거하는 코드가 있습니다. 궁극적으로 Lua 스크립트 기반 구성 파일이 수행 할 수있는 최악의 상황은 게임을 메모리에서 실행하여 실행하자마자 충돌하는 것입니다. 이러한 구성 파일을 수동으로 공유하지 않기 때문에 해커에게는 그리 재미 있지 않습니다.

모든 스크립팅 언어의 가장 큰 단점은 디버깅입니다. 대부분의 스크립팅 언어에는 디버거가 없으며 Lua도 다르지 않습니다. Lua에는 디버깅 도구를 빌드하는 데 필요한 모든 도구가 있습니다. 그러나 실제로는 디버거가 내장되어 있지 않습니다. 하나로 합쳐야합니다. 그리고 그것은 합리적인 수준의 작업을 요구할 것입니다.

또는 "printf 디버깅"으로 인해 만들 수 있습니다. 그것은 실제로 얼마나 많은 루아 코드를 작성 하느냐에 달려 있습니다.

내가 일하는 곳 :

장점 :

• 반복 시간이 개선되었습니다. 우리 게임은 호스트 파일 시스템을 변경하여 변경 사항을 자동으로 "느슨하게"설정합니다. (다음 파일을 열 때만 적용되지만 실제로는 레벨을 다시로드하면 새로운 루아 변경 사항이 즉시 적용됩니다.)
• 콘솔 통합 . 모든 디버그 기능은 REPL을 사용하여 기존 Quake 스타일 콘솔에 연결할 수 있습니다. 내부 빌드의 경우 텔넷을 사용하는 간단한 소켓에 lua REPL을 연결할 수 있으며 게임을 네트워크로 제어 할 수 있습니다.
• API 감소 및 학습 곡선 감소 . 비전문가와 디자이너는 일반적으로 프로그래머 병목 현상이 발생하는 일부 작업에 참여할 수 있습니다.
• 특수 정적 코드 분석 . luac -l바이트 코드에서 출력을 분석 하고 볼 때 쉽게 분석 할 수 있습니다. 특히 코딩 규칙이있는 경우 대부분의 루아 소스 파일을 구문 분석하는 것은 매우 쉽습니다. 지역 대회를 시행 할 수 있습니다. 더 많은 힘 을 얻으려면 metalua 를 살펴볼 수도 있습니다.
• 오류 처리 . API에 충돌이없는 경우 lua가 어리석은 짓을해도 API를 잡아서 복구 할 수 있습니다 lua_pcall.
• 쉬운 API 확장 . Lua <-> C ++ API를위한 새로운 함수를 작성하는 것은 그리 어렵지 않습니다. 이를 자동화하는 데 도움이되는 패키지도 있습니다.
• 간단한 소스 . 예를 들어 루아 인터프리터에서 부동 소수점 수학을 피하거나 (일부 임베디드 플랫폼에서 중요 함) 특정 시스템에 최적화하기 위해 변경하는 것은 그리 어렵지 않습니다!
• 메타 테이블 . 대단해. 런타임에 흥미로운 일을 할 가능성이 너무 많습니다. 실제로는 내용이없고 게임의 C ++ 측에서 복잡한 데이터 구조를 조회하는 "가상 테이블"이 있습니다.
• 코 루틴 . AI 행동 스크립트 등을 중지하고 재개 할 수 있다는 것은 놀라운 일입니다. 하지만 루아 스크립터는 좀 더 정통합니다. 우리는 여전히 엔진으로 이것을 "안전하게"만드는 방법을 연구하고 있습니다.

단점 :

• 예측할 수없는 GC . 우리 step가해야 할 것을 조정하는 것은 게임마다 크게 변화합니다. 일부는 모든 프레임 (작은 작업 세트)마다 전체 GC로 더 잘 작동합니다. 더 작은 패스를 자주 사용하지 않는 경우가 있습니다. 최신 루아 버전과 일부 패치 (사용하기를 두려워해서는 안 됨)에서 GC를 개선하는 데 많은 작업이 있습니다.
• 더 높은 오버 헤드 . 우리는 테이블 당 입력 메모리 오버 헤드를 피하기 위해 많은 큰 데이터 구조를 C면으로 유지합니다. C ++, C 및 어셈블리는 일반적으로 더 빠른 코드를 생성합니다. 따라서 성능에 중요하지 않은 게임 엔진의 90 %를 유지하고 때로는 루아에서 C로 (또는 그 반대로) 마이그레이션합니다.
• 조각화 . 아마도 작은 메모리 시스템에서 가장 큰 문제 일 것입니다. 우리는 보통 작은 객체 풀과 루아를 위해 완전히 별개의 큰 객체 힙을 사용합니다. 우리는 게임에서 전략적 포인트에 풀 GC 패스를 넣었습니다. lua_State경우에 따라 스크립트를 언로드하거나 완전히 버립니다 . 그리고 때때로 여전히 문제가 있습니다. 작은 객체 풀의 크기 (간단하고 낮은 오버 헤드를 위해 고정되어 있음)와 루아 관련 대형 객체 힙의 크기를 조정하는 것은 어려울 수 있습니다. 그러나 약 4MB보다 큰 시스템에서는 아직 특수한 힙과 풀에 신경을 쓰지 않았습니다.
• 유형 안전 부족 . 당신이 좋은 정적 코드 분석 도구 세트가 내장되어 있지 않은 경우 런타임 오류 검사 (아마도 사용을 많이 다시 떨어질거야 __index하고 __newindex). 컴파일 타임에 오류를 잡을 수 있다면 더 좋습니다. 이를 완화하기 위해 할 수있는 여러 가지가 있습니다.

루아가 적극 권장합니다. Squirrel 을 확인하고 싶을 수도 있지만 더 작은 사용자 기반이 있다고 생각합니다.

실제로 3 가지 큰 장점이 있습니다.

• 응용 프로그램 실행 중에 스크립트를로드 할 수있는 런타임로드
• 샌드 박싱 https://stackoverflow.com/questions/3400851/execution-time-limit-for-a-lua-script-called-from-the-c-api/3400896#3400896
• 이식성

이러한 요소를 통해 게임 개발자는 개발 속도를 높이고 게임 품질을 향상시키는 기능을 사용할 수 있습니다.

예를 들면 다음과 같습니다.

• 파일이나 네트워크 소켓에서 게임을 업데이트하기 만하면 게임 논리를 변경할 수 있습니다.
• 사용자가 자신의 스크립트를 생성하도록 허용 할 수 있습니다 (봇 또는 모드 용)
• 게임 디자이너와 아티스트는 컴파일 도구 세트를 사용하지 않고도 게임의 일부를 업데이트하고 테스트 할 수 있습니다.
• 몇 개의 스크립트를 변경할 때마다 다시 컴파일하지 않아도됩니다.
• 플랫폼 / 엔진 / 언어를 변경하면 전체 게임을 다시 작성할 필요가 없습니다.

내 경험에 비추어 보았을 때

찬성

• 초기 통합은 정말 쉽습니다. 바인딩을 생성하는 데 도움이되는 도구가 있지만 바인딩 메커니즘은 매우 간단하여 사용자 정의 기능을 사용하여 자신의 버전을 즉시 작성할 수 있습니다.
• 게임 로직을 훨씬 빠르게 반복 할 수 있습니다 (런타임 리로딩을 구현한다고 가정).
• 실험 할 해방 환경을 얻을 수 있습니다. 그렇게하기위한 오버 헤드가 크게 줄어들 기 때문에 더 많은 것을 시도 할 것입니다.
• 익숙한 구문 : 모든 차이점에 대해 C 프로그래머는 몇 시간 안에 편안하지 않아야합니다.
• "논리"로 게임 로직 분리 개선 : 엔진이 서비스 제공 업체가되어 Lua 클라이언트에 적절한 API를 제공해야합니다. 언어 장벽은 거기에 도달하고 멤버 변수를 조정하는 대신 그것에 대해 더 많이 생각하게 만듭니다.

단점

• 루아 메모리 관리는 게임에 이상적이지 않습니다. 당신은 그것에 대처하고 마음에 들지 않습니다
• 루아 디버깅은 끔찍합니다. 당신은 경험을 향상시키기 위해 노력해야합니다
• Lua에 데이터를 유지한다는 것은 Lua에서 디버깅해야한다는 것을 의미합니다. C에서 데이터를 검사하는 것은 처음에는 까다로울 것입니다
• 루아는 기본적으로 모든 변수가 전역 변수 인 것처럼 발 구문에서 자신을 잘 찍습니다.
• 루아는 다른 언어와 마찬가지로 프로그래밍 언어입니다. 컴파일러를 제거했기 때문에 비 프로그래머가 마술처럼 프로그래머로 변할 것이라고 기대하지 마십시오.
• Lua 통합 및 지원에 능숙 해지는 것은 큰 일입니다. 즉시 사용할 수 있다고 기대하지 마십시오. 실제로 몇 번의 게임에서이 비용을 상각해야한다고 가정하는 것이 공정합니다.

최종, 개인적, 평결 : 괜찮은 규모의 게임을 제작 중이고 아직 스크립팅 언어가없는 경우 Lua를 받으십시오. 그만한 가치가 있습니다.

Garry 's Mod는 Lua 및 C ++를 사용하는 게임의 한 예입니다. 그들은 모든 개조에 Lua를 사용하여 사람들이 훨씬 쉽게 만들 수 있습니다. C ++은 모든 내부에 사용됩니다. 내가 생각할 수있는 유일한 단점은 Lua가 C ++만큼 빠르지 않다는 사실입니다.