타격 판정 기획: 스킬 영역(AoE) 레이캐스트 히트박스와 피격박스의 명확한 판정 분리

히트박스(Hitbox)와 피격박스(Hurtbox)의 역할 분리

액션 게임이나 RPG를 개발할 때 판정 시스템의 명확성은 액션의 쾌감과 게임 플레이의 공정성을 결정짓는 핵심 요인입니다. 공격 판정을 설계할 때 흔히 범하는 실수 중 하나는 캐릭터의 단일 콜라이더(Collider)를 공격과 피격 용도로 겸용하는 것입니다. 이 경우 공격 프레임 동안 콜라이더의 크기를 조절하거나 속성을 변경하는 방식이 사용되기도 하지만 이는 동시 다발적인 판정 충돌이나 자가 피격(Self-damage) 문제 등 심각한 부작용을 초래하기 쉽습니다.

이를 해결하기 위한 정석적인 기획 구조는 공격 전용 판정인 히트박스(Hitbox)와 피격 전용 판정인 피격박스(Hurtbox)를 기하학적으로나 물리 레이어적으로 완벽히 분리하는 것입니다.

• 히트박스 (Hitbox): 무기 끝, 투사체, 스킬 효과 범위 등 공격 주체가 데미지를 주기 위해 특정 순간에 생성하는 영역입니다.
• 피격박스 (Hurtbox): 캐릭터의 피격 가능 부위를 감싸고 있으며 상시 또는 무적 상태를 제외한 프레임 동안 활성화되는 피해 수신 영역입니다.

물리 엔진 설정에서 히트박스 레이어는 오직 피격박스 레이어하고만 충돌 반응(Overlap/Trigger Event)을 일으키도록 마스크를 설정합니다. 이렇게 레이어를 세분화하면 지형지물 콜라이더나 공격 주체끼리의 불필요한 연산 비용을 획기적으로 줄일 수 있습니다.

광역 스킬(AoE)의 범위 판정 수식

원형이나 부채꼴 모양의 광역 스킬(Area of Effect)을 처리할 때 단순 물리 콜라이더의 반응에만 의존하면 프레임 드랍이나 빠른 개체 이동 시 타격이 누락되는 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서 기획 단계에서 수식을 통한 지오메트리 영역 검증 기법을 조합하는 것이 안정적입니다.

부채꼴 형태의 스킬 범위를 판정할 때는 중심점으로부터 타겟까지의 거리와 캐릭터 정면 바라보기 벡터와의 사잇각을 사용합니다. 스킬 발동 위치를 $\vec{P}_{origin}$, 타겟의 피격박스 위치를 $\vec{P}_{target}$, 캐릭터 정면 방향 유닛 벡터를 $\vec{F}$, 부채꼴 반경을 $R$, 전방 사잇각을 $\alpha$라 할 때 거리 검사는 다음과 같습니다.

$$D_{distance} = \|\vec{P}_{target} - \vec{P}_{origin}\| \le R$$

이어 타겟 방향으로의 단위 벡터 $\vec{D} = \frac{\vec{P}_{target} - \vec{P}_{origin}}{\|\vec{P}_{target} - \vec{P}_{origin}\|}$와의 내적을 이용하여 각도 조건 만족 여부를 검증합니다.

$$\cos(\theta) = \vec{F} \cdot \vec{D} \ge \cos\left(\frac{\alpha}{2}\right)$$

이 두 조건을 동시에 만족하는 피격박스 개체만을 1차 타격 후보군으로 선별합니다.

장애물 차단을 고려한 레이캐스트(Raycast) 보완

지오메트리 수식이나 물리 Overlap 검사만으로는 얇은 벽 너머에 있는 적까지 타격되는 일명 ‘벽 뚫기’ 문제가 발생합니다. 직관적이고 납득 가능한 판정을 완성하려면 1차 추출된 타격 대상들에 대해 레이캐스트 검사를 추가로 수행하여 시야 및 지형 장애물 차단(Occlusion) 여부를 확인해야 합니다.

graph TD
    A[스킬 발동 시점] --> B[AoE 영역 내 Hurtbox 탐색]
    B --> C{Target Hurtbox 존재?}
    C -- 없음 --> D[판정 종료]
    C -- 있음 --> E[발동 위치에서 Hurtbox 중심으로 Raycast 발사]
    E --> F{중간 장애물 차단 여부?}
    F -- 장애물 있음 --> G[타격 무효 처리 Occluded]
    F -- 장애물 없음 --> H[데미지 및 상태 변화 적용]

1차 검출된 피격박스의 중심점 혹은 주요 피벗 위치를 향해 레이캐스트를 발사했을 때 피격박스에 도달하기 전 엄폐물(Obstacle) 레이어와 먼저 충돌한다면 해당 타격은 무효 처리됩니다.

실전 구현을 위한 C# 코드 구조

유니티(Unity) 환경을 기준으로 광역 히트박스 검출 및 레이캐스트 Occlusion 확인을 일괄 처리하는 C# 코드 예시입니다.

using UnityEngine;
using System.Collections.Generic;

public class SkillHitboxEvaluator : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private LayerMask hurtboxLayer;
    [SerializeField] private LayerMask obstacleLayer;

    public List<Collider> EvaluateConeAoE(Vector3 origin, Vector3 forward, float radius, float angleDegree)
    {
        List<Collider> validTargets = new List<Collider>();
        Collider[] overlapColliders = Physics.OverlapSphere(origin, radius, hurtboxLayer);

        float cosHalfAngle = Mathf.Cos((angleDegree * 0.5f) * Mathf.Deg2Rad);

        foreach (var col in overlapColliders)
        {
            Vector3 targetPos = col.bounds.center;
            Vector3 dirToTarget = (targetPos - origin);
            float distance = dirToTarget.magnitude;

            if (distance <= 0.001f) continue;

            dirToTarget /= distance;

            // 1. 각도 검사
            if (Vector3.Dot(forward, dirToTarget) >= cosHalfAngle)
            {
                // 2. 레이캐스트 장애물 검사
                if (!Physics.Raycast(origin, dirToTarget, distance, obstacleLayer))
                {
                    validTargets.Add(col);
                }
            }
        }

        return validTargets;
    }
}

이와 같이 1차 범위 검사와 2차 레이캐스트 시선 검사를 결합하면 복잡한 액션 게임에서도 연산 효율성을 유지하면서 정밀한 판정 시스템을 구현할 수 있습니다.

정리

스킬 및 공격 판정 시스템 설계 시 히트박스와 피격박스의 물리 레이어를 명확히 구분하는 것은 안정적인 기초 구조를 다지는 첫걸음입니다. 여기에 단순 콜라이더 연산에 의존하지 않고 각도 및 거리 수식 검사와 장애물 차단을 체크하는 레이캐스트 검증을 결합하면 플레이어가 납득할 수 있는 정밀한 타격 시스템을 구축할 수 있습니다.