박스2D
1. 개요
1. 개요
박스2D는 에린 카토(Erin Catto)가 C++로 개발한 자유 오픈 소스 2차원 물리 시뮬레이터 엔진이다. 이 미들웨어는 강체 동역학과 충돌 감지를 시뮬레이션하여 2D 게임이나 응용 프로그램에 사실적인 물리 효과를 제공하는 데 주로 사용된다. 2007년 9월 11일에 처음 공개되었으며, OS 독립적인 설계로 다양한 운영 체제와 플랫폼에서 동작한다.
이 엔진은 zlib 라이선스로 배포되어 상업적 및 비상업적 프로젝트에 자유롭게 사용하고 수정할 수 있다. 주요 기능으로는 다양한 형태의 강체, 관절, 마찰, 탄성 시뮬레이션과 효율적인 연속 충돌 감지 알고리즘이 포함되어 있다. 이러한 기술적 특징 덕분에 게임 개발 분야에서 널리 채택되어 많은 인디 게임과 상용 프로젝트의 물리 엔진 기반으로 활용되고 있다.
박스2D는 유니티(Unity)나 libGDX와 같은 주요 게임 엔진에 통합될 수 있는 물리 엔진 라이브러리로도 널리 알려져 있다. 공식적인 개발과 유지보수는 GitHub 저장소를 통해 이루어지며, 활발한 오픈 소스 커뮤니티가 형성되어 있다. 2025년 6월 기준 최신 안정화 버전은 3.1.1이다.
2. 역사
2. 역사
박스2D의 개발은 에린 캐토(Erin Catto)에 의해 시작되었다. 그는 2006년 GDC(게임 개발자 컨퍼런스)에서 "박스2D 라이트"라는 이름으로 이 물리 엔진의 초기 버전을 처음 공개하였다. 이는 본격적인 오픈 소스 릴리스 이전의 프로토타입 단계에 해당한다.
공식적으로 박스2D가 오픈 소스로 세상에 공개된 날짜는 2007년 9월 11일이다. 당시 프로젝트는 소스포지(SourceForge) 플랫폼에 호스팅되었다. 이후 2010년 1월 17일에는 프로젝트 호스팅을 구글 코드(Google Code)로 이전하기도 했다.
주요 발전 단계로는 2008년 3월 6일에 출시된 버전 2.0이 있다. 이 버전에서는 지속적 충돌 감지(Continuous Collision Detection) 기능이 도입되고 API(응용 프로그래밍 인터페이스)가 크게 개선되는 등 핵심적인 기술적 진보가 이루어졌다. 이러한 초기 역사를 통해 박스2D는 C++로 작성된 경량의 고성능 2차원 물리 시뮬레이션 라이브러리로서의 기반을 확고히 다졌다.
3. 기술적 특징
3. 기술적 특징
3.1. 물리 시뮬레이션
3.1. 물리 시뮬레이션
박스2D의 핵심은 강체 물리 시뮬레이션을 수행하는 것이다. 이 엔진은 2차원 공간에서 물체의 운동과 상호작용을 계산하며, 뉴턴 운동 법칙을 기반으로 한다. 주요 기능으로는 강체의 연속적인 충돌 감지와 반응, 마찰 및 반발력 시뮬레이션, 다양한 형태의 관절과 제약 조건 구현이 있다. 이를 통해 물체가 중력의 영향을 받아 떨어지고, 서로 부딪히며, 힘과 토크에 반응하는 현실적인 움직임을 만들어낸다.
시뮬레이션은 주로 다각형과 원 형태의 강체를 다루며, 복잡한 형상은 여러 개의 볼록 다각형으로 구성할 수 있다. 엔진은 효율적인 광역 충돌 감지 알고리즘을 사용하여 가능한 충돌 쌍을 빠르게 선별한 후, 세부적인 분리축 정리 기반의 충돌 검사를 수행한다. 충돌이 확인되면 충격량 이론을 적용하여 물체의 속도와 각속도를 변경하는 방식으로 반응을 계산한다.
이러한 물리 계산은 고정된 시간 간격으로 진행되는 고정 시간 간격 시뮬레이션 방식을 주로 사용하여 시뮬레이션의 안정성과 재현성을 보장한다. 또한 관절, 도르래, 마우스 조인트 등 다양한 제약 조건을 지원하여 복잡한 기계 장치나 래그돌 물리를 구현할 수 있게 한다. 이러한 기술적 특징 덕분에 박스2D는 게임 개발과 인터랙티브 미디어 제작에 널리 활용된다.
3.2. 라이선스
3.2. 라이선스
박스2D는 zlib 라이선스로 배포되는 자유 오픈 소스 소프트웨어이다. 이 라이선스는 매우 허용적이며, 소스 코드의 수정 및 재배포, 상업적 이용에 제한이 거의 없다. 사용자는 소프트웨어를 자유롭게 사용, 수정, 배포할 수 있으며, 단지 원저작자에 대한 저작권 표시와 라이선스 고지를 유지해야 한다.
이러한 허용적인 라이선스 정책은 박스2D가 널리 채택되는 주요 요인 중 하나가 되었다. 개발자들은 게임 엔진이나 시뮬레이션 프로그램에 박스2D를 통합할 때 라이선스 비용이나 복잡한 법적 제약에 대한 부담 없이 자유롭게 사용할 수 있다. 이는 특히 독립 게임 개발자와 교육 목적의 프로젝트에 큰 장점으로 작용한다.
라이선스의 특성상 박스2D의 소스 코드는 GitHub와 같은 공개 저장소에서 자유롭게 접근하고 포크할 수 있다. 이는 전 세계 개발자들이 엔진의 개선에 기여하고, 버그를 수정하며, 서로 다른 플랫폼으로의 포팅을 가능하게 하는 생태계를 조성했다. 결과적으로 박스2D는 C++로 작성된 핵심 라이브러리 외에도 다양한 프로그래밍 언어와 프레임워크용 바인딩이 활발히 개발되고 있다.
4. 사용 프로그램 및 게임 엔진
4. 사용 프로그램 및 게임 엔진
박스2D는 다양한 게임 개발 도구와 엔진에 통합되어 2차원 물리 시뮬레이션 기능을 제공한다. 특히 인디 게임 개발 분야에서 널리 채택되어 강력하면서도 가벼운 물리 엔진 솔루션으로 자리 잡았다.
주요 게임 엔진에서는 유니티와 코코스2d가 박스2D를 네이티브 2D 물리 엔진으로 공식 지원한다. 또한 libGDX와 LÖVE 프레임워크, 그리고 스텐실과 클릭팀의 퓨전 같은 게임 제작 도구에서도 핵심 물리 엔진으로 사용된다. 이 외에도 블렌더의 게임 엔진 모드나 ENIGMA Development Environment와 같은 오픈 소스 도구에서도 활용 사례를 찾을 수 있다.
많은 상용 게임 제작에도 적용되었으며, 특히 모바일 플랫폼의 2D 게임에서 그 성능이 두드러진다. zlib 라이선스 하에 배포되는 박스2D는 상업적 이용에 제약이 거의 없어, 개발자들이 자유롭게 게임에 통합할 수 있는 점이 큰 장점이다. 이처럼 박스2D는 2D 게임 개발 생태계의 중요한 기반 기술 중 하나로 자리매김했다.
5. 공식 웹사이트 및 커뮤니티
5. 공식 웹사이트 및 커뮤니티
박스2D의 공식 웹사이트는 www.box2d.org이다. 이 사이트는 엔진의 공식 문서, 최신 릴리스 정보, 그리고 자주 묻는 질문(FAQ)을 포함한 핵심 자료를 제공하는 주요 허브 역할을 한다. 개발자는 공식 웹사이트를 통해 엔진의 기본 개념, API 사용법, 그리고 물리 시뮬레이션의 핵심 원리를 설명하는 상세한 매뉴얼에 접근할 수 있다.
엔진의 실제 소스 코드 저장소와 이슈 트래킹은 GitHub 플랫폼에서 호스팅되고 있다. 오픈 소스 프로젝트로서, 전 세계의 개발자들이 이 저장소를 통해 코드를 살펴보고, 버그를 보고하거나 직접 수정 사항을 제안하는 등 활발한 기여를 할 수 있다. 이는 박스2D의 지속적인 개선과 유지보수를 가능하게 하는 중요한 커뮤니티 공간이다.
박스2D 사용자들 사이의 토론과 기술적 지원은 주로 포럼과 스택 오버플로우와 같은 개발자 커뮤니티에서 이루어진다. 공식 웹사이트에서 이러한 외부 커뮤니티로의 링크를 제공하기도 한다. 사용자들은 여기서 특정 구현 문제를 해결하는 방법을 논의하고, 성능 최적화 팁을 공유하며, 박스2D를 유니티나 libGDX와 같은 다양한 게임 엔진에 통합하는 사례를 찾아볼 수 있다.
