DirectX Programming (1)
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본 강좌는 프로그래밍세계 98년 10월호에 실린 내용을 발췌한 것입니다.
DirectX를 처음시작하시는 분에게 많은 도움이 되길 바랍니다.
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요즘 국내에서도 소프트웨어 수출의 바람이 일고 있다. 소프트웨어 중에
서 게임 소프트웨어만큼 수출이 용이한 분야도 없을 것이다.
특히 네트워크를 통한 온라인 게임이 각광받고 있는데 이 특집이 그런 분
야에 관심있는 독자들에게 시작할 수 있는 토대가 되었으면 하는 바램이다.
여기에서는 예제 프로그램 제작에 비주얼 C++ 5.0을 사용할 것이다. MFC
를 사용해 프로그래밍하지는 않을 것이고 SDK를 사용해 API로 프로그래밍
을 할 것이다. MFC를 이용할 경우에는 다이렉트X 자체보다는 MFC에 대한
지식이 필요해 설명하고자 하는 초점이 흐려질 수 있기 때문이다.
다이렉트X의 소개
다이렉트X란 ?
얼마 전 다이렉트X 6.0이 발표되었다. 필자는 다이렉트X 5.0에 기반하여
원고를 작성하였는데 사실 다이렉트 드로우나 다이렉트 사운드 레벨의 프
로그래밍에서 5.0과 6.0은 기능 상에 있어 큰 차이가 없다. 먼저 다이렉트X
가 무엇인지부터 살펴보도록 하겠다. 한마디로 다이렉트X를 소개하면 ‘다
이렉트X는 마이크로소프트가 발표한 멀티미디어용 라이브러리’라고 하면
될 것이다. 다이렉트X의 원래 등장 목적은 MS 도스 기반으로 형성되어있던
게임시장을 윈도 기반으로 돌릴 수 있는 바탕을 마련해주자는 것이었다. 모
든 프로그램이 MS 도스에서 윈도로 넘어간 시점에서도 게임만은 MS 도스
기반으로 제작될 수밖에 없던 적이 있었다. 이는 윈도에서는 빠른 그래픽
출력이 불가능했기 때문이었다. 물론 MS 도스상의 게임 제작에도 커다란
난점은 있었다. 게임 제작에 사용할 수 있는 표준 인터페이스가 없었기 때
문에 그래픽 보드나 사운드 카드, 입력 장치마다 별도의 드라이버를 직접
만들어야 했다. 그렇기 때문에 새로운 하드웨어가 발표되면 해야할 일이
많았다.
반면에 윈도는 GDI(Graphic Device Interface)와 MCI(Mul timedia
Control Interface)라는 표준 인터페이스를 통해 화면과 사운드 등을 제어
할 수 있도록 해주기 때문에 실제 사용되는 하드웨어가 무엇인지 개발자가
신경쓰지 않아도 되도록 해주었지만 게임의 속성상 가장 중요한 속도가 느
려지는 단점이 존재하였다. 한 번 상상해보기 바란다. 아무리 화려한 사운
드에 네트워크 기능까지 지원된다한들 화면 속도가 굼벵이 기어가듯 한다
면 누구도 선뜻 사용하려 하지 않을 것이다.
윈도 환경의 이런 단점을 극복할 수 있는 API를 게임 개발자들에게 제공하
자는 목적으로 만들어진 것이 바로 다이렉트X이다. 다이렉트X는 속도 향상
과 기반 하드웨어에 상관없는 단일 인터페이스를 통한 프로그래밍을 제공해
주는, 두 마리의 토끼를 잡자는 목적을 갖고 있다.
사실 다이렉트X 이전에도 WinG라 하여 비슷한 목적의 API가 발표된 적이 있
었으나 크게 성공을 거두지는 못하였고 그 뒤에 게임 SDK라는 이름으로 다
이렉트X가 발표되었다가 최종적으로 다이렉트X라는 이름으로 변경되었다.
다이렉트라는 말이 의미하는 것은 하드웨어를 우회하여 접근하는 것이 아
니라 직접 접근할 수 있도록 해줌으로써 빠른 속도를 제공해준다는 것이
다. 처음에 다이렉트X는 게임 개발만을 위한 API로 개발되었지만 지금은 멀
티미디어 관련 모든 응용에 사용할 수 있는 표준 API로 발전한 상태이다.
독자 여러분도 다이렉트X를 게임 개발만에 사용할 수 있다고 한정짓지 말
기 바란다. 다이렉트X가 지향하는 목표는 다음과 같다.
오락, 멀티미디어, 인터넷을 하나로
다이렉트X를 통해 게임과 멀티미디어 서비스 개발자는 속도상의 장점을 유
지하면서 디바이스 독립성이라는 장점을 유지하게 되었다. 다이렉트X가 주
는 멀티미디어 기능은 웹 상에도 적용 가능한 부분이 무궁무진하기 때문
에 애초의 게임 제작용 라이브러리라는 이미지에서 범용 멀티미디어 서비
스 라이브러리라는 보다 광범위한 범주에서 사용될 것이다.
하드웨어 발전의 가속화
다이렉트X는 보드에 이용 가능한 기능이 있을 경우 이를 소프트웨어적으로
처리하기 보다는 하드웨어적으로 처리한다. 또한 그래픽/사운드 보드나
그래픽 가속기를 만드는 하드웨어 업체(IHV : Independent Hardware
Vendors)의 의견을 적극 수렴하여 다이렉트X 하드웨어 개발 가이드라인을
만들기 때문에 하드웨어 기술과 동반 발전하는 상승 효과를 낳고 있다. 다
이렉트X는 하드웨어 기능이 있을 경우 이를 이용하고 없을 경우에만 소프
트웨어적으로 애뮬레이션한다.
개발자, 하드웨어 업체, 사용자 모두의 기대 충족
결과적으로 다이렉트X는 이와 관련된 모든 개발자들에게는 개발의 용이함
을 제공해주고 하드웨어 업체에게는 기술 발전과 더불어 더 많은 매출을
가능케 해주었으며 사용자들은 만족할 만한 수준의 프로그램을 사용할 수
있는 결과를 가져오게 되었다.
다이렉트X의 구성
현재 다이렉트X는 처음 발표할 때에 비해 굉장히 그 구성이 비대해졌다.
크게 상위 레벨의 서비스를 제공해주는 다이렉트X 미디어(DirectX Media)
와 하위 레벨의 기반을 제공해주는 다이렉트X 파운데이션(DirectX
Foundation)으로 구성된다.
먼저 기반이 되는 다이렉트X 파운데이션을 살펴보자. 이를 구성하는 요소
들로는 다이렉트 드로우, 다이렉트 인풋, 다이렉트 사운드, 다이렉트 3D
(Immediate mode), 다이렉트 셋업 등을 들 수 있다. 필자가 이번 특집에
서 다루고자 하는 부분은 바로 다이렉트X 파운데이션의 극히 일부에 해당한
다. 그만큼 다이렉트X는 방대해졌다. 다이렉트X 파운데이션을 구성하는 요
소들의 역할에 대해 간단히 요약하면 표 1과 같다.
다이렉트X 파운데이션을 기반으로 하는 다이렉트X 미디어에는 다이렉트 쇼
우, 다이렉트 애니메이션, 다이렉트 3D(Retained Mode), 다이렉트 플레이
등이 포함된다. VRML에 대한 지원 역시 다이렉트X 미디어에 포함된다. 다
이렉트X 미디어를 구성하는 요소들의 역할에 대해 간단히 요약하면 표 2와
같다.
그림 1 : 다이렉트X의 구성
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다이렉트 드로우(DirectDraw) 빠른 속도의 그래픽 출력을 담당하는 객체
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다이렉트 사운드(DirectSound) 3D까지의 사운드 출력과 사운드 녹음을
담당하는 객체
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다이렉트 인풋(Direct Input) 마우스, 키보드, 조이스틱등의
장치로부터의 입력을 담당하는 객체
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다이렉트 3D(Immediate Mode) 최적화된 3차원 그래픽 출력 엔진
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다이렉트 셋업(Direct Setup) 다이렉트X 관련 프로그램의 설치
프로그램의 생성을 담당하는 객체
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표 1 : 다이렉트X 파운데이션을 구성하는 요소들의 역할
그림 2 : 다이렉트X 파운데이션의 구조
다이렉트X는 윈도 98이나 윈도 NT 5.0에서는 운영체계의 일부로 설치된다.
하지만 윈도 95와 NT 4.0에서는 별도로 설치해주어야 한다. 만일 독자 여러
분의 PC에 윈도용 게임을 설치한 적이 있다면 다이렉트X가 설치되어 있을
것이다(게임을 설치할 때 같이 설치되었을 것이다). 다이렉트X가 설치되
지 않았거나 이전 버전의 다이렉트X가 설치되어 있다면 웹사이트
(http://www.microsoft.com/directx)나 국내 통신망을 통해 다운로드받을
수 있을 것이다. 사실 다이렉트X의 설치는 꽤 까다로운 편인데 다이렉트 셋
업을 이용하면 쉽게 설치 프로그램을 만들 수 있다.
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다이렉트쇼우 파일이나 인터넷상의 서버로부터의 동영상등의
(DirectShow) 플레이나 녹화를 담당하는 객체
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다이렉트 애니메이션 DHTML과 통합되어 웹 페이지상에서 애니메이션
을 (DirectAnimation) 제공해주는 객체
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다이렉트3D 3차원 환경에서의 애니메이션을 쉽게 해주는 객체(Retained
Mode 다이렉트 플레이 네트워크나 모뎀을 통한 멀티 사용자 게임을 쉽게
(DirectPlay) 해주는 객체
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표 2 : 다이렉트X 미디어를 구성하는 요소들의 역할
그림 3 : 다이렉트X 미디어의 구조
다이렉트X와 COM
잘 알고 있듯이 다이렉트 X 구성 요소들은 모두 COM 인터페이스를 사용하
고 있다. 이 COM은 마이크로소프트에서 제시한 바이너리 표준 인터페이스
스펙으로서 뛰어난 확장성을 제공하는 기반이 되고 있다. 결국 다이렉트 X
를 사용하려면 COM에 대한 지식이 필요하다. 그렇다고 아주 어려운 것
은 아니니까 걱정할 필요는 없다. COM 프로그래밍에 두 가지 종류가 있
다. 하나는 COM 객체를 만드는 프로그래밍이고 나머지 하나는 남이 만들
어 놓은 COM 객체를 사용하는 프로그래밍이다. 전자를 COM 서버 프로그래
밍이라고 하고 후자를 COM 클라이언트 프로그래밍이라고 한다. 전자는 상
당히 까다롭고 어렵고 힘들고 따분하지만 후자는 그리 복잡하거나 어렵지
않다. 다이렉트X의 구성 요소들은 COM 객체로 구성되어 있다. 그 이야기
는 이미 만들어져 있는 COM 객체이기 때문에 우리가 프로그램을 제작할 때
필요하다면 갖다 쓰기만 하면 된다는 것이다. 즉, 다이렉트X 프로그래밍
은 COM 클라이언트 프로그래밍이 되기 때문에 COM에 대한 많은 지식을 필
요로 하지 않는다.
원래 COM 프로그래밍에서 어떤 COM 객체가 제공해주는 인터페이스를 이용
하려면 그 객체의 CLSID나 ProgID를 알아야한다. 그 다음으로 그것의 클래
스팩토리(IClassFactory) 인터페이스를 얻어서 객체를 하나 생성하면서
지정한 인터페이스에 대한 포인터를 얻을 수 있다. 모든 COM 인터
페이스는 IUnknown으로 계승되므로 QueryInteface, AddRef, Release 등의
메소드 호출을 통해 다른 관련 인터페이스에 대한 포인터도 얻을 수 있고
객체의 메모리에서의 제거도 해줄 수 있다. COM 프로그래밍에 대한 지식이
없는 사람이 위의 말을 읽어보면 무슨 소리인지 이해가 안 갈 것이다. 다이
렉트X 객체들이 제공해주는 기능들을 이용할 때도 원래는 위와 같은 절차
를 거쳐야 한다. 하지만 개발자의 편의를 위해 이런 것을 잘 몰라도 원하
는 인터페이스를 생성해주는 도우미 함수들(Helper Function)이 제공되기
때문에 큰 걱정을 할 필요는 없다.
다이렉트X는 COM을 기반으로 하기 때문에 확장성이 뛰어나다. 아무리 확장
성이 뛰어나도 이전 버전과의 호환성이 유지되지 않는다면 별 의미가 없
을 것이다. 예를 들어 다이렉트 드로우 프로그래밍을 하다보면
IDirectDrawSurface2를 볼 수 있다. 초창기에 다이렉트 드로우 프
로그래밍을 한 사람들은 IDirectDrawSurface만 보았을 것이다. 2가 붙
었으니까 무엇인가 개선된 버전이란 느낌은 들 것이다. 다이렉트X에서는 어
떤 인터페이스의 기능에 추가가 필요하면 기존의 인터페이스는 그대로 놔
둔 채 새로운 인터페이스를 만들어낸다.
그래서 이전에 만들어진 프로그램들은 옛날의 인터페이스를 사용해 동작
하고 새로 만들어지는 프로그램들은 새로 추가된 인터페이스를 사용해 만들
어 질 수 있도록 하는 것이다. 이러한 다이렉트X만이 갖는 특징이 아니고
바로 COM의 특징이다.
- the end of this article -