비디오 게임: 과학이 게임 디자인을 형성하는 방법

2011년, 어떤 비디오 게임을 통해 과학 교육을 전혀 받지 않은 플레이어들이 10년 동안 연구자들을 곤경에 빠뜨렸던 구조 생물학 문제를 3주 만에 해결할 수 있었습니다. 이 게임의 이름은 Foldit이었으며, 참가자들은 단백질의 최종 형태를 찾기 위해 가상으로 단백질을 "접어야" 했습니다. 이를 통해 알츠하이머나 에볼라와 같은 질병의 메커니즘을 해독하는 데 기여했습니다. 공상 과학처럼 들릴지 모르지만, 이는 더 근본적인 진실을 보여주는 신호입니다. 현대 게임 디자인은 창의성에서만 탄생하는 것이 아니라 과학과의 결합에서 탄생합니다. 그리고 종종 과학은 우리가 상상하는 것보다 게임에서 더 많은 것을 배웁니다. 우리는 비디오 게임을 그래픽, 스토리, 도전, 탈출 등 순수한 엔터테인먼트로 생각하는 데 익숙합니다. 하지만 이러한 시각은 근시안적입니다. 실제로, 모든 성공적인 게임은 놀라운 양의 물리 법칙, 수학, 음향, 인공 지능, 통계 모델에 기반을 두고 있습니다. 그리고 과학과 비디오 게임의 관계는 탄생 때부터 밀접했습니다. 역사상 최초의 비디오 게임인 Tennis for Two는 1958년 브룩헤이븐 연구소의 물리학자들이 대중에게 과학을 보여주기 위해 만들었습니다. 이 게임은 오락용이 아니라 대중화 도구로 고안되었습니다. 새로운 계산 도구의 성능을 보여주기 위해 오실로스코프를 통과하는 공을 사용했습니다. 하지만, 처음부터 기계로 게임을 하고 싶은 유혹은 거부할 수 없는 것이었습니다. Ubisoft의 전 과학 책임자인 David Louapre는 초기 컴퓨터 과학자들 중 많은 이들이 기본적으로 호기심 많은 아이들이었다고 말합니다. 그들은 기회가 생기자마자 매우 값비싼 기계를 비디오 게임의 프로토타입으로 바꾸었습니다. 1960년대에 대학 메인프레임에서 탄생한 우주선 전투 게임 Spacewar!가 바로 그런 경우입니다. 반면 천체물리학자인 Roland Lehoucq는 친구의 집에서 오래된 Thomson 콘솔로 Pong을 처음 해본 것을 기억합니다. “단순화된 테니스 게임이었지만, 그 뒤에는 제가 연구실에서 설명했던 것과 동일한 물리 법칙이 있었습니다.” 그러나 비디오 게임의 과학은 뉴턴 물리학에 그치지 않습니다. 3차원과 사실적인 그래픽이 등장하면서 기술적 한계로 인해 독창적인 솔루션이 필요해졌습니다. 현대 게임은 반사, 그림자, 움직임, 충돌, 유체를 계산하여 16밀리초마다 수백만 개의 픽셀을 업데이트합니다. 예를 들어 물을 시뮬레이션하기 위해 복잡한 나비에-스토크스 방정식을 실제로 풀 수는 없습니다. 지름길을 택하고, 데이터를 조작하고, 실제 물리학의 착각을 주는 그래픽 트릭을 사용합니다. 하지만 표면이 사실처럼 보이면 플레이어는 몰입감을 느끼고 그 차이를 잊어버립니다. Lehoucq는 이것이 공상 과학과 동일한 논리라고 말합니다. 모든 것이 사실인지는 중요하지 않습니다. 중요한 것은 그것이 그럴듯하고 사용자의 직관이 존중되는 것입니다. 완벽한 예는 2019년 게임인 Outer Wilds입니다. 이 게임에서는 가상 태양계가 케플러의 법칙을 실제로 따르도록 설계되었습니다. 적절한 속도로 물체를 발사하면, 뉴턴이 그의 "산 위의 대포"로 상상했던 것처럼 물체가 궤도에 진입하는 것을 볼 수 있습니다. Lehoucq는 행성의 궤도를 측정하여 다음과 같이 확인했습니다. "주 반축의 세제곱과 주기의 제곱 사이의 비율은 물리학이 요구하는 대로 일정합니다." 그러나 시뮬레이션은 결코 완전하지 않습니다. 점프하는 마리오를 예로 들어보죠. 마리오는 올라가는 것보다 더 천천히 떨어지며, 플레이어는 레버로 낙하를 제어할 수 있습니다. 현실에서는 불가능하지만 게임을 재미있고 쉽게 즐길 수 있도록 하는 데는 필요합니다. 2D에서는 쉽게 속일 수 있습니다. 반면 3D로의 전환과 함께 물리 엔진은 게임 플레이를 즐겁게 만드는 창의적인 "속임수"에 대한 여지를 남기면서도 점점 더 현실에 가까워져야 합니다. 사운드 역시 과학 실험실입니다. 처음에는 메모리가 적어 모든 것을 사각파로 합성해야 했고, 이로 인해 상징이 된 8비트 사운드를 만들었습니다. 오늘날 실시간 사운드 생성은 거리, 재료, 장애물을 시뮬레이션하는 알고리즘을 사용하여 플레이어에게 기본적인 공간 정보를 제공합니다. 예를 들어, 소음으로 적의 위치를 파악하는 것이 승패를 좌우하는 Rainbow Six를 생각해보세요. 그러나 가장 흥미로운 반전은 오늘날에 있습니다. 과학은 비디오 게임에 영감을 주는 것뿐만 아니라 새로운 결과를 발견하기 위해 비디오 게임을 사용하기 시작했습니다. Foldit은 게임화된 "참여 과학"의 많은 예 중 하나일 뿐입니다. 그리고 게임을 위한 동일한 렌더링 기술인 GPU는 이제 인공 지능의 핵심이며, 신경망과 생성 모델의 계산을 가속화합니다. 사실상 비디오 게임은 거대한 분산형 실험실이 되었습니다. 모든 게임, 모든 선택, 모든 버그 해결은 과학 연구의 한 걸음 전진이기도 하며, 종종 우리는 이를 인식하지 못합니다. 그리고 새로운 생성형 AI가 대화를 작성하고, 행동을 생성하고, 심지어 게임 프로그래밍을 돕기 시작하면서 과학과 엔터테인먼트의 경계는 점점 더 얇아지고 있습니다. 요약하자면, 비디오 게임은 과학 문화의 적이 아니라 가장 효과적이고 접근하기 쉬운 훈련장입니다. 비디오 게임은 단순히 주의를 분산시키는 방법이 아니라, 우리가 깨닫지 못하는 사이에 학습하고 심지어 새로운 지식을 생산하는 방법, 아마도 오늘날 우리가 가진 가장 강력한 방법일 것입니다. 게임 디자인이 단지 예술과 상상력에 불과하다고 생각하셨다면, 마리오의 모든 점프, 젤다 바다의 모든 파도, 아우터 와일즈의 모든 궤도는 물리학, 수학, 신경 과학에 대한 교훈이기도 합니다. Lara Notes에는 다른 곳에서는 찾을 수 없는 제스처가 있습니다. 바로 I'm In입니다. 하트도, 좋아요도 아닙니다. 이것은 당신의 선언입니다. 이제 이 아이디어는 당신의 것입니다. 왜냐하면 당신이 시도할 다음 비디오 게임은 당신에게 작은 과학 실험실처럼 보일 것이기 때문입니다. 그리고 내일 누군가에게 Foldit 플레이어가 실제 생물학자를 이겼다고 이야기한다면, Lara Notes에서 Shared Offline으로 이를 알릴 수 있습니다. 이렇게 하면 함께 있던 사람은 그 대화가 정말 중요했음을 알게 됩니다. 이 노트는 France Culture에서 탄생했으며 49분의 청취 시간을 절약해줍니다.