로블록스의 게임들은 어떻게 하나의 플랫폼 안에서 작동할까?

1.1 클라우드 기반의 서버-클라이언트 아키텍처

로블록스 내의 모든 게임은 철저하게 클라우드 기반의 서버-클라이언트 모델을 기반으로 구동된다. 플레이어가 게임에 접속하는 순간 로블록스의 배정 시스템(Matchmaking System)은 전 세계에 분산된 전용 데이터 센터에서 해당 게임의 서버 인스턴스를 즉각적으로 생성한다.

게임 내부의 모든 물리 연산, 플레이어 데이터 처리, 주요 게임 로직은 이 구름 위 서버(Server Side)에서 일어난다. 개별 플레이어의 기기(Client Side)는 서버가 보내주는 렌더링 정보와 물리적 상태값을 화면에 출력하고, 사용자의 입력 데이터를 다시 서버로 전달하는 앙상블 역할을 수행할 뿐이다. 이러한 구조 덕분에 사용자의 기기 사양이 서로 달라도 동일한 가상 공간에서 동기화된 경험을 누릴 수 있으며, 게임 데이터의 조작이나 핵 프로그램 사용을 구조적으로 억제할 수 있다.

1.2 자체 개발 3D 엔진 Roblox Engine과 Luau 스크립트

플랫폼 내 모든 게임이 동일한 환경에서 작동할 수 있는 근본적인 이유는 로블록스 커스텀 3D 렌더링 및 물리 엔진인 'Roblox Engine'을 공유하기 때문이다. 개발자가 로블록스 스튜디오를 통해 게임을 제작하면, 해당 게임은 유니티나 언리얼 엔진처럼 독자적인 실행 파일(.exe)로 빌드되는 것이 아니라 플랫폼이 이해할 수 있는 데이터 구조체인 데이터 모델(DataModel) 형태로 저장된다.

이 데이터 모델을 움직이는 핵심 언어는 루아(Lua) 5.1을 기반으로 로블록스 측에서 직접 개조한 'Luau'라는 프로그래밍 언어다.^{[1]https://luau.org — 로블록스 개발진이 기존 루아 5.1의 성능 한계를 극복하기 위해 직접 C++로 처음부터 다시 재작성한 자체 오픈소스 언어다. 원래는 플랫폼 내부에서만 쓰이다가 2021년에 공식 오픈소스로 공개되었다.} Luau는 점진적 타입 지정(Gradual Typing)과 높은 성능의 가비지 컬렉션을 지원하여 플랫폼 보안을 해치지 않는 선에서 개발자가 자유롭게 게임 로직을 구현할 수 있도록 돕는다. 클라이언트는 수신한 데이터 모델과 Luau 스크립트를 자체 런타임 환경에서 인터프리팅하여 실시간으로 화면에 구현해낸다.

1.3 에셋 관리와 DataStore 시스템

로블록스 플랫폼 전체는 거대한 중앙 집중식 자원 관리 시스템을 탑재하고 있다. 게임 내에 사용되는 모든 3D 메시, 텍스처, 음원 파일은 고유한 에셋 ID(Asset ID)를 부여받아 로블록스의 클라우드 저장소에 저장된다. 각 게임들은 이 에셋 ID만을 참조하여 필요할 때마다 동적으로 자원을 불러오므로 플랫폼 전체의 용량을 극적으로 절약할 수 있다.

또한 플레이어의 레벨, 아이템, 재화와 같은 영구 데이터는 게임 내부에 저장되는 것이 아니라 'DataStore'라 불리는 플랫폼 차원의 NoSQL 데이터베이스 파이프라인을 통해 관리된다. 이 덕분에 플레이어가 A라는 게임을 종료하고 B라는 게임으로 이동하거나, PC에서 모바일 기기로 전환하여 접속하더라도 데이터의 연속성이 안전하게 보장된다.

1.4 교차 플랫폼(Cross-Platform) 지원과 자동화된 최적화

로블록스는 윈도우, 맥OS, iOS, 안드로이드, 엑스박스, 플레이스테이션, VR 기기 등 서로 다른 운영체제와 하드웨어 환경을 단 하나의 코드베이스로 지원한다.^{[2]https://ir.roblox.com — 초기 로블록스는 PC 플랫폼 전용 서비스로 시작했으나, 멀티플랫폼 확장 전략을 거쳐 현재는 콘솔과 모바일, VR 헤드셋까지 완벽하게 지원하는 크로스플랫폼 생태계를 구축했다.} 이는 로블록스 클라이언트 프로그램이 각 플랫폼의 최하단 API(DirectX, Metal, Vulkan 등)를 추상화하여 자체 엔진 레이어로 감싸고 있기 때문이다.

크리에이터가 게임을 작성하면 로블록스 엔진이 접속한 기기의 사양과 해상도를 자동 감지하여 텍스처 품질, 시야거리(LOD), 물리 연산의 정밀도를 실시간으로 가변 조절한다. 결과적으로 개발자는 개별 기기별로 게임을 별도 포팅할 필요가 없으며, 사용자들은 단 하나의 플랫폼 앱 내부에서 기기의 제약 없이 동일한 게임에 접속하여 함께 플레이할 수 있게 된다.

2.1 클라이언트 기반의 동적 샌드박싱과 루아우(Luau) 런타임

로블록스 내의 모든 게임(체험)은 별도의 가상 머신(VM) 환경인 '샌드박스' 내에서 실행된다. 로블록스는 자체 제작한 미니멀하고 고성능인 언어 Luau(Lua 5.1 기반)를 사용하는데, 이 언어의 런타임은 플레이어의 기기 메모리와 운영체제(OS) 파일 시스템에 직접 접근하는 것을 엄격히 차단한다. 플레이어가 A 게임에서 B 게임으로 이동할 때, 로블록스 클라이언트 실행 파일 자체는 종료되지 않는다. 단지 기존 게임의 C++ 엔진 레벨 메모리 데이터를 비우고, 새 게임의 Luau 스크립트와 에셋만을 순식간에 다운로드하여 가상 머신에 덮어씌우는 구조다. 하나의 웹 브라우저가 탭을 전환하며 수많은 웹사이트를 띄우는 것과 구조적으로 매우 유사하다.^{[3]이 때문에 로블록스 클라이언트는 게임 전용 엔진이라기보다 '3D 전용 웹 브라우저'라는 별명으로 자주 불린다.}

2.2 클라우드 분산 서버 프레임워크와 즉시 프로비저닝

플레이어가 게임 내에서 '플레이' 버튼을 누르는 순간, 로블록스의 백엔드 시스템은 AWS 및 자체 데이터 센터의 클라우드 서버에서 수 밀리초(ms) 만에 해당 게임의 전용 서버 인스턴스(Server Instance)를 생성(프로비저닝)한다. 개발자가 서버 서버용 PC를 직접 대여하거나 배틀넷처럼 별도의 릴레이 서버를 구축할 필요가 없다. 대기열(Queue)이 늘어나면 서버 인스턴스가 무한히 복제되어 스케일아웃(Scale-out)되며, 해당 인스턴스에 플레이어가 모두 나가면 서버는 자동으로 소멸한다. 이 모든 과정이 플랫폼 단에서 완전히 자동화되어 작동한다.

2.3 레기아(DataModel) 트리 구조와 렌더링 파이프라인의 일원화

로블록스의 모든 게임 데이터는 `DataModel`이라 불리는 단 하나의 거대한 족보(Tree) 객체 구조로 이루어져 있다. 게임 속 3D 모델, 스크립트, 물리 엔진 설정, 심지어 플레이어의 UI까지 전부 이 트리 구조의 하위 노드(Node)로 존재한다. 로블록스 클라이언트는 게임의 종류와 관계없이 오직 이 `DataModel` 트리를 읽어 화면에 그려내는(Rendering) 일종의 '범용 3D 브라우저' 역할을 수행할 뿐이다. 게임이 바뀐다는 것은 이 트리 구조의 내용물이 통째로 교체되는 것에 불과하므로, 게임마다 별도의 실행 파일(.exe)을 설치할 필요가 없다.

2.4 글로벌 데이터스토어(DataStore)와 게임 간 데이터 연동 limitation

모든 로블록스 게임의 유저 데이터(골드, 아이템, 레벨 등)는 플레이어 개인 기기가 아닌 로블록스의 중앙 데이터베이스(NoSQL 기반)에 저장된다. 흥미로운 점은 개발자가 허용할 경우, '유니버스(Universe)'라는 개념을 통해 플레이어가 A 게임에서 얻은 능력치나 아이템을 B 게임으로 그대로 가지고 이동하는 시스템을 구현할 수 있다는 것이다. 플랫폼 차원에서 유저 식별자(UserID)와 데이터스토어 API를 통일해 두었기 때문에 가능한 메커니즘이다.

2.5 텔레포트 서비스(TeleportService)를 통한 Seamless 서버 이동

로블록스는 서로 다른 게임(체험) 간, 혹은 같은 게임의 다른 맵 간의 이동을 `TeleportService`라는 엔진 내장 API로 지원한다. 유저가 게임 속 차원문을 타고 다른 세계로 이동할 때, 엔진은 기존 서버와의 네트워크 연결을 끊고 즉시 새 서버의 IP 주소를 받아 비동기 접속을 시도한다.^{[4]이 기능을 활용해 여러 개의 독립된 로블록스 게임을 하나의 거대한 오픈월드 맵처럼 연결해 플레이어를 워프시키는 대규모 협동 프로젝트도 종종 제작된다.} 이때 로딩 화면 역시 단일 플랫폼 내에서 제어되므로 유저는 게임이 완전히 꺼졌다 켜지는 느낌을 받지 않고, '다른 지역으로 공간 이동'을 하는 듯한 연속적인 플레이 경험(Seamless Experience)을 얻게 된다.