마인크래프트 맵은 거대한 3D 공간을 저장해야 하기 때문에 매우 효율적인 자료구조와 파일 포맷을 사용해 저장됩니다. 이러한 구조는 플레이어가 생성한 블록 데이터, 환경, 엔티티 위치 등을 모두 담고 있어야 하며, 이를 효율적으로 관리하기 위해 여러 개의 레이어와 압축 알고리즘이 적용됩니다. 마인크래프트 맵 저장에 사용되는 주요 자료구조와 포맷은 다음과 같습니다:
1. Region 파일 포맷
마인크래프트의 맵은 Region 단위로 나뉘어 저장되며, 이 Region 파일은 .mca
확장자를 사용합니다. 하나의 Region 파일은 32x32 청크(Chunk)를 포함하며, 이를 통해 맵 전체를 작은 단위로 나눠서 저장합니다. 이러한 구조는 메모리 사용을 효율적으로 관리하고, 맵 로딩을 최적화하는 데 도움을 줍니다.
1.1 Chunk 구조
마인크래프트 맵은 청크(Chunk) 단위로 나뉘어 저장되며, 각 청크는 16x16 블록의 넓이와 384 블록의 높이를 가지는 3D 공간입니다.
- 각 청크는 게임의 월드 데이터를 저장하는 기본 단위로, 블록의 위치, 유형, 메타데이터, 조명 상태, 생물 군집 정보 등이 포함됩니다.
- 청크는 플레이어가 움직일 때마다 그 근처의 청크가 로드되고, 멀어지면 언로드되어 메모리 사용을 절감합니다.
1.2 Region 파일 포맷 설명
- Region 파일은 GZip 또는 Zlib을 사용해 압축된 상태로 저장됩니다.
- 각 Region 파일에는 32x32 청크가 포함되어 있고, 파일 내에서 각 청크는 고유한 오프셋을 가집니다.
- 파일 내부에는 청크 데이터를 빠르게 찾아갈 수 있도록 오프셋 테이블과 타임스탬프 테이블이 존재합니다.
- 이를 통해 청크 데이터를 효율적으로 저장하고, 필요할 때만 청크를 불러오는 방식으로 게임 성능을 최적화합니다.
2. NBT (Named Binary Tag) 구조
마인크래프트의 데이터를 저장하는 핵심 자료구조는 NBT(Named Binary Tag) 포맷입니다. 이 포맷은 블록 데이터, 아이템, 엔티티, 월드 속성 등을 직렬화해 저장하며, 데이터에 이름과 타입을 부여하여 계층적으로 관리할 수 있게 해줍니다.
2.1 NBT 데이터 구조
- NBT는 트리 구조로 되어 있으며, 데이터를 저장하는 각 노드가 이름과 데이터 유형을 가집니다.
- NBT 포맷은 바이너리로 저장되기 때문에 텍스트 기반의 저장 방식보다 훨씬 효율적입니다.
- 주요 데이터 유형:
TAG_Byte
,TAG_Short
,TAG_Int
: 정수형 데이터TAG_Long
: 큰 정수형 데이터TAG_Float
,TAG_Double
: 실수형 데이터TAG_String
: 문자열 데이터TAG_List
,TAG_Compound
: 리스트나 트리 구조로 데이터를 저장
- 마인크래프트의 다양한 데이터는 이 NBT 구조로 저장되며, 블록 상태, 플레이어 위치, 엔티티 상태 등 월드의 거의 모든 데이터가 NBT로 관리됩니다.
2.2 NBT 활용 예시
- 플레이어 데이터: 플레이어의 위치, 체력, 인벤토리 상태가 NBT로 저장됩니다.
- 블록 데이터: 각 블록의 상태, 위치, 유형도 NBT로 관리되며, 특정 블록의 추가 정보(예: 상자 안의 아이템 목록, 문 위치)도 포함됩니다.
- 엔티티 데이터: 몹, NPC, 동물 등 모든 엔티티의 상태와 AI 정보도 NBT에 저장됩니다.
3. Level.dat 파일
마인크래프트 월드에서 level.dat 파일은 세계의 전반적인 메타데이터를 저장하는 파일입니다. 이 파일 역시 NBT 포맷을 사용하여 저장됩니다.
- 세계 설정: 난이도, 게임 모드, 스폰 위치 등 월드의 설정 정보가 포함됩니다.
- 시간 정보: 세계 내에서 시간이 얼마나 흘렀는지와 같은 정보가 저장됩니다.
- 플레이어 데이터: 플레이어의 위치, 인벤토리 상태, 체력 등이 기록됩니다.
4. Entity 데이터와 AI
몹이나 NPC와 같은 엔티티(Entity)의 데이터도 마인크래프트의 맵 저장 구조에 포함됩니다.
- 엔티티의 위치, 행동 패턴, 건강 상태, AI 동작 상태 등이 저장되며, 이 역시 NBT 포맷을 통해 저장됩니다.
- 이 데이터는 월드가 저장될 때 저장되고, 월드가 로드될 때 다시 불러와집니다.
5. 데이터 패킷 구조
서버 기반의 멀티플레이 환경에서는 월드 데이터가 클라이언트와 서버 사이에서 주고받을 수 있도록 데이터 패킷 형태로 전달됩니다. 이는 네트워크를 통한 데이터 전송에 최적화된 구조로, 월드 데이터나 플레이어의 동작 등이 패킷화되어 전송됩니다.
결론
마인크래프트의 맵 저장에 사용되는 자료구조는 매우 효율적이고 최적화된 방식으로 이루어져 있습니다. Region, Chunk 단위의 맵 저장 방식과 NBT 포맷을 통해 월드 데이터를 계층적으로 관리하며, 이는 매우 큰 월드도 효과적으로 저장하고 불러올 수 있게 해줍니다.
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