프레임

프레임 ( Frame )

프레임은 화면에 한 번 그려지는 그림 ( 이미지 ) 한 장을 의미한다.

비디오나 게임에서는 이 프레임들이 연속적으로 빠르게 표시되어 움직이는 것처럼 보이는 착시 효과를 낸다.

• 영화 : 1초에 24 프레임 ( 24 FPS )
• 일반 모니터 : 60 FPS
• 게이밍 모니터 144 FPS , 240 FPS

1초 동안 화면이 몇 번 새로 그려지는가가 프레임 속도 ( FPS , Frames Per Second ) 이다.

 

 

 

인간의 시각과 프레임

인간의 눈은 약 초당 24프레임 이상부터는 부드러운 연속 동작처럼 인식한다.

하지만 게임은 영화보다 즉각적인 반응성과 입력 지연 ( Latency ) 이 중요하므로 60 FPS 이상을 목표로 한다.

• 30 FPS → 약간 끊겨 보인다 ( 콘솔 기본 )
• 60 FPS → 부드럽고 표준적이다 ( PC 기본 )
• 120 ~ 240 FPS → 초고속 반응형 ( e스포츠 , VR )

 

 

게임 루프와 프레임의 관계

게임은 게임 루프 ( Game Loop ) 라는 반복 구조로 동작한다.

각 루프 한 번이 곧 한 프레임의 처리 과정이다.

 

한 프레임의 내부 과정

1. 입력 ( Input ) 확인
   → 키보드 , 마우스 , 컨트롤러 입력을 받는다
2. 로직 ( Update ) 계산
   → 캐릭터 이동 , 물리 연산 , AI , 충돌 처리 등
3. 렌더 ( Render ) 단계
   → 카메라 시점으로 3D 장면을 2D 이미지로 그린다
4. 출력 ( Display ) 
   → 모니터에 실제로 그 이미지가 표시된다

이 순환이 매 초 수십 번 일어나기 때문에 , 프레임마다 게임이 조금씩 변하고 애니메이션처럼 보이는 것이다.

 

 

 

프레임 레이트 ( FPS ) 와 성능

FPS ( Frame Per Second ) = 초당 처리되는 프레임 수

• FPS 가 높을수록
  └ 애니메이션이 부드럽고 , 입력 반응이 빠르다
• FPS 가 낮을수록
  └ 화면이 끊기고 ( 프레임 드랍 ) , 입력 지연이 커진다

구분	예시	영향
CPU	게임 로직 , AI , 물리 연산	프레임 계산 속도
GPU	그래픽 렌더링	프레임 그리기 속도
RAM	리소스 로딩 , 캐싱	데이터 병목 방지
해상도 / 이펙트	고해상도 텍스처 , 그림자	GPU 부하 증가

• FPS 가 떨어지면 게임 루프가 제때 프레임을 완성하지 못하게 된다

 

 

Unity 에서의 프레임과 Time.deltaTime

Unity 는 매 프레임마다 Update( ) 를 호출한다

void Update()
{
    transform.Translate(Vector3.forward * speed * Time.deltaTime);
}

여기서 Time.deltaTime 은 이전 프레임과 이번 프레임 사이에 걸린 시간 ( 초 ) 을 의미한다.

• 60fps → deltaTime ≈ 0.016초
• 30fps → deltaTime ≈ 0.033초

deltaTime을 곱해주면 프레임 속도에 상관없이 일정한 이동 속도를 유지할 수 있다.

프레임 독립적인 움직임을 위해 항상 deltaTime 을 사용한다.

 

 

 

프레임 버퍼와 렌더링 파이프라인

하드웨어 관점에서 프레임은 그래픽 카드 ( GPU ) 가 프레임 버퍼 ( Frame Buffer ) 에 그린 결과물이다

• CPU → 렌더링 명령 전달
• GPU → 장면을 렌더링 후 프레임 버퍼에 저장
• 모니터 → 버퍼의 이미지를 표시

더블 버퍼링 / 트리플 버퍼링 기술은 화면 찢김 ( tearing ) 을 막고 부드러운 렌더링을 돕는다.

 

 

 

 

프레임 타임 ( Frame Time )

프레임 타임 = 한 프레임을 처리하는 데 걸리는 시간

( 60 FPS → 16.6ms per frame )

FPS	Frame Time
30	33.3ms
60	16.6ms
120	8.3ms

이 시간이 길어질수록 화면이 늦게 갱신되어 끊김이 발생한다.

개발자들은 FPS 보다는 Frame Time 을 일정하게 유지하는 것을 더 중요시하기도 한다.

 

 

 

정리

구분	설명
Frame	한 번 화면에 그려지는 이미지 한 장
FPS	초당 그려지는 프레임 수
Frame Time	한 프레임 처리에 걸리는 시간
Game Loop	입력 → 업데이트 → 렌더 과정을 반복
Time.deltaTime	프레임 간 경과 시간 ( Unity )
Frame Buffer	GPU가 최종 이미지를 저장하는 메모리 공간
목표	FPS 높이기 + Frame Time 일정하게 유지하기

비유

• 프레임은 영화의 필름 한 장면
• FPS 는 1초에 몇 장의 필름을 넘기는가
• deltaTime 은 필름 한 장을 넘기는 데 걸리는 시간