C++ deltaTime 완벽 이해: 왜 프레임마다 시간이 다를까?

🚀 들어가며

게임을 만들다가 이런 경험을 해보셨을 겁니다.

컴퓨터가 빠르면 게임이 빨라지고
컴퓨터가 느리면 게임이 느려진다

같은 코드인데 실행 환경에 따라 게임 속도가 달라집니다.

이 문제를 해결하는 핵심 개념이 바로 deltaTime입니다.

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🎯 문제 상황

position += speed;

이 코드는 매 프레임마다 위치를 증가시킵니다.

문제는 프레임 수입니다.

60 FPS → 1초에 60번 실행
120 FPS → 1초에 120번 실행

즉, 프레임이 많을수록 더 많이 이동합니다.

60 FPS → 60번 이동
120 FPS → 120번 이동

👉 결과: 컴퓨터 성능에 따라 게임 속도가 달라짐

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🧠 해결 방법: deltaTime

deltaTime은 이전 프레임과 현재 프레임 사이의 시간입니다.

deltaTime = 현재 시간 - 이전 시간

이 값을 이용하면 “프레임 기준”이 아니라 “시간 기준”으로 계산할 수 있습니다.

position += speed * deltaTime;

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🧠 직관적으로 이해하기

deltaTime은 “속도” 개념으로 이해하면 쉽습니다.

이동 거리 = 속도 × 시간

게임에서도 동일합니다.

👉 speed는 “1초 동안 이동하는 거리”
👉 deltaTime은 “이번 프레임에서 흐른 시간”

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🔢 실제 숫자로 이해하기

지금까지 설명한 내용을 그림으로 정리해보면 다음과 같습니다.

핵심은 프레임 수가 달라져도 시간 기준(deltaTime)으로 계산하면 최종 이동 속도는 동일해진다는 점입니다.

위 그림처럼 FPS가 높아질수록 프레임당 deltaTime은 작아집니다.

반대로 FPS가 낮아질수록 deltaTime은 커집니다.

즉

• 빠른 컴퓨터 → 자주 업데이트하지만 조금씩 이동
• 느린 컴퓨터 → 적게 업데이트하지만 많이 이동

결과적으로 1초 기준 이동량은 동일하게 유지됩니다.

이것이 deltaTime의 핵심 목적입니다.

 

아래 예시를 통해 이해해봅시다.

speed = 10 (1초에 10 이동)

60 FPS:

deltaTime ≈ 0.016

10 * 0.016 = 0.16

120 FPS:

deltaTime ≈ 0.008

10 * 0.008 = 0.08

👉 프레임마다 이동량은 다르지만
👉 1초 기준 이동량은 동일합니다

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🎮 deltaTime 계산하기

LARGE_INTEGER frequency;
QueryPerformanceFrequency(&frequency);

LARGE_INTEGER prevTime;
QueryPerformanceCounter(&prevTime);

while (true)
{
    LARGE_INTEGER currentTime;
    QueryPerformanceCounter(&currentTime);

    float deltaTime =
        static_cast(currentTime.QuadPart - prevTime.QuadPart)
        / static_cast(frequency.QuadPart);

    prevTime = currentTime;
}

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⚠️ 실무에서 중요한 문제

deltaTime이 너무 클 때

deltaTime = 0.5

position += speed * 0.5;

👉 캐릭터가 순간이동처럼 움직일 수 있습니다

그래서 보통 제한을 둡니다.

deltaTime = std::min(deltaTime, 0.033f);

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🎯 고정 프레임 vs 가변 프레임

가변 프레임

매 프레임 deltaTime이 다름

고정 프레임

항상 일정한 값 사용

게임 엔진은 상황에 따라 두 방식을 조합합니다.

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🧠 게임 루프와의 관계

게임 루프
↓
deltaTime 계산
↓
Tick (Update)
↓
Render

deltaTime은 게임 루프의 핵심입니다.

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🎯 핵심 정리

• deltaTime은 프레임 간 시간 차이이다
• 프레임이 아닌 시간 기준으로 계산해야 한다
• position += speed * deltaTime 형태로 사용한다
• 게임 속도를 일정하게 유지하는 핵심 요소이다

이 구조를 이해하면
게임 엔진의 시간 처리 방식이 어떻게 동작하는지 보이기 시작합니다.

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🎮 마무리

deltaTime은 단순한 변수 하나처럼 보이지만,

👉 게임 전체 속도를 결정하는 핵심 요소입니다.

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🚀 한 단계 더 나아가고 싶다면

deltaTime은 게임 루프, 입력 시스템, 물리 처리와 모두 연결됩니다.

단순히 사용하는 것을 넘어서,
엔진이 어떻게 동작하는지 이해하는 데 초점을 맞춘 내용입니다.