추가 적립 안내

실기에서 돌아가는 진정한 레트로 게임 개발, 어른이 된 지금이라면 만들 수 있다

추억 속의 MSX 게임을 오늘날의 개발 툴로 제작하는 방법을 파헤친다. C 언어와 비주얼 스튜디오 등 현세대 도구로 32 KB에 불과한 롬팩에 들어갈 게임을 코딩하고 빌드해본다. 이 코드베이스를 윈도우, 안드로이드, MS-DOS 등으로 포팅하며 크로스 플랫폼 프로그래밍과 동적 디버깅 기법을 익힌다. MSX 다음으로는 MS-DOS 게임 제작에 필요한 지식과 ‘듀얼 시스템’ 개발법을 자세히 살펴본다. 마지막으로 C64, NES, 아미가, PCE, MD, GB, SFC, 3DO, 세가 새턴, GBA 등 레트로 플랫폼에서의 개발 및 빌드 방법을 개괄한다. 현존하는 모든 레트로 게임 개발 지식을 가장 포괄적으로 집대성한 책이라고 자부한다.

추억 속의 레트로 게임을 모던 개발 툴로 제작하는 거의 모든 방법

잠시 1980년대 말로 돌아가자. 당신은 지금 8비트 컴퓨터 앞에 앉아 ‘MSX BASIC 게임’ 같은 책을 보고 있다. 의미도 모른 채 한 글자 한 글자 코드를 입력한 끝에 "RUN"을 치자 게임이 실행될 때의 감격, 하지만 곧 게임 중 뜬 "Syntax error" 앞에 좌절했던 기억. 그땐 게임이 어떻게 돌아가는지, 에러가 왜 나는지도 몰랐지만, 그 환희의 순간을 잊지 못해 지금도 게임을 만들거나 플레이하고 있지는 않은가. 그때는 완성하지 못했던 MSX 게임, 지금이라면 완성할 수 있다.

이 책은 크게 MSX와 MS-DOS를 중심으로, 레트로 플랫폼에서 작동 가능한 게임을 오늘날의 도구와 C 언어로 개발하는 방법을 파헤친다. 이를 위해 저자는 MSX 하드웨어 스펙이나 MS-DOS의 메모리 모델 등 오늘날 찾기 어려운 ‘과거의’ 지식을 치밀하게 발굴하고 정리해 현세대 개발자들이 이해할 수 있게 설명한다. 버전 이슈를 막고 실습 편의를 높이기 위해, 각종 툴을 포함한 배포판, 예제 소스 코드, 동영상, 도구 링크 등의 자료를 온라인으로 제공한다.

MSX와 MS-DOS용 코드를 작성하고 빌드하는 데에서 그치지 않고, 이를 윈도우, 안드로이드, MS-DOS(MSX의 경우) 등으로 포팅하며 크로스 플랫폼 프로그래밍 기법을 익힌다. 또한 로직 작성만큼이나 디버깅을 중요시하여, 곳곳에 동적 디버깅을 도입해 개발 시간을 줄이고 플랫폼에 대한 이해도 높일 수 있게 했다. 마지막으로 MSX와 MS-DOS에서의 개발 방식을 확장해 코모도어 64, 패미컴, 아미가 등 10개 레트로 플랫폼에서 게임을 개발하는 방법도 개괄함으로써 유일무이한 레퍼런스로서의 가치를 노정한다.

386, 486도 아니고 8비트 컴퓨터의 각종 제약을 극복하며 게임 제작에 필요한 개발 스킬을 익히는 것이 이 책의 핵심이다. 엔진과 프레임워크에 매몰되어 초심을 잃은 게임 개발자라면, 이 책을 통해 ‘세대를 초월한 프로그래밍의 재미’를 되찾고 다시 타오를 수 있을 것이다.

책의 구성
1부는 MSX 플랫폼을 개괄하고, 빌드 시스템 및 WSL 환경을 구축한다. 2부의 핵심은 C 언어로 작성된 ubox MSX 라이브러리를 활용한 게임 제작이다. 비주얼 스튜디오 코드로 간단한 샘플 코드를 작성하는 것에서 시작해, 〈왕가의 계곡〉과 유사한 완성도 높은 게임 소스 코드를 분석하며, 맵, 스프라이트, 사운드 등 리소스 사용법과 간단한 제작법까지 살펴본다. 여기까지의 코드를 대상으로, 3부에서 처음으로 디버깅과 크로스 플랫폼 프로그래밍을 설명한다. 4부는 실제 MSX 내에서 MSX-C, MSX 베이직, 어셈블리 등으로 개발하는 방법을 살펴보고, SDCC, HI-TECH C 컴파일러, Fusion-C 등 관련 도구, 그리고 샘플 프로젝트들을 분석한다.

5부는 MSX 개발에서 배운 지식을 바탕으로 MS-DOS에서 작동하는 게임을 만드는 방법을 알아본다. MS-DOS 개발의 가장 큰 걸림돌인 메모리 관리 모델을 자세히 설명하고, 개발 및 디버깅의 편의를 위해 두 운영체제를 활용하는 ‘듀얼 시스템’ 방법론을 도입한다. 도스박스, DJGPP, VGALIB, 알레그로4 등으로 샘플 소스들을 빌드해보며 모던 개발 환경에서 MS-DOS 게임을 제작하는 방법을 익힌다. 디버깅 또한 한 챕터를 할애해 좀 더 자세히 다루고, SDL과 HX 도스 익스텐더를 사용한 더욱 확장된 크로스 플랫폼 프로그래밍의 가능성에 대해서도 살펴본다.

6부는 앞에서 익힌 지식을 바탕으로, 코모도어 64, (슈퍼)패미컴, 아미가, PC 엔진, 메가 드라이브, 게임보이 (어드밴스), 3DO, 세가 새턴 등 10가지 레트로 플랫폼에서 게임을 개발하고 빌드하는 방법을 간단히 살펴본다.

베타리더 후기 xiii
프롤로그 xv
이 책에 대하여 xvii

PART I 준비운동

CHAPTER 1 MSX 플랫폼과 친해지기 3
1.1 에뮬레이터 5
1.2 MSX1 게임 7
1.3 MSX1 스펙 9
1.4 메모리 레이아웃 11
마치며 13

CHAPTER 2 개발 환경 구축 14
2.1 IDE 17
2.2 WSL2 18
2.3 우분투 20.04 LTS 18
2.4 빌드 시스템 및 WSL 환경 구축 19
__2.4.1 콘솔을 이용하는 방법 20 / 2.4.2 GUI 프로그램을 이용하는 방법 21
__2.4.3 retro_msx 배포판의 내용 22
2.5 소스 코드 설치 23
2.6 소스 코드 빌드 24
마치며 25

PART 2 MSX1 게임 개발

CHAPTER 3 기초 다지기 29
3.1 ubox MSX 라이브러리 30
3.2 HelloWorld 33
__3.2.1 소스 분석 35 / 3.2.2 ubox API 38
__3.2.3 crt0.z80 40 / 3.2.4 Makefile 42 / 3.2.5 실습 42
3.3 콘솔 모드 HelloWorld 43
3.4 타이머 45
3.5 외부 라이브러리 활용하기 48
3.6 배경음악 50
3.7 효과음 52
마치며 54

CHAPTER 4 샘플 게임 프로젝트 56
4.1 스네이크 56
__4.1.1 게임 로직 57 / 4.1.2 정리 63
4.2 소코반 64
__4.2.1 게임 로직 65 / 4.2.2 정리 71
4.3 테트리스 71
__4.3.1 자료구조 72 / 4.3.2 게임 로직 73 / 4.3.3 정리 79
4.4 브레이크아웃 80
__4.4.1 스프라이트 81 / 4.4.2 현대적 렌더링 시스템 81
__4.4.3 MSX1의 스프라이트 시스템 84 / 4.4.4 게임 로직 88
마치며 92

CHAPTER 5 GREEN 프로젝트 94
5.1 프로젝트 구성 95
5.2 메인 함수 및 시스템 초기화 97
5.3 게임 로직 100
__5.3.1 초기화 100 / 5.3.2 게임 루프 106 / 5.3.3 상호작용 107
마치며 112

CHAPTER 6 리소스 유틸리티 115
6.1 맵 데이터 116
__6.1.1 Tiled 맵 에디터 116 / 6.2.1 map.py 121 / 6.1.3 정리 126
6.2 타일 데이터 126
6.3 스프라이트 데이터 127
6.4 사운드 130
__6.4.1 배경음악 131 / 6.4.2 효과음 133
마치며 134

CHAPTER 7 피라미드 퀘스트 136
7.1 게임 로직 137
7.2 맵 데이터 만들기 144
7.3 유틸리티 커스터마이징 147
마치며 150

CHAPTER 8 그래픽 작업 152
8.1 타일셋 152
__8.1.1 기본 아이디어 153 / 8.1.2 근접 색상 구하기 156 / 8.1.3 24비트 PNG로 변환 157
8.2 스프라이트 제작 157
8.3 실전 162
마치며 166

PART 3 심화 주제

CHAPTER 9 디버깅 169
9.1 로깅 170
9.2 openMSX 디버거 173
__9.2.1 디버거 사용법 175 / 9.2.2 심벌 파일 176 / 9.2.3 심벌 변환 및 추가 179
__9.2.4 브레이크포인트 테스트 181 / 9.2.5 변수 조회 184 / 9.2.6 변수 조회 실습 187
마치며 190

CHAPTER 10 크로스 플랫폼 프로그래밍과 포팅 191
10.1 크로스 플랫폼 프로그래밍 192
10.2 Win32 프로젝트 193
__10.2.1 기본 아이디어 194 / 10.2.2 ubox API 수정 195
__10.2.3 GREEN 프로젝트 196 / 10.2.4 ubox API 구현 197 / 10.2.5 정리 204
10.3 안드로이드 프로젝트 205
__10.3.1 기본 프로젝트 생성 206 / 10.3.2 안드로이드 SDL 212
__10.3.3 가상 패드 217 / 10.3.4 포팅 218 / 10.3.5 정리 219
10.4 YUZA OS 220
10.5 에뮬레이터 222
마치며 226

PART 4 진짜 MSX의 세계

CHAPTER 11 MSX-C 229
11.1 개발 환경 구축 230
11.2 컴파일 이해하기 234
11.3 편집기 235
11.4 컴파일 속도 높이기 235
__11.4.1 MSX-C 툴 성능 개선 236 / 11.4.2 하드웨어 교체 236
__11.4.3 플로피에서 하드 디스크로 전환 236
11.5 샘플 프로젝트 237
__11.5.1 슈터 237 / 11.5.2 틱택토 238 / 11.5.3 Tiny Shell 240
마치며 241

CHAPTER 12 MSX 개발을 위한 레퍼런스 243
12.1 SDCC 245
__12.1.1 환경 구축 245 / 12.1.2 스타트업 코드 246
__12.1.3 Skeleton C project for MSX 246 / 12.1.4 libMSX 247
__12.1.5 MSX SDCC Boilerplate 248 / 12.1.6 I.N.E.R.T.I.A. 249
__12.1.7 MSX Fighter 250 / 12.1.8 azombie 251
12.2 HI-TECH C 컴파일러 251
__12.2.1 HelloWorld 252 / 12.2.2 C experiments for msx 253 / 12.2.3 CR3 254
12.3 Fusion-C 255
__12.3.1 환경 설정 256 / 12.3.2 bncball 257
__12.3.3 Brick Breaker Santa Demo 258 / 12.3.4 Captain kik 260
__12.3.5 Atlanta 260 / 12.3.6 Star Rangers 262 / 12.3.7 레퍼런스 263
12.4 비주얼 스튜디오 263
__12.4.1 메이크파일 프로젝트 264 / 12.4.2 MSX-Templates-for-VisualStudio 266
__12.4.3 Arya 267 / 12.4.4 테트리스 267
12.5 Z88DK 268
__12.5.1 환경 구축 269 / 12.5.2 plot 269 / 12.5.3 틱택토 270
__12.5.4 balloons 270 / 12.5.5 Death Star 271
__12.6 RetroDeluxe 게임 엔진 272
12.7 MSX2DAAD 274
마치며 276

CHAPTER 13 기타 언어 MSX 프로그래밍 278
13.1 MSX 베이직 278
__13.1.1 가상 플로피 디스크 준비 278 / 13.1.2 스피드 게임 280
__13.1.3 베이직 명령어 281 / 13.1.4 PAPPLE 281
__13.1.5 MSXPen 282 / 13.1.6 레퍼런스 284
13.2 Z80 어셈블리 285
__13.2.1 HelloWorld 286 / 13.2.2 트랜스볼 289 / 13.2.3 MSXPen 290
__13.2.4 8bitworkshop IDE 293 / 13.2.5 펭귄 플랫포머 게임 294
__13.2.6 퐁 295 / 13.2.7 메탈기어 296
13.3 자바 297

MSX 편 마무리 302

PART 5 MS-DOS용 게임 만들기

CHAPTER 14 MS-DOS 살펴보기 307
14.1 XT 310
14.2 286 310
14.3 메모리 관리 314
__14.3.1 EMS 318 / 14.3.2 XMS 319
14.4 386 321
__14.4.1 EMM386 322 / 14.4.2 도스 익스텐더 323
14.5 486 326
마치며 326

CHAPTER 15 개발 도구 살펴보기 328
15.1 도스박스 329
15.2 컴파일러 333
15.3 환경 구축 333

CHAPTER 16 도스 게임 프로젝트 335
16.1 메모리 모델 335
16.2 도스박스 빌드 시스템 338
__16.2.1 테트리스 338 / 16.2.2 슈터 프로젝트와 MegaBreak 340
__16.2.3 Little Game Engine 342 / 16.2.4 Commander Keen in Keen Dreams 343
16.3 콘솔 도스 빌드 시스템 345
__16.3.1 Jump 'n Bump 345 / 16.3.2 Eradicate 346
마치며 347

CHAPTER 17 VGALIB 349
17.1 Win32 빌드 350
17.2 도스박스 + 볼랜드 C++ IDE 350
17.3 도스박스 + 비주얼 스튜디오 코드 351
17.4 듀얼 모니터를 활용한 디버깅 352
마치며 354

CHAPTER 18 알레그로4 355
18.1 개발 시스템 구축: Win32/DOS 컴플리트 시스템 356
18.2 HelloWorld 358
__18.2.1 Win32 빌드 359 / 18.2.2 DOS 빌드 360
__18.2.3 Makefile 362 / 18.2.4 정리 363
18.3 알레그로4 프로그래밍 기초 363
__18.3.1 기본 프레임워크 363 / 18.3.2 디버깅 365
18.4 알레그로4 API 활용 366
__18.4.1 비트맵 로딩 367 / 18.4.2 더블 버퍼링 368 / 18.4.3 타이머 370
__18.4.4 바운딩 박스를 통한 충돌 감지 371 / 18.4.5 스네이크 바이트 373
__18.4.6 데이터 파일 사용하기 374 / 18.4.7 정리 377
18.5 게임 프로젝트: 기초편 377
__18.5.1 브레이크아웃 377 / 18.5.2 테트리스 381
__18.5.3 테트리스 2 382 / 18.5.4 스네이크 바이트 383
18.6 게임 프로젝트: 고급편 386
__18.6.1 슈터 386 / 18.6.2 RA2 387 / 18.6.3 테트리스 388
__18.6.4 스케이터 388 / 18.6.5 마리오 카트 389 / 18.6.6 동키 390
__18.6.7 어드벤처 데모 프로젝트 390 / 18.6.8 호환성 확인 391
18.7 매피 에디터 392
__18.7.1 맵 데이터 작성 393 / 18.7.2 맵 데이터 로드 395
__18.7.3 맵 데이터와 상호작용 397 / 18.7.4 최종 테스트 401 / 18.7.5 정리 402
18.8 서드파티 403
__18.8.1 zlib 404 / 18.8.2 ppcol 404 / 18.8.3 dumb 406
__18.8.4 jptui 407 / 18.8.5 pmask 407 / 18.8.6 libxml2 409
18.9 폭스레인저 리메이크 409
__18.9.1 서드파티 412 / 18.9.2 한글 출력 414 / 18.9.3 게임 로직 417
__18.9.4 게임 리소스 421 / 18.9.5 정리 423
마치며 424

CHAPTER 19 디버깅 실전 426
19.1 32비트 프로그램 427
19.2 Plumber No More 429
__19.2.1 리모트 디버깅 430 / 19.2.2 디버깅 실전 431
마치며 435

CHAPTER 20 SDL + HX 도스 익스텐더 437
20.1 제약 조건 438
__20.1.1 파일 이름 길이 439 / 20.1.2 컴파일러 선택 439
__20.1.3 그래픽 카드 440 / 20.1.4 SDL 버전 문제 440
20.2 환경 구축 441
20.3 샘플 프로그램 442
__20.3.1 Hello 프로젝트 443 / 20.3.2 팩맨#1 444 / 20.3.3 팩맨#2 445
20.4 GREEN 프로젝트 446
마치며 448

MS-DOS 편 마무리 450

PART 6 그 밖의 레트로 플랫폼 게임 프로그래밍

CHAPTER 21 코모도어 64 455
21.1 환경 구축 455
21.2 Ball 458
21.3 C64maze 459

CHAPTER 22 패밀리 컴퓨터 461
22.1 환경 구축 461
22.2 HelloWorld 462
22.3 2D 플랫포머 게임 463

CHAPTER 23 아미가 465
23.1 에뮬레이터 467
23.2 빌드 환경 구축 472
23.3 비주얼 스튜디오 코드 아미가 익스텐션 474

CHAPTER 24 PC 엔진 477
24.1 환경 설정 477
24.2 HelloWorld 478
24.3 bonks 479

CHAPTER 25 메가 드라이브 480
25.1 환경 설정 480
25.2 IDE 설치 481
25.3 HelloWorld 484
25.4 샘플 2D 플랫포머 485

CHAPTER 26 게임보이 486
26.1 환경 구축 486
26.2 HelloWorld 487
26.3 고급 예제 488
26.4 동적 디버깅 489

CHAPTER 27 슈퍼패미컴 492
27.1 환경 설정 493
27.2 HelloWorld 493
27.3 BreakOut 495

CHAPTER 28 3DO 496
28.1 환경 구축 497
28.2 샘플 프로젝트 빌드 498
28.3 Space Invaders Invaders 499

CHAPTER 29 세가 새턴 500
29.1 조 엔진 501
29.2 Saturn Orbit 504

CHAPTER 30 게임보이 어드밴스 506
30.1 환경 구축 507
30.2 문자 출력 507
30.3 Tank Gameboy Advance 508
30.4 Skiing Advance 509
30.5 BATTLE-CITY-GBA 510
30.6 Programmer’s Notepad 511

APPENDIX 부록

APPENDIX A 비주얼 스튜디오 2019 519
A.1 vcpkg 520
A.2 단축키 521

APPENDIX B SDL 524
B.1 플립 프로젝트 525
B.2 레퍼런스 527

에필로그 513

APPENDIX C 우분투 이미지 만들기 529
C.1 SDCC 4.0 설치 530
C.2 파이썬 3.9 설치 530
C.3 hex2bin 531
C.4 아코스 트래커 2 531

찾아보기 533

롬팩의 최대 크기는 32 KB 이하가 되어야 하며 램의 크기는 8 KB~64 KB, 비디오램은 16 KB라는 것을 기억해두자. 2021년 기준 최신 데스크톱의 메모리는 64 GB, NVIDIA 지포스 RTX 3090의 비디오램의 크기가 24 GB인 것을 생각하면 MSX1 머신의 사양은 너무 초라해 보인다. / 또 인텔 i9 코어 시리즈의 코어 하나의 클록 속도는 대략 4 GHz이며 Z80 프로세서의 클록은 3.58 MHz이므로 비교하기 민망할 정도의 성능이다. 멀티 코어를 고려했을 때, i9 시리즈는 코어가 10개, 논리 코어가 20개인 것을 감안하면 두 CPU 간 성능 격차는 더욱더 벌어진다. (11쪽)

ubox MSX 라이브러리는 MSX1 게임을 쉽게 제작하자는 취지 아래 제작된 C 라이브러리다. 사용자가 최대한 쉽게 사용할 수 있도록 인터페이스를 구축했다. 물론 MSX 베이직 언어와 Z80 언어로도 MSX 게임을 작성하는 것이 가능하지만 언어의 범용성이 낮고 시간 투자 대비 효율성이 떨어지므로 실용적인 언어로 게임을 작성하는 방법을 강구해야 한다. C 언어는 범용적으로 사용되는 언어일 뿐만 아니라 당분간은 사멸할 운명에 처한 언어가 아니므로 C 언어로 MSX 게임을 개발할 수 있다면 최적일 것이라 판단했다. ubox MSX 라이브러리는 Z80 CPU를 제어하는 코드를 Z80 어셈블리 언어로 구현한 다음, 그 코드를 래핑하여 C 언어에서 호출할 수 있도록 구현했다. (30쪽)

앞에서 스프라이트의 개념에 대해 자세하게 소개한 이유는 브레이크아웃 게임을 포함해서 앞으로 다룰 게임들이 스프라이트 기능을 사용하기 때문이다. 여기까지 내용을 이해했다면 ubox MSX 라이브러리가 제공하는 스프라이트 관련 함수도 이름을 통해 쉽게 유추할 수 있을 것이다. / 브레이크아웃 게임 역시 메인 함수에서 run_game 함수를 호출하여 메인 로직을 실행한다. InitGame 함수를 호출해서 게임 환경을 초기화하고 draw_map() 함수를 호출해서 맵을 그린다. 그다음 while 루프로 진입을 해서 메인 로직을 실행한다. 공과 패들 같은 스프라이트를 조작하기 위해서는 스프라이트 매니저 시스템을 활용한다. 스프라이트 관련 함수는 spman.h 파일에 정의되어 있으며 spman_init 함수를 호출해서 초기화를 수행한다. (88쪽)

게임 개발에서는 게임 콘텐츠 개발이 핵심이지만 부수적으로 버그를 빠른 시간에 잡아낼 수 있는 디버깅 테크닉이 필요하다. 9장에서는 디버깅 테크닉의 대표적인 예로 로깅 기법과 openMSX 및 openMSX 디버거를 활용한 동적 디버깅 기법을 소개했다. / openMSX 디버거를 활용하면 다소 불편하기는 하지만 전역 변수나 로컬 변수, 그리고 함수의 파라미터 값을 조회할 수 있음을 확인했다. 또한 빌드 시 생성한 심벌을 활용하면 실행 코드를 C 소스 레벨에서도 확인 가능했다. 여기서 확인할 수 있는 사항은, 현대의 디버거는 9장에서 살펴봤던 디버깅 단계를 전부 은닉하여 사용자에게 최대한의 편의성을 제공한다는 것이다. 비주얼 스튜디오에서 C++로 작성된 프로그램을 디버깅할 때에는 자동으로 로컬 변수의 이름을 해결하므로 함수 내부를 조회할 때 어셈블리 언어를 볼 필요가 없다. 디버거가 자동으로 작업을 처리해주기 때문이다. (190쪽)

설정 파일에 HIMEM.SYS 드라이버를 로드하고 DOS=HIGH 명령을 기술하면 커널의 일부를 HMA 영역으로 이동할 수 있다. / HIMEM.SYS 드라이버를 실행하고 나면 XMS API 호출에 따른 메모리 할당이 가능해진다. 이후 응용프로그램이 XMS API를 사용해서 XMS 메모리에 메모리 할당을 요청하거나 읽기를 실행하면 HIMEM.SYS에서 구현한 XMS API 구현체가 실행된다. 리얼 모드에서는 1 MB 이상의 메모리에 접근하는 것이 불가능하기 때문에 HIMEM.SYS는 먼저 CPU 운영모드를 16비트 보호 모드로 전환한다. (320쪽)

킥스타트(Kickstart)는 코모도어가 개발한 아미가 컴퓨터 부트스트랩 펌웨어다. IBM-PC에 전원을 넣으면 BIOS가 하드웨어를 초기화하듯이 킥스타트도 아미가 컴퓨터의 하드웨어를 초기화한다. 다만 IBM-PC의 BIOS와는 달리, 킥스타트는 자체적으로 아미가(OSAmigaOS)의 구성 요소를 내장하고 있으며 아미가OS의 핵심 구성 요소를 초기화하는 책임도 가진다. 킥스타트는 하드웨어를 초기화하고 OS의 초기화 작업을 완료한 다음에는 하드 디스크나 플로피 디스크 등의 매체를 읽어서 부팅을 시도한다. (466쪽)