모범답안 — 지연 보상: 클라 예측, 서버 재조정, 보간/외삽, lag compensation

난이도: 상

핵심 답변

권위 서버: 게임 상태의 진실은 서버가 갖는다. 클라는 입력을 보내고 서버 결과를 받아 표시. 클라를 믿으면 **치트(위치/데미지 조작)**가 자유로워지므로 신뢰하지 않는다.
클라이언트 예측: 입력을 서버 응답을 기다리지 않고 로컬에서 즉시 적용해 반응성을 확보. 서버 결과가 오면 **재조정(reconciliation)**으로 어긋남을 보정.
재조정: 클라는 입력에 시퀀스 번호를 붙여 보관. 서버가 "이 입력까지 반영한 권위 상태"를 보내면, 클라는 그 상태에서부터 **아직 미확인인 입력들을 다시 재생(replay)**해 현재로 보정한다.
원격 엔티티: 과거 스냅샷 사이를 보간해 부드럽게 그린다(약간의 의도적 지연 버퍼). 스냅샷이 끊기면 속도로 외삽.
lag compensation: 서버가 발사 시점의 화면(과거 상태)으로 되감아 피격을 판정 → 쏜 사람 기준 공정. 부작용으로 "엄폐물 뒤에서 맞는" 현상.

모든 충돌·데미지·이동 검증을 서버가 한다. 클라가 "나 순간이동했고 너 죽었어"라고 보내도 서버가 검증·거부할 수 있어야 한다.
클라를 신뢰하면 speedhack/aimbot/텔레포트/데미지 조작이 막을 길이 없다. 그래서 클라는 입력(의도)만 보내고, 결과는 서버가 결정한다. 단점은 입력→반영에 RTT 지연이 생기는 것 → 아래 기법들로 가린다.

예측: 유저가 W를 누르면 서버 응답을 기다리지 않고 클라가 즉시 캐릭터를 앞으로 옮긴다. 동시에 그 입력을 서버로 전송하고, (시퀀스 번호 + 입력)을 미확인 큐에 저장.
서버는 받은 입력들을 권위적으로 처리하고, 주기적으로 "시퀀스 N까지 반영한 너의 권위 위치"를 클라에 보낸다.
재조정: 클라는 서버가 준 권위 상태(시퀀스 N 시점)를 기준으로 삼고, **N 이후 아직 미확인인 입력들을 그 상태 위에 다시 시뮬레이션(replay)**해 "지금" 위치를 재계산한다.
- 예측이 맞았으면 결과가 같아 화면 변화 없음.
- 어긋났으면(서버가 충돌/보정) 위치가 살짝 튄다 → 이걸 부드럽게 보정(스무딩)해 롤백을 덜 거슬리게 한다.
핵심은 결정론적 시뮬레이션 + 시퀀스 번호 기반 재생. 같은 입력을 같은 시작 상태에 적용하면 클라·서버가 같은 결과여야 한다.

보간(interpolation): 서버 스냅샷은 띄엄띄엄(예: 20~30Hz) 온다. 원격 캐릭터를 과거 두 스냅샷 사이를 보간해 그린다. 이를 위해 일부러 렌더 시점을 과거로 100ms 정도 지연(interpolation delay)시킨다. 부드럽지만 남이 항상 약간 과거로 보인다.
외삽(extrapolation / dead reckoning): 다음 스냅샷이 늦거나 안 오면, 마지막 속도·방향으로 미래를 추정해 그린다. 끊김을 가리지만, 추정이 틀리면(상대가 갑자기 멈춤·방향전환) 튀거나 벽을 뚫는 보정이 필요.
트레이드오프: 보간 = 부드럽지만 지연↑(과거 표시), 외삽 = 최신성↑이지만 오차·튐 위험. 보통 보간을 기본, 패킷 손실 시 짧게 외삽으로 메운다.

문제: 쏜 사람 화면엔 보간 때문에 적이 과거 위치에 보인다. 그 위치에 정확히 조준해 쐈는데, 패킷이 서버에 도착했을 땐 적이 이미 움직여 빗나간다 → "분명 맞췄는데 안 맞음."
해결: 서버가 각 엔티티의 **위치 히스토리(최근 수백 ms)**를 보관. 발사 패킷이 오면, 그 클라이언트가 봤던 시점(현재 - RTT/2 - interpolation delay)으로 적들을 되감아 그 시점 위치로 명중 판정. → 쏜 사람 기준 공정.
부작용: 되감기 때문에 맞은 사람 입장에선 "이미 엄폐물 뒤로 숨었는데 맞는" 현상(behind-cover hit / peeker's advantage). 핑 차이가 클수록 두드러진다. 게임은 되감기 허용 한도(예: 200~250ms)를 두어 극단적 핑 악용을 제한한다.

로컬 플레이어: 예측 + 재조정 → 입력 즉시 반응, 어긋나면 보정.
원격 플레이어: 보간(+필요 시 외삽) → 부드러운 움직임.
피격 판정: 서버 권위 + lag compensation → 공정성과 반응성 균형.
발사체/투사체는 예측이 어려워(궤적·충돌) 보통 서버 권위로 두되, 시각 효과만 클라에서 즉시 재생.
tick rate(서버 시뮬 주파수, 예: 60Hz)와 snapshot rate(전송 주파수, 예: 20Hz)를 분리해 대역폭과 정밀도를 조율한다. 관심 영역(AoI)으로 가까운 엔티티만 자주 보낸다.

"클라 예측을 켜면 치트에 취약" → 예측은 표시용일 뿐, 권위는 여전히 서버. 서버가 거부하면 재조정으로 되돌아온다.
"보간 지연은 버그다" → 의도된 지연. 이걸 없애면 패킷 지터로 원격 캐릭터가 떨린다.
"lag compensation이 없으면 고핑이 유리" → 오히려 보정이 없으면 고핑 유저가 계속 빗나가 불리. 보정이 형평성을 맞춘다. 단 과하면 저핑 피해자가 손해.
"외삽이 보간보다 항상 좋다" → 외삽은 오차·튐 위험. 보통 보간이 기본.
"재조정은 위치만 보면 된다" → 입력 시퀀스 번호로 "어디까지 반영됐는지" 알아야 미확인 입력만 정확히 재생한다.

Q. 결정론(determinism)이 왜 중요한가? A. 재조정의 replay가 정확하려면 같은 입력+같은 상태 → 같은 결과여야 한다. 부동소수점/난수/물리 순서가 클라·서버에서 어긋나면 미스프레딕션이 잦아진다.
Q. 고무줄 현상(rubber-banding)의 원인은? A. 클라 예측이 서버와 크게 어긋나(패킷 손실, 서버 보정) 위치가 반복적으로 뒤로 당겨지는 것. 손실 복구·스무딩·예측 오차 제한으로 완화.
Q. lockstep(결정론적 동기) 모델과 무엇이 다른가? A. RTS에서 흔한 lockstep은 모든 클라가 같은 입력을 받아 동일 시뮬을 돌린다(상태 대신 입력만 전송). 지연·동기화에 민감하고 한 명이 느리면 전체가 기다린다. FPS는 보통 클라 예측 + 서버 권위.
Q. 스냅샷 압축은 어떻게? A. 델타 압축(이전 스냅샷 대비 변경분만), 비트 패킹, 양자화, AoI로 관심 밖 엔티티 제외 → 대역폭 절감.