게임 화면을 빠져나오면, 반대편 높이도 같을까요?

가상 게임 화면에서 캐릭터가 수평으로만 움직여요. 좌우 경계를 같은 높이로 잇는 규칙과 위아래를 뒤집어 잇는 규칙에서, 한 번·두 번 건넌 뒤 높이를 비교해요.

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이미지: AI 생성 · 수학 이야기

게임 화면 오른쪽으로 나갔다가 왼쪽의 같은 높이에서 다시 나타나는 장면을 생각해 볼까요? 하지만 경계를 다르게 붙이면 어떻게 될까요? 가상 화면은 가로10, 세로6의 직사각형이며 좌표 yy는 아래에서 위로 세어요. 길이 단위는 게임 단위예요. 위아래 경계는 같은 가로 위치끼리 연결하고, 좌우 경계는 두 방식으로 비교해요. 캐릭터는 위아래 모서리를 제외한 0<y<60<y<6에서 수평으로만 움직여, 경계 사이에서 높이가 바뀌지 않아요.

첫 방식은 오른쪽 (10,y)(10,y)를 왼쪽 (0,y)(0,y)에 붙이에요. 둘째는 오른쪽 (10,y)(10,y)를 왼쪽 (0,6−y)(0,6-y)에 붙이에요. 둘째는 경계를 넘을 때 세로 좌표가 반전되는 규칙이며, 이것을 따르는 위치 계산만 살펴보겠습니다.

y=2⟼6−2=4y=2\quad\longmapsto\quad6-2=4

첫 방식에서는 높이2가 그대로2로 남지만 둘째에서는4로 바뀌어요. 둘째 규칙을 다시 한 번 적용하면 다음과 같아요.

4⟼6−4=24\quad\longmapsto\quad6-4=2

두 번 경계를 건넌 뒤에는 원래 높이로 돌아와요. 높이3은 6−3=36-3=3이므로 허용한 내부 높이 중 한 번 건너도 그대로인 유일한 높이예요. 이것은 y=6−yy=6-y를 풀어 얻는 고정 위치이며, 다른 높이가 한 번에 보존된다는 뜻은 아니에요.

두 방식 모두 화면은 직사각형으로 그려집니다. 그런데 화면 모양만 같다고 공간의 연결 규칙까지 같지는 않아요. 실제 게임에서 사선 이동까지 다루려면 경계에서 이동 방향을 어떻게 바꿀지도 정해야 해요. 이번에는 수평 이동 조건으로 그 부분을 분리했어요. 위치가 다시 나타나는 규칙 하나가 플레이어가 경험하는 공간을 바꿀 수 있어요.

참고한 수학 개념: IMAGINARY · Genaster.

이 글의 생활 상황과 계산 예시는 수학 이야기에서 새로 구성했습니다.

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