난수와 게임 만들기 - random, drunk, urn

왜 난수가 필요한가

전자음악에서 난수는 매우 중요한 도구이다. 완벽하게 반복되는 패턴은 기계적으로 들리지만, 여기에 약간의 무작위성을 더하면 훨씬 자연스럽고 생동감 있는 결과를 만들 수 있다. 드럼 머신의 벨로시티에 미세한 랜덤을 더하거나, 아르페지오의 음을 무작위로 선택하거나, 알고리즘 작곡에서 음의 흐름을 결정하는 등 활용 범위가 매우 넓다.

random - 균일 분포 난수

[random 10]은 bang을 받을 때마다 0에서 9 사이의 정수를 무작위로 출력한다. 주의할 점은, 인자로 지정한 숫자는 “범위의 크기”이지 “최대값”이 아니라는 것이다. 컴퓨터의 숫자 체계가 0에서 시작하기 때문에, random 10의 출력 범위는 0~9가 된다.

1~10 사이의 난수가 필요하면 random 10의 출력에 [+ 1]을 연결하면 된다.

random이 만드는 난수는 균일 분포(Uniform Distribution)를 따른다. 모든 값이 동일한 확률로 출현하며, 이전에 어떤 값이 나왔는지와 무관하게 다음 값이 결정된다. 따라서 같은 값이 연속으로 나올 수도 있다.

drunk - 취한 걸음 (Random Walk)

[drunk]는 random과 달리, 이전에 출력한 값의 근처에서 다음 값을 선택하는 난수 생성기이다. 마치 술에 취한 사람이 비틀거리며 걸어가는 것처럼, 값이 급격하게 변하지 않고 완만하게 변화한다. 이를 “Random Walk” 또는 “Drunk Walk”라고 부른다.

[drunk 128 10]이라고 하면, 0~127 범위에서 이전 값으로부터 최대 10만큼 떨어진 곳에서 다음 값을 선택한다. 이 특성 때문에 drunk의 출력은 시간에 따라 부드럽게 흘러가는 곡선을 그리며, 음악에서 자연스러운 변화를 만들 때 매우 유용하다.

urn - 중복 없는 추첨

[urn 10]은 0에서 9 사이의 모든 숫자를 중복 없이 출력하는 오브젝트이다. 마치 제비뽑기처럼, 한 번 나온 숫자는 다시 나오지 않는다. 모든 숫자가 한 번씩 나오면 더 이상 출력이 되지 않으며, clear 메시지를 보내면 다시 처음부터 시작한다.

로또 번호 생성기나, 카드 셔플, 플레이리스트를 중복 없이 재생하는 등의 용도에 적합하다.

실전: Dice Game 만들기

지금까지 배운 것들을 조합하면 간단한 주사위 게임을 만들 수 있다.

게임 규칙: 6면체 주사위 두 개를 6번 굴려서 합산 점수가 높은 쪽이 이기는 게임

필요한 것:

• [random 6]에 [+ 1]을 연결하여 1~6 사이의 주사위 만들기 (두 세트)
• [counter 0 5]로 6번 반복 카운팅
• [+]로 각 라운드의 합산
• 6번 완료 후 최종 점수 비교

핵심 포인트: 수행 결과가 Max Console에 순서대로 출력되어야 하며, 6번의 주사위 굴림 이후 결과값이 단 한 번만 나와야 한다. 이를 위해 counter의 carry bang과 조건문을 적절히 조합해야 한다. 여기서 EP05에서 배운 실행 순서와 EP06에서 배운 metro, counter가 모두 활용된다.

세 오브젝트의 출력 분포를 시각화하면 차이가 뚜렷하다:

핵심 오브젝트 정리

오브젝트	분포	특징
[random n]	균일 분포	0~(n-1) 범위, 완전 무작위
[drunk n step]	Random Walk	이전 값 근처에서 선택, 부드러운 변화
[urn n]	비복원 추출	0~(n-1) 중복 없이, clear로 리셋

직접 해보기

1. [metro 100] → [random 128] → [number]를 연결하여 무작위로 뛰는 값을 관찰하자
2. 같은 구조에서 random을 drunk로 바꿔서 값의 변화가 어떻게 달라지는지 비교하자
3. Dice Game을 직접 만들어보자. 6번 굴림 후 승자를 print하는 것까지 완성하자

다음 에피소드 예고

Season 1을 마무리하고, 다음 Season 2에서는 MIDI 프로그래밍의 세계로 들어간다. 전자 악기들이 서로 어떻게 대화하는지, MIDI라는 표준이 어떻게 탄생했는지부터 알아본다.