game visual art technologies
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Game Visual Art Technologies
게임 옵션으로 살펴보는 그래픽 기술의 이해
Tomb Raider
카밀라 러딩턴
(Camilla Luddington)
GPU Power의 변화
1998년 3월에 발매된 nvidia의 그래픽 카드. 350nm 공정.(700만 트랜지스터)
당시 16비트 컬러에 머물렀던 Voodoo2에 비해 32비트 트루 컬러 픽셀 포맷 지원. 메모리 대역폭은 1.76GB/s
2016년 5월에 발매된 nvidia의 그래픽 카드. 16nm 공정.(700만 트랜지스터). 메모리 대역폭은 320GB/s
PP : Pixel Pipeline, TMU : Texture Mapping Unit. ROPs : Raster Operations Pipeline
Texture Quality
Anisotropic Filtering(비등방성 필터링)
이방성 필터링이라고 불리며 사선으로 경사진 텍스쳐를 선명하게 보여준다.
오래된 기술이며 Anti Aliasing과 다르게 퍼포먼스가 크게 떨어지지는 않는다.
Anti Aliasing(안티 앨리어싱)
그래픽스에서 픽셀 단위로 그려지는 이미지의 계단 현상을 완화하기 위한 기법
Anti Aliasing의 종류
SSAA(Super Sampling AA)
MSAA(Multi-Sampling AA)
CSAA(Coverage Smapling AA)
MLAA(Morphological AA)
DLAA(Directionally Localized AA)
DEAA(Distance to Egde AA)
GBAA(Geometry Buffer AA)
SRAA(Subpixel Reconstruction AA)
TXAA(Temporal Approximate AA)
SMAA(Enhanced Subpixel Morphological AA)
SPUAA(The Saboteur AA)
HRAA(High Resolution AA)
SMAA(Enhanced Subpixel Morphological AA)
FXAA(Fast Approximate AA)
QAA(Quincunx AA)
EQAA(Enhanced Quality AA)
자세한 사항이 궁금하면 링크로 : http://www.slideshare.net/JinWooLee2/anti-aliasing
NO AA
FXAA(Fast Approximate Anti Aliasing)
4XMSAA FXAA Preset 3
nVidia가 발표한 Aliasing 기법(2011)으로 특별히
그래픽 카드의 제한 없이 사용 가능(비슷한 MLAA는
Radeon만 지원)
기존에 비해 더 빠르고 메모리 점유율이 더 낮으나
정확도와 품질이 떨어진다.(포스트 프로세싱 방식의
한계)
FXAA 1 : 가장 기초적인 것으로 PC에서 널리 사용
FXAA 2 : XBOX 360용으로 제작
FXAA 3 : PC용인 퀄리티 버전과 XBOX360, PS3 용 존재
http://gigglehd.com
Tress FX
AMD는 옛기술인 Order Independent Transparency를 더 가다듬어
DirectCompute 기술을 개발해 헤어 처리 능력을 향상시킨 기술
옵션을 활성화하면 느려진다고 불평하는 유저들도 있었지만 효과가 눈에 띄게 좋았
기에 엘라스틴 이펙트라 불리며 널리 알려짐.
AMD전용이였지만 공개로 전환. AMD에서 개발하였으나 nivida에서도 사용 가능
Tress FX 3.0 pure hair
Tress FX 2.0, 3.0 비교
Hair works- Nvidia
HDR Effect
보다 사실감 느껴지는 음영의 표현
노출 시뮬레이션이 가능(명순응, 암순응)
눈부심 표현이 가능(Bloom light)
NDC 2011 이창희 올바른 HDR을 이용한 Bloom과 DOFNDC 2012 박민근 누구나 알기쉬운 HDR과 Tone mapping
Tone mapping
HDRimage
LDRimage
HDR의 결과를 디스플레이 출력이 가능한 적합한 휘도 범위로 변환해 주는 처리
* HDR에 포맷에 대한것은 Display color와 Digital texture format 세미나 자료를 참고해 주세요.
화면의 평균 휘도를 계산
평균 휘도를 키값으로, 표시 가능한 LDR 영역으로
매핑
실시간이 아닌, 약간 지연해서 실행
Reinhard Tonemapping
Filmic Tonemapping
0-5 사이의 값이 0-1에 어떻게 매핑되는지 그래프로
확인 할 수 있습니다.
UE4의 Tone mapping 결과 : Scene Color Tint
UE4의 Tone mapping 결과 : Tonemapper Toe Factor
이를 이용해 명순응, 암순응을 표현할 수 있다.
푸르키네 현상(Purkinje’s phenomenon) : 색광에 대한 시감도가 명암순응 상태에 따라 달라지는 현상, 여러 명암순응 상태에서 시감
도 곡선을 구하면 명순응의 정도가 높아짐에 따라 시감도 곡선의 극대점이 장파장 측으로 기울며 반대로 암순응의 정도가 높아지면 단
파장 측으로 기운다. 그 때문에 명순응시에는 빨강이나 주홍이 상대적으로 밝게, 암순응시에는 파란색이 밝게 보인다.
Color Grading : 색조정
RGB 각 채널의 강조되는 값을 변경하여
보는 이로 하여금 의도한 감정을 느낄
수 있도록 조정하는 작업
Color Correction(색보정)과 혼동하기
쉬운 개념으로 색조정은 Look을 의도한
컬러를 만들어 내는 과정이라면, 색보정
은 잘못 그려지는 색상을 교정하는 작업
으로 색을 고치는 작업을 가리킵니다.
런타임 게산을 더 단순한 배열 색인화 과정으로 대체하
여 메모리로부터 값을 받아오는 과정을 단순화 하여 처
리시간을 줄일 수 있기에 사용합니다.
LUT(Look up table)의 활용
BRDF를 활용한 Sub Scattering을 유사하게 만든 Skin Shader 제작에도 활용
됩니다.
Bloom Effect
이미 많은 게임에서 사용되는 기술. 뽀샤시(?)
의도적으로 밝은 영역만을 추출하는 것이 아닌 특정 영
역에서 추출해서 사용하기도 합니다.
물리적으로 정확하지 않더라도 밝고 어두운 영역을 적당
히 보정하는 걸 Bloom Curve라고 합니다.
[Halo3 사례 Gamefest "HDR The BUNGIE Way"
http://www.gamedevforever.com/183
HDRTextures
HDRFrame Buffer
HDRLight
HDRRender Target
HDRBlooming
ToneMapping
DisplayableImage
Depth of Field(DOF) : 피사계 심도
구현에 관심이 있으시면.. : http://mgun.tistory.com/1388
심도 영역에 있는 피사체에만 초점이 맞
아서 뚜렷하게 나오고 이 심도 이외의
영역에서는 모두 흐릿하게 표현하는 기
법.
사진에서 아웃 포커싱(Out Focusing)이
라고 이야기 하는 기법을 가리키며, 보
통 씬의 깊이감을 강조 할 때, 대상에 집
중하는 연출을 위해 사용한다.
UE4의 Depth of filed 가이드
https://docs.unrealengine.com/latest/KOR/Engine/Rende
ring/PostProcessEffects/DepthOfField/index.html
구현에 관심이 있으시면.. : http://mgun.tistory.com/1388
Gaussian DoF보케(물방울) DoF
시각화 했을때 나타나는 창에서는 근경 레이
어는 초록, 초점 레이어는 검정, 원경은 파란색
Bokeh filte를 만들어서 적용한 사례도 있음(Cry Engine 3)
Motion Blur
1개의 프레임 안에서 여러 화면이 흔들린 것처럼 화면에 남는 효과를 Post Effect로 처리하는 기술. 게임에서는 사실감 속도감
등을 배가시켜주는 효과를 나타난다.
VR에서 가장 쓰지 말아야 할 Post Effect(멀미, 구토 유도제…)
카메라 기반 모션 블러 : “오브젝트는 정지해 있고, 카메라만 이동했다고 가정“
오브젝트 기반 모션 블러 : “실제와 유사하게 오브젝트의 이동 정도를 기반으로 구현“
- 당연히 퀄리티는 더 좋다. (실제와 유사하니까…)
구현에 관심이 있으시면.. : http://cagetu.egloos.com/5349611
Ambient Occlusion
Ambient(주변의, 주위의) Occlusion(폐쇄, 폐색). 주변의 가리워진 물체에 의해 생기는 어두운 부분의 정도를 의미한다. 가리
워진 암부라는 의미.
SSAO(Screen Space Ambient Occlusion)
카메라를 기점으로 정적 개체는 물론, 움직이는 동적 객체에 대해서도 A.O를 표현할 수 있다. 보여지는 픽셀이 얼마나 가려진
정도를 판단해 그 픽셀에 대응하는 깊이 값과 픽셀 주변의 차폐도를 계산해 화면에 더해서 표현.
화면에 더해서 그려지는(Post Processing) 방식이므로 깊이 정보가
부족하거나 정확하지 않을 경우 제대로 표현되지 않는다.
오브젝트가 여러가 겹치거나 할 경우는 제대로 표현되지 않는다
Dynamic Ambient Occlusion
The Order 1886 Sigraph 2015
HBAO, HBAO+(Horizon-Based Ambient Occlusion)
카메라 기준으로 계산하는 SSAO와 달리 Z-buffer를 기준으로 카메라의 거리와 수평선을 기준으
로 샘플링할 영역을 결정합니다.
평면 기반의 SSAO에 비해 보다 사실적이고 명확하게 AO를 표현할 수 있습니다.
VXAO(VoXel Ambient Occlusion)
실시간 복셀 GI 기술인 VXGI에서 라이팅을 제거하고 Occlusion 부분만 유지하는 기
술. VXAO는 HBAO+보다 3~4qo 정도 느리지만 결과는 훨씬 좋음
PCSS(Percentage-Closer Soft Shadow)
HFTS(Hybrid Frustum Traced Shadows)
광원의 크기에 따라 생성된 그림자의 형태 역시 원거리의 점 광원으로 부터 생성되는 하드 쉐도우의 뚜렷한 윤곽과 명조 대비를 갖
는 반면 소프트 쉐도우는 근거리의 큰 광원으로 부터 생겨나는 것이다. 이를 기계적으로 구분해 사용하는 것보다 적절히 혼합해 사
용 하는데 주안점을 둔 기술
Nvidia GameWorks GDC 2016 : http://iyd.kr/937
Tom Clancy Division
Tom Clancy Division
Tessellation
기하학 용어로써 일정한 형태의 도형들로 평면을 빈틈없이 채우는 것을 말합니다. 쪽매맞춤, 쪽매붙임이라 번역되며 벽과 천장등의
장식패턴등에서 찾아 볼 수 있습니다.
빛의 반사를 이용해 입체처럼 보이게 만들어주는 Normal mapping과 달리 실제로 메쉬를 생성해 그리는 기술로 displacement
mapping과 같은 방식이나 GPU에서 이를 본격적으로 지원하면서 사용되기 시작한 기술. DX11에서 정식으로 지원됨으로써 점차 사
용되는 게임이 늘어나고 있는 추세
