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효진 간
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1 영상적 효과 II: The Revenge 케빈 비욕 (Kevin Bjorke)

2 개요 영화와 게임:차이점과 유사점 비주얼 퀄리티와 Look Development (외양의 개발) 제작 규모 영화에서 얻은 아이디어의 현실화 새로운 도구, 쉐이더, 아이디어 실시간 데모 예제들 게임 엔진에 적용 아트 파이프라인에 적용 소스 코드! 여러 소스코드 정보를 제공. 텍스쳐 좌표의 MRT 비쥬얼 화

3 Revenge(복수)??? 지금까지의 진행상황은 * 프로그래밍이 가능한 쉐이딩을 통한 영상 효과는 지금까지 가장 강력한 게임용 미술도구 그러나 고전을 면치 못함. 구현과 실험이 어려움 게임 엔진 내부에 적용하기 어려움 디버깅은 더욱 어려움 애니매트리스의 Thad Character Silver Pictures 수확을 할 시간. * Part I은 다음 사이트에서 제공되고 있음

4 시각적 예술과 게이밍 두 가지는 항상 연결되어 있다. 세계에서 가장 오래된 예술작품은 아마 고 득점 기록! 쇼베동굴 기원전 25,000 B.C으로 추정.

5 기하학과 빛 쇼베동굴 기원전 25,000 추정 Drawing Frame 컴퓨터 그래픽은 가장 최근의 개발형태 영화와 사진 광학과 기하학 측정된 시각(視覺) 메소포타미아의 측량도, 기원전 2500년 경 Albrecht Durer

6 영화는 다큐멘터리가 아니다. 영화는 역동적이며 스타일이 가미된 일러스터레이션 주관적, 비객관적 실물보다 더 생생함 다큐멘터리 스타일 은 이러한 스타일 Reality TV 각색된 비밀 BBC의 The Office 명백히 대본에 의한 것 Sylvia 2003 Focus Features 영화와 현실

7 포토리얼리즘은 또 다른 스타일 사진도 추상적일 수 있다! 자연은 인간의 방정식으로 재현할 수 있는 것보다 훨씬 더 많은 요소로 구성됨 영화는 이미지 창조의 개념을 초창기 매체로부터 많이 빌려옴 Vogue cover, Penn CGI 과 포토리얼리즘

8 정밀과 추상의 혼합 지도 및 원근도 (문학을 포함하여) 는 회계에서 개발됨 정확한 묘사도 중요했으나 소유권이나 과세 등 추상적인 문제보다는 중요도가 낮았음 그 당시에도 예술적 생략 은 중요하였음 Mesopotamian Survey Map, ca B.C.

9 CGI, 필름, 그리고 회화 필름은 회화와 같은 매체에서 빛과 구성법을 차용한다. 빛은 시선을 끈다. 빛은 감정적 상태를 좌우한다. 리들리 스콧감독의 블레이드 러너 라파엘의 변모도

10 외양의 개발 ( look Development) 외양의 개발 이란 어떤 프로젝트(혹은 프로젝트의 일부에서) 무엇이 중요한지 (혹은 무엇이 중요하지 않은지)를 결정하고 스타일의 요소를 배치하는 것이다. 개발과정에서 look (외양)의 결정이 빠르면 빠를 수록, 좋다 (그리고 사용에 있어서도 비용절감이 된다).

11 게임에서 외양(Look)의 개발 게임에서 외양은 종종 게임엔진 설계의 부산물이다. 아티스트는 최소한의 공통분모 이외에 어떤 것도 추측하기 어려움 디자인은 보수적이고 안전한 방향으로 진행하려는 경향이 있다. 기술적 제약에 신경을 씀 영화의 경우는 초기 개발은 예산과 같은 세부사항 에 대한 철저한 주의 없이 수행되는 것이 일반적 아티스트는 완전히 자유로움 스토리에 신경을 씀 Test from Animatrix Silver Pictures

12 프로그래밍 가능한 쉐이딩: 언제? 작업 흐름에 도입 시 대가와 장점이 있음 각 제작사에 자체적인 손익분기점 이 발생할 것임 크기 시장 득 이 적 예술 이득 의 래머 그 프로 노력 도입 을위 한노 력 2002 시간

13 쉐이더 개발: 프로그래머 쉐이딩 도구는 프로그래머와 디자이너 모두에게 중요 현대적 게임 엔진을 완벽히 지원하려면 도구(Tool)는 다음 기능을 갖추어야 한다. Render-To-Texture (RTT) (텍스쳐에 렌더링하기) Multiple Render Targets (MRT) (다중 렌더 타겟) 스텐실, 알파 블렌드 등의 렌더링 스테이트 변형 텍스쳐 맵( 예:노멀라이제이션 큐브, 노이즈) 복잡한 배열이 어떠한 특정 게임 엔진의 렌더링 루프와도 들어맞을 수 있다는 것을 보장하는 관리기능 스크립트 가능 제작의 모든 단계에 게임 엔진으로의 도입 및 제거 시 결과를 어떻게 확인할 것인가?

14 쉐이더 개발 : 아티스트 아티스트는 나중에 어떻게 보일지 추측만 하는 것보다는 자신의 디자인을 직접 보기를 원함 올바른 모델 외에도 정확한 라이팅(lighting)환경을 사용해야만 개발된 쉐이더와 모델이 실제로 게임에 사용될 수 있다. 렌더링 구현은 대개 DCC 애플리케이션( Maya, Max, XSL 등)마다 다름. 그러나 실제의 게임과 일치하는 것은 없음 콘솔 게임 디자이너의 요청도 수긍하려 함- 즉, 같은 게임의 다른 버전의 모델 (DX9, DX8, Xbox, PS )을 보여 줄 방법을 제공

15 01 작업을 위해 만들어진 도구 쉐이더들을 결합 쉐이더 사용자 정의 코드의 재작성 및 추가의 SDK 혹은 런타임 레이어 없이 이동 가능 성능 튜닝 도구 C# 및 VB 스크립팅 Everquest Content Courtesy Sony Online Entertainment Inc. HLSL 및 FX Composer

16 쉐이딩 스케치북 FX Composer 는 아티스트와 프로그래머들이 복잡한 개념의 실험을 위해 C++ 로 게임 엔진 전체를 작성하지 않고도 탐구해 볼 수 있는 환경을 제공

Dumb Mistake, 2003 Ruskin s Shading Exercises, 1877

17 쉐이더 라이브러리 구축 FX Composer 에는 많은 샘플 쉐이더가 들어 있음 아무 HLSL FX 쉐이더나 사용 가능하며, 다른 쉐이더 도구에서 작성된 것도 사용 가능 Bjorke s Dumb Mistake, 2003 Ruskin s Shading Exercises, 1877 실험을 해보십시오! 그리고 결과를 저장/보관하십시오 언젠가는 사용을 하게 될 것입니다 저장, 교환, 수집하십시오.

18 02 스케치북 예제: 연필 스케치를 쉐이더로 변환 쉐이딩된 구는 쉐이더로 변환하기 쉬움 색 참조에 유용함 JPEG 노이즈 등 사소한 부분에 주의, 얼룩으로 나타남

19 03 멋진 예제 사진은 왜곡됨 별 쓸모는 없겠지만 저렴함 단 한 사이클! 이것을 어디엔가 유용하게 쓸 수는 없을까?

20 04 형태가 반드시 구(Sphere)여야 하나? 포토샵으로 작업할 용의가 있다면 그렇지 않음 본인은 Liquify 및 Smudge/Stamp 도구를 선호

21 05 컬러 조정 색 분리를 위하여 텍스쳐에 Gaussian Blur를 적용 다른 쉐이딩 모델들과 혼합하기에 좋음

22 FX Composer로 스케치 스케칭에 관한 토의: FX Composer 에서는 마우스 이벤트를 가로채는 것이 가능 FX 쉐이더만 가지고도 미니 애플리케이션을 개발 가능 07

23 동영상: 스케일 관리 영화에는 대량의 스케일이 있음 수많은 도형 많은 쉐이더 토이스토리: 1300개의 쉐이더 벅스: 두 배 몬스터 주식회사: 수천 개 많은 혼합 레이어 (경우에 따라서 수백 개) 스크립팅 도구 (Perl, C#, VB, Python, Mel 등 다종다양!) 긴 스케줄 순간 렌더링 기능으로 스케줄 단축

24 FX Composer: 스케줄 관리 게임의 스케일도 증가 추세 수 많은 쉐이더와 모델의 관리는 따분한 작업 FXComposer 는.NET 어셈블리를 사용함으로.NET이 FX Composer를 제어하여 장면 제작, 이미지 익스포팅, 쉐이더 지정, 데이터 익스포팅등을 내보내기 등을 신속하게 할 수 있음 C# 또는 Visual Basic 사용 See all the shaders in a directory -- Scene Generated by C# Script

25 긴 스케줄 자금과 시간이 풍부한 영화 쪽에서는 첨단 기술을 개발할 잠재력이 있음 그러나! 그러한 기술들이 상당히 초기에 결정되어야만 영화 제작 마지막 날의 촬영분이 첫 날의 촬영분과 비슷하게 보이도록 해야 함 이것이 혁신에 대한 제약을 야기함 가장 빠른 혁신: TV 광고 Nike.Com campaign, Weiden + Kennedy, Dir Neill Blomkamp

26 NikeLab.COM Embassy Visual Effect의 제작 4주 만에 완성! Lightwave, Shake,NVIDIA Quadro GPU 사용 Nike campaign, Weiden + Kennedy, Dir Neill Blomkamp

27 그림자 조명(illumination)보다 그림자가 중요한 경우가 많음 그림자를 일단 그려 넣으면 되돌리기 어려움

28 08 기술 레슨: 그림자 단순 그림자 : 스텐실 볼륨 또는 텍스쳐 렌더링 조명의 위치는? 조명의 공유 Advanced Shading 에 대한 토의에서 이 문제도 일부 언급할 것임 The Art Lesson

29 13 화려한 그림자 -- 반투명 그림자의 Z 값이 물체 뒤쪽에서도 사용 가능 Advanced Shading 시간에 이 기술 및 기타내용 상세히 논의

30 10 DXSAS 스크립팅 가능한 FX/HLSL DXSAS = DirectX Standard Annotations and Semantics 그리고 Microsoft의 XNA의 표준* 부분 모든 패스 및 기법에 Script 세만틱(semantic) 포함 스크립트를 통한 렌더링 대상 정의, 반복(loop) 가능, 상호 호출 가능 HLSL Virtual Machine (VM) 행열수학과 같은 숫자처리도 함 The Art Lesson

31 14 스킨과 그림자 서브서피스 스캐터링의 산란 효과( 저렴한 비용): 그림자 산란(diffuse-shading ) 계산에서 (N L) 을 ((N L)+w)/(1+w) 로 재매핑하면 개체의 윤곽선 주위를 빛으로 감쌀 수 있음 (수학적인 부분은 예제가 있으므로 걱정 끝!) 이것이 산란 조명의 전부이므로 경우에 따라 버텍스 쉐이더에서 작업해도 무방

32 15 16 피부와 직접 반사 젊을수록 피부가 좋음 생생한 피부 세포는 고양이 눈의 반사체처럼 반사율이 높음 따라서 매끈한 피부톤 = 젊음 Oren-Nayar 쉐이딩 (고가) 와 grisaille 쉐이딩( 저렴!) 개념 결합 One Modern Variation Traditional Grisaille Relief

33 18 조명 조명을 받는 물체를 음영처리함 조명이 없는 것에 음영처리를 하는 것이 아님 PS_3_0 초기 제품 사용 보너스: if 사용하면 배치 크기 면에서도 유리 쉐이더 하나를 작성하여 ps_3 또는 ps_2용으로 컴파일 지연(deferred) 쉐이딩의 경우, 조명 받는 픽셀에만 쉐이드 적용 글루미넌스(Gloominance) 는 부동점 픽셀의 모든 경우에 대하여 항상 완벽히 안전함 Spotlight

34 스마트 조명 배치 Magy Seif El-Nasr s ELE : 표현형 조명 엔진 로봇 공학의 로드 밸러싱 방정식을 이용하여 제한된 조명 세트만으로도 가시성과 분위기 를 극대화 Mirage, El-Nasr et al, CIRA

35 21 반사 상황에 따라 모든 Specular를 교체 가능 CUBE 맵 생성을 위하여 VM 사용 가능 유한 반경 (finite radius) 가능 ( 나중에 설명) 2차 낙하(quadratic falloff)가 있는 거리 사용 가능 ( 나중에 설명) 환경매핑이 적용된 배경, 반사된 카드 모양의 광원, overbright bloom의 16비트 블렌딩

36 25 새로운 영역: 카메라 효과 누적 버퍼 기술의 장점: 모션 블러 필드 깊이 부드러운 그림자 기타 특별한 쉐이딩 요건은 없지만 쉐이더는 반드시 빨라야 함 Motion blur

37 26 27 Direct X VM 활용의 극대화 텍스쳐 생성 CPU상의 텍스쳐 쉐이더 로 이미지 생성 또는 예측 가능한 기능을 포함하는 텍스쳐 생성 가능 HLSI intrinsic을 이용한 행열 조작을 통해 복잡한 음영 처리도 기능적 현실화가 가능 Dinosaur with Physically-based car paint BRDF

38 30 31 조합 및 2D Effects FP 버퍼의 강력한 힘 재미 색 제어 최종 마무리 모드 혼합 2D/3D 스프라이트 혼합 부동점(floating point) 픽셀 Halftoning Patterns Image Trails

에코 와 약간 비슷 Original Scene BloomFP FX Composer 에서 이미지

39 사후 처리:환함(bloom)&어두움(gloom) Bloom Glow와 Overbright Bloom 로 복잡성과 스케일에 대한 환상 효과 꼭 사용하게 된다는 점에서 녹음 스튜디오의 에코 와 약간 비슷 Original Scene BloomFP FX Composer 에서 이미지 효과를 겹침으로써 새롭고 더 복잡한 효과가 가능 Gloom Negative BloomFP Negative

40 마무리! 이제 게임도 영화수준의 쉐이딩에 필적할 만한 능력을 보유 영화와 비교하여 픽셀 대 픽셀 수준의 비교 뿐만 아니라 캐릭터의 그림자 처리면에서 우위를 가리기 힘들어지고 있음. 수많은 쉐이더에 적응하십시오 가지고 놀 수 있는 도구를 장만하십시오 쉐이더를 가지고 뭐든지 실험해 보면서 유용한 아이디어의 스케치북 마련 The End

41 Randima Fernando: GPU Gems John Alton: Painting with Light Jon Ruskin: The Laws of Fésole, Priciples of Drawing and Painting from the Tuscan Masters 권장서적

42 추가정보

(Microsoft PowerPoint - \301\24613\260\255 - oFusion \276\300 \261\270\274\272)

$(Microsoft PowerPoint - \301\24613\260\255 - oFusion \276\300 \261\270\274\272)$ 게임엔진 제 13 강 ofusion 씬구성 이대현교수 한국산업기술대학교게임공학과 학습목차 Ofusion 을이용한 export Export 된씬의재현 씬노드애니메이션을이용한수동카메라트래킹 ofusion OGRE3D 엔진용 3D MAX 익스포터 http://www.ofusiontechnologies.com ofusion 의특징 Realtime Viewport 3D