실시간 지형 생성 프로토타입

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실시간 지형 생성 프로토타입

테이블 목차

소개
첫 번째 프로토타입 2.1 알고리즘 2.2 레벨 오브 디테일 2.3 광원
두 번째 프로토타입 3.1 알고리즘 3.2 레벨 오브 디테일과 실시간 생성 3.3 충돌 감지 3.4 조명
마치며
자주 묻는 질문

소개

안녕하세요 여러분, Navyfish입니다. 약속했던 대로, 이번 비디오에서는 실제 포럼 게시물에서 설명한 기법들을 예시로 사용하여 만든 프로토타입 2개를 소개하려고 합니다. 추가로, 전체 화면으로 보여드릴게요. 첫 번째 프로토타입을 보시고, 두 번째 프로토타입으로 이어지는 내용을 확인할 수 있습니다. 지금부터 말을 더 들이지 않고, 첫 번째 행성을 보여드리겠습니다. 실제로 이 주위에는 더 작은 두 번째 행성이 궤도를 돌고 있습니다. 두 행성은 동일한 알고리즘과 색칠 방식을 사용합니다. 다만 큰 행성을 더 크게 만들거나 해상도를 높이려고 하면 성능 문제가 발생할 수 있어서, 한 가지 사실을 언급하는 것이 필요합니다. 이 프로토타입은 실제로는 점진적으로 지형을 생성하지 않습니다.

비디오 제목 - 다른 행성 렌더링 방식

첫 번째 프로토타입

첫 번째 프로토타입은 행성 렌더링이라고 일컬어지기 어렵습니다. 왜냐하면 여기에서 세부 레벨이 없기 때문입니다. 행성의 세부 레벨을 증가시키거나 더 높은 해상도에서 렌더링하려고 하면 성능 문제가 발생합니다. 따라서 실제 규모의 행성이 필요한 경우에는 적합하지 않습니다. 하지만 저는 이 프로토타입을 만든 목적이 아주 다른 이유로, 변환 피드백(Transform Feedback)을 살펴보려고 했기 때문입니다. 변환 피드백은 그래픽 카드에서 지형 데이터를 처리하는 방식으로, CPU는 해당 지형이 어디에 있는지 알 수 없기 때문에 제어하기 어렵습니다. 이 문제를 해결하기 위해 다른 방법을 사용해야하는데, 이에 대해 다음 프로토타입에서 자세히 이야기하겠습니다.

두 번째 프로토타입

두 번째 프로토타입은 여러 면에서 좀 더 발전된 점이 있지만, 범위가 좁아졌습니다. 확대해서 보거나 이동할 수 있습니다. 첫 번째 프로토타입과 비교했을 때, 더 레이얼스틱(실감나게)보이는 지형을 사용합니다. 이는 리지드 배열의 다차원 구조를 사용한 노이즈 함수입니다. 이것은 큰 평지와 산들이 모여있는 산맥과 같은 구조를 만들어줍니다. 이번에는 논리적으로 구체적인 계획을 가지고 있지는 않지만, 이것은 리얼타임 지형 생성과 레벨 오브 디테일이 있는 프로토타입입니다. 또한, 충돌 감지, 조명 효과, 조명, 그리고 노말 벡터를 계산하여 추가적인 효과를 적용하는 등의 기능을 제공합니다.

첫 번째 프로토타입

2. 알고리즘

먼저, 알고리즘에 대해 살펴보겠습니다. 이 행성은 큐브 구조에서 시작하여 정규화(normalize)를 통해 구로 전환됩니다. 각 정점의 위치를 노이즈 함수에 입력하여 높이를 생성합니다. 이 높이 데이터는 저장되었다가 해당 정점을 그릴 때 다시 불러와 중심에서 떨어진 위치로 변환됩니다. 이를 통해 지면의 높이 또는 고도가 다양하게 표현됩니다.

2.2 레벨 오브 디테일

하지만, 이 프로토타입은 점진적인 지형 생성을 수행하지 않습니다. 한 번에 한 단계의 자세한 지형만 렌더링되기 때문에 높은 해상도로 행성을 렌더링하려고 하면 효율이 떨어질 수 있습니다. 이러한 이유로 레벨 오브 디테일이 매우 중요합니다. 이상적으로는 확대할수록 점점 더 자세한 지형이 표시되며, 먼 거리에서는 더 낮은 해상도의 지형이 나타납니다. 그러나 이 프로토타입에서는 이를 구현하지 않습니다.

2.3 광원

마지막으로, 이 프로토타입은 광원이 없습니다. 조명이 없기 때문에 지형에 입체감이 없습니다. 그러나 텍스처를 사용하여 색을 지정하여 시각적인 효과를 얻을 수 있습니다. 각 픽셀은 높이에 따라 색을 할당받으며, 이에 따라 지형이 형성됩니다.

두 번째 프로토타입

3. 알고리즘

두 번째 프로토타입은 첫 번째 프로토타입에 비해 더 발전된 알고리즘을 사용합니다. 먼저, 리지드 배열 다차원 구조를 사용한 노이즈 함수를 사용하여 다양한 텍스처와 세부 레벨을 표현할 수 있습니다. 레벨 오브 디테일은 실시간 지형 생성을 가능하게 만들고, 무한한 지형을 구현합니다. 또한, 충돌 감지 기능을 추가하여 지형과 상호작용할 수 있습니다. 마지막으로, 조명 효과를 적용하여 입체감을 높일 수 있습니다.

3.2 레벨 오브 디테일과 실시간 생성

이번 프로토타입에서는 레벨 오브 디테일이 적용됩니다. 지형의 레벨은 카메라의 위치와 거리에 따라 동적으로 변경됩니다. 사용자는 지형을 확대하거나 축소함에 따라 세부 레벨이 자동으로 조정됩니다. 이를 통해 사용자가 멀리 떨어진 지형의 세부 정보를 표시할 수 있고, 더 가까이서는 자연스럽고 디테일한 지형을 볼 수 있습니다.

3.3 충돌 감지

충돌 감지 기능은 사용자가 지형과 상호작용할 수 있도록 도와줍니다. 사용자는 지형에 부딪치거나 지형 위를 이동할 수 있습니다. 이를 위해 CPU에서 그래픽 카드로 데이터를 전송하여 충돌 체크를 수행하고, 이를 기반으로 사용자의 움직임을 제어합니다.

3.4 조명

두 번째 프로토타입에서는 조명 효과를 추가했습니다. 조명을 통해 지형의 입체감을 살려줍니다. 광원의 위치와 방향에 따라 지형의 표면이 밝고 어두워지는 효과를 볼 수 있습니다. 또한, 텍스처 색상을 변형시켜 입체적인 느낌을 주는데, 이것은 조명과 노말 벡터를 사용해 계산됩니다.

마치며

이제 여러분은 이 두 가지 프로토타입에 대해 알게 되었습니다. 각각의 프로토타입은 다양한 기능과 효과를 제공하며, 실시간 지형 생성과 조명 효과 등을 구현하는 방법을 보여줍니다. 물론 아직 구현되어야 할 많은 세부 기능들이 있지만, 이 프로토타입은 이러한 아이디어들을 시각화하는 데 도움이 될 것입니다. 더 자세한 내용과 질문이 있다면, 언제든지 글을 남겨주세요. 저는 여러분의 질문에 답변해드리고, 올바른 방향으로 안내해드릴 수 있습니다. 감사합니다.

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이미지: https://www.hitcamp.co.kr

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