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지오메트리 셰이더(4)~지오메트리 셰이더의 가속적 활용(4)
[칼럼 핵심 요약]
핀법과 쉘법은 모두 보간 관계에 있기 때문에, 실제로 털이 많은 캐릭터를 리얼하게 표현하려고 하는 경우는 양쪽 모두를 동시에 조합하는 것이 좋다고 한다. 지오메트리 셰이더가 있으면 두 종류의 "털이"를 사전 준비 없이 둘 다 실천할 수 있다.🌐 원문 링크: ジオメトリシェーダ(4)～ジオメトリシェーダのアクセラレーション的活用(4) (Mynavi News)
📅 원문 발행일: 2008-10-03 ｜ ✍️ 저자: 西川善司 (니시카와 젠지 / Zenji Nishikawa)
NOTE
💡 현대 그래픽스 관점에서의 발전사 (Modern Retrospective)
- 본 칼럼에서 다루는 핵심 렌더링 기법은 현대 실시간 렌더링 엔진(DirectX 12, Vulkan, Unreal Engine, Unity)의 기초 이론을 구성하고 있으며, 최신 하드웨어 가속 기법 및 컴퓨트 셰이더와 결합하여 고도화되었습니다.
📖 본문 해설
[원문 리드문] > 핀법과 쉘법은 모두 보간 관계에 있기 때문에, 실제로 털이 많은 캐릭터를 리얼하게 표현하려고 하는 경우는 양쪽 모두를 동시에 조합하는 것이 좋다고 한다. 지오메트리 셰이더가 있으면 두 종류의 "털이"를 사전 준비 없이 둘 다 실천할 수 있다.
지오메트리 셰이더의 가속적 활용(4)~퍼 셰이더를 가속한다
쉘법은, 핀법과는 반대로, 머리끝의 연장선상에 시선이 있는 것 같은, 시선과 머리카락의 선단이 상대할 정도의 위치 관계의 때에, 부드러운 볼륨감을 얻을 수 있는 퍼 쉐이더이다.
핀법과 쉘법은 모두 보간 관계에 있기 때문에, 실제로 털이 많은 캐릭터를 리얼하게 표현하려고 하는 경우는 양쪽을 동시에 조합해 사용하는 것이 좋다고 한다.
이것을 지오메트리 셰이더 없이 하려고 하면 사전에 모 지느러미는 이식해야 하고, 머리의 단면도 폴리곤을 사전에 적층시켜야 하고, 무언가로 힘들다.
지오메트리 셰이더가 있으면 두 종류의 "털이"를 사전 준비 없이 둘 다 실천할 수 있다.
핀과 쉘을 모두 구현한 NVIDIA의 데모 구현 예
보다 고도의 실장으로 한다면, 머리를 생기는 지피 폴리곤의 노멀 벡터와, 시선과의 관계를 보고, 머리의 측면을 봐 버릴 것 같은 위치의 지피에는 핀법의 머리를 많게 적용해, 머리끝과 시선이 상대할 것 같은 위치의 지피에는 쉘법의 머리를 많게 하는 등 적응형의 콤비네이션.
퍼 쉐이더의 응용 발전형
시선에서 보아 윤곽이 되는 버텍스으로부터 지오메트리 셰이더를 사용해 폴리곤을 생성해 여기에 모 힐레를 이식하는 NVIDIA의 데모의 실장예
시선에서 보아 윤곽이 되는 버텍스으로부터 지오메트리 셰이더를 사용해 폴리곤을 생성해 여기에 모 힐레를 이식하는 NVIDIA의 데모의 실장예
또, 지오메트리 셰이더나 버텍스 쉐이더의 프로그램을 약간 고도로 해, 털을 바람에 휘게 하거나, 가속이나 감속, 중력이나 완성 등을 배려해, 생성한 털에 애니메이션을 주는 것도 응용으로서 재미있을 것이다. 이 경우, 머리끼리의 충돌이나, 머리와 외계 오브젝트와의 충돌은 취하기 어려우므로 무시하게 되지만, CPU가 개입하지 않고 머리의 애니메이션을 실현할 수 있다.
또, 이러한 퍼 쉐이더는 아무것도 털을 낳을 뿐만 아니라, 응용에 따라 다른 표현에도 사용할 수 있다.
가장 가까운 예로는 잡초의 표현이다.
지느러미법으로 머리카락의 테스크처로 하고 있는 곳을 초목 옆에서 본 그림으로 하고, 이것을 지면에 살리면 밀집해 자라는 초목의 완성이다.
또, 쉘법이라면, 단면도 텍스처의 색을 적당한 녹색계나 차계의 색으로 해 지면에 적용하면 잔디와 같은 잎끝이 짧은 식물이 카펫처럼 밀집해 우거진 지면을 표현할 수 있다.
이 경우에도 바람으로 삐걱거리면 리얼리티는 더욱 향상된다.
다만, 3D 캐릭터가 초목을 밀어나가는 것 같은, 동적 캐릭터와, 퍼 쉐이더로 생긴 초목과의 인터랙션을 취하는 것은 어렵다. 초목을 너무 키가 크고 너무 자라면 잎이 동적 캐릭터의 몸에 빠져들거나 하는 부자연스러움이 눈에 띄게 된다.
쉘법의 키가 낮은 초목이라면, 동적 캐릭터가 밟은 부분의 퍼의 적층 간격을 채우거나, 혹은 퍼 자체를 내지 않는 것으로 발자국의 표현 등은 할 수 있을 것 같다. (계속)
'완다와 거상'에서는 퍼셰이더를 초목의 표현에도 응용하고 있었다. (C) 2005 Sony Computer Entertainment Inc.
(트라이Z 니시카와 젠지)