"BEYOND:TWO SOULS"의 물리 기반 렌더링

니시카와젠지의 3D 게임팬을 위한 그래픽스 강좌 · E3 특별편 네번째
"HEAVY RAIN"직원의 차기작 'BEYOND : TWO SOULS "은 물리 기반 렌더링의 채용으로 현재 게임 그래픽을 BEYOND하기!

■"BEYOND:TWO SOULS"는 물리 기반 렌더링을 채용

"HEAVY RAIN"에서 그랬듯이 "BEYOND:TWO SOULS"에서도 게임 세계에 대한 상호 작용을 제한 하는 한편, PS3의 프로세싱 파워를 그래픽으로 크게 할해 하여 설계, 현 세대기의 표준적인 그래픽 수준을 크게 웃도는 표현을 실현하고 있다.

우선 의외로 생각하겠지만 그래픽 엔진은 "HEAVY RAIN"의 것을 사용하지 않으며, 풀 스크래치에서 처음부터 다시 설계를 했다.

Quantic Dreams CEO의 David Cage

"가장 힘든것은 새로운 디자인의 "물리 기반 렌더링"시스템이다" - Quantic Dreams CEO의 David Cage씨.

물리 기반 렌더링 시스템은 스퀘어에닉스의 차세대 게임 엔진"Luminous Studio"이나 트라이 에이스"ASKA엔진"등에서도 구현을 진행하고 있는 기술으로, 결과만 말하면 어떤 라이팅 조건에서도 현실 세계에 가까운 음영을 보여 줄수 있는 라이팅 방식이다.

일반적인 게임 그래픽은 장면과 라이팅 을 "그럴듯하게" 보이게 아티스트들이 기술적으로 조정 하고 인상적인 비주얼을 만들고 간다. 플레이하고 그대로 엔딩을 맞는 영화 같은 영상 작품을 만들 뿐이라면 문화적이고 예술적인 멋진 기술이지만, 게임의 경우는 광원도 움직이고, 캐릭터들도 움직이고 장면 파괴가 일어나면 장면의 구도가 변화하므로 아티스트들이 "이걸로 좋아"라고 하는 반응은 그리 많지 않다.

예를 들면, 빨간 색으로 칠해져 있는 개체가 있었다고 하면, 일반적인 게임 그래픽이, 그 폴리곤을 조명하여, 확산 반사항과 경면반사 부분을 적당한 비율로 혼합하고 빨간 화소(텍셀)질감을 적용하여 완성 한다.

그러나 현실 세계에서는 그렇게 단순하지 않고 빨간 도료의 재질에 따라, 라이팅 조건에 따라 달라진다. 무기 안료나 유기 안료에 따라서도 다를 것이고, 같은 무기 안료이었다고해도 황화 아연, 산화철, 산화 크롬, 이산화 티타늄과 같은 재질의 혼입 비율로 맞춘 빛의 방향, 시선과 위치 관계로 미묘하게 색감이 변할지도 모른다. 그야말로 밤과 낮으로 외형의 느낌이 많이 바뀔 수도 있다.

물리 기반 렌더링 재질의 재현을 최대한 실제에 접근하는 것을 목적으로 하고, 이 실현에는 BRDF는 "Bidirectional Reflectance Distribution Function"(양방 향반 사도 분포 함수)의 개념을 도입하는 것이 많다.

모든 조명 환경에서 리얼한 음영을 보이는 것이 물리 기반 렌더링의 특징이다

BRDF란, 단적으로 말하면 "빛이 어떻게 반사할지를 실제 광학 현상에 따라 일반화한 것" 구현 수준에서는 "시선 벡터","광원 벡터","법선 벡터"라는 라이팅 매개 변수를 인수 했을 때에 음영 처리 결과를 반환 함수……라는 이미지이다. 실제의 런타임에서는 그러한 라이팅 매개 변수 조합에서 고유적하게 결정되는 데이터 테이블을 텍스쳐로 가지고 있는 것이 많다. 그리고 이 BRDF데이터 테이블은 전용 측정기를 사용하여 생성하거나 유사 절차적 생성을 행하는 경우도 있다.

또한 물리 기반 렌더링에 있어서도 "음영 특성을 조정한다" 형태로 아티스트의 개입의 여지는 있다. 이 방법은 틀림없이 차세대기에서는 적극 도입될 라이팅 시스템이다,"BEYOND:TWO SOULS"는 그것을 선점한 것이라고 할 수 있다.

아래는 기자 회견에서 공개된 실시간 플레이 영상이다. 너무 어두운 씬에서도, 리얼한 음영을 보이는 비쥬얼에 주목된다.

[플레이 데모 무비]
기자 회견에서 공개된 실시간 플레이

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■영화"아바타"와 같은 성능 캡처 시스템을 채용. 신개발의 인물 쉐이딩 시스템에도 괄목하라

"BEYOND:TWO SOULS"에서는 여주인공 조디 홈스를, SF영화"인셉션"에서 인상적인 연기를 보였다 캐나다인 여배우 Ellen Page가 맡았다.

또, 게임 중의 캐릭터의 연기자에는 영화"아바타"라도 도입된 캡처 시스템을 채용. 이것은 안면(표정)의 움직임, 신체의 움직임을 동시에 캐치할 뿐만 아니라, 동시에 대사의 녹음까지 차세대 캡처 시스템을 대형 게임 타이틀에 서서히 도입 사례를 늘리고 있는 제작 방식이다.

안면의 연기는 캡처한 데이터를 재생하는 형태로 얼굴 안면의 장비로 작동하지만, 보행 이동 등은 몇개의 부품 및 소재가 되는 캡처 기반의 애니메이션 데이터를 결합하여 새 모션을 발동하는 프로시저 애니메이션 시스템을 도입하고 있다는 것. 데모에서는 조디를 조이패드 조작으로 숲 속에서 추격자에게 갈팡질팡하는 장면이 소개되었지만, 이 때 조디가 서있는 나무에 닿거나 땅 위의 장애물을 피하려고 하는 주위 환경에 임기응변 하고, 자발적으로 상호 작용하는 모습이 보였다. 단순한 루핑 대기 모션의 재생이나 발이 지면에 IK로 조종하는 것이 아니야 라는 것을 주장하고 싶었다고 본다.

생각해 보면 최근에는 "언챠티드3" 등 에서도 작용하는 주인공 캐릭터가 장면의 난간이나 벽에 자발적으로 상호작용 하는 표현이 도입되고 있었다. 이러한 "프로시저 애니메이션" 표현도 북미 스튜디오에서는 트랜드가 되고 있는지도 모른다.

David Cage씨는 "BEYOND:TWO SOULS"는 본격적인 스킨 쉐이딩의 도입도 하고 있다는 것으로 최근 갑자기 채용이 진행되고 있는 화면 좌표에서 확산반사항을 불러시키는 수법을 도입하고 있다고 보여진다.

콧구멍 Ambient Occlusion에 의한 단순한 흑백 농담이 아니라 콧구멍의 음영도 빛과의 위치에 따라 피부의 색감이 증가하는데, 상당히 리얼하다.

안면 근육의 움직임이 너무 리얼. 이것이 리얼 타임 렌더링에서 실현되니 놀랍다	땀과 물의 부착은 정반사항에 의해 재생 젖은 옷 느낌에도 주목

눈빛의 재현에는 특별한 안구 쉐이더가 위력을 발휘

또 안구에도 깊이가 있고 홍채와 동공 부분에는 반투명의 두터운 층이 있는 것으로 보인다. 눈동자에 나오는 하이라이트도 그냥 안구의 표면을 타고 나오는 하이라이트뿐만 아니라 각막의 굴절을 고려하여 2차 하이라이트까지 나오고 있기 때문에 특별한 안구 쉐이딩을 하고 있는 것 같다."HEAVY RAIN"때보다,"BEYOND:TWO SOULS"의 캐릭터들에 눈빛 에 힘이 깃들어 있는 것처럼 보이는 것은 그래서일까.

이 외, 플레이어 고스트 시점에서 본 "인간의 아우라", "비", "연기" 는 대량의 파티클에 의해 그려져 있고 이 업데이트에는 CELL프로세서의 SPU가 활약하고 있다고 본다.

David Cage씨는 전편을 통해 삽입되는 인상적인 피사계 심도 표현(DOF:Depth of Field), 각종 렌즈 이펙트와 같은 포스트 이펙트 그래픽도 이번 작의 시각적 볼거리로 꼽았다. 확실히 HDR정보를 남긴 형태로 렌즈의 조리개 형상의 망상이 나오던 모습은 꽤 차세대적이다.

David Cage에 따르면"BEYOND:TWO SOULS"는 아직 개발 단계이며 그래픽도 더 업그레이드 하여 완성될 것으로 기대하고 있다.

지금 세대기로서는 압도적인 물량 파티클 표현
포스트 프로세서에 의한 눈부심 표현	인상적인 피사계 심도 표현

출처 : http://game.watch.impress.co.jp/docs/series/3dcg/20120609_539153.html