"슈퍼 스트리트 파이터 IV" 그래픽스 강좌 (전편)

3D 게임 팬을위한 "(슈퍼) 스트리트 파이터 IV"그래픽스 강좌 (전편)
미화 된 '스트 II "의 기억을 3D 그래픽으로 재현 한 비밀 레시피를 보다!

CEDEC AWARD 2011 시상식의 모습. 사진은 아야노 토모아키 씨와 카메이 사토시 정씨

국내 최대(일본)의 게임 개발 컨퍼런스 인 CEDEC에서 매년 각 분야의 우수자, 우수팀을 표창하는 CEDEC AWARD가 개최되는데, 올해의 CEDEC AWARD 2011에서 유명한 최근 대작들을 제치고 "시각 예술 부문" 상을 수상한 "스트리트 파이터 IV" (이하 "스파IV")였다.

"스파IV"는 아케이드에서 개시가 2008 년 7 월이므로 첫 출시부터 3 년 후 수상 되었다. 다만, 2011 년 현재에 이르기까지의 3 년간 "스파IV"시​​리즈는 항상 격투 게임 팬의 화제의 중심에 있었으므로, 이번 수상은 누구나가 납득하고 있던 것이다.

"스파IV"시​​리즈에 한정하여 그 역사를 풀어 보면, 2009 년에는 아케이드 판의 "스파IV"의 이식 작품으로 가정용 기기 (PS3, Xbox 360 용) 출시되고 2010 년 봄에는 스페셜 버전으로 가정용 기기 전용의 '슈퍼 스트리트 파이터 IV'(이하 '스파 IV')을 출시, 또 팬들의 지지를 받아 2010 년 겨울에는 '슈퍼 스트리트 파이터 IV 아케이드 에디션 '(이하 "스파 IV AE ")가 등장했다.

그리고 올해, 2011 년 봄에는 '스파 IV "를 닌텐도 3DS 용으로 거의 풀 스펙으로 이식한 '슈퍼 스트리트 파이터 IV 3D 에디션 '이 등장, 2011 년 여름에는'스파 IV AE"가 가정용 기기에 이식 되어있다. 2011 년 말에는 "스파 IV AE" 밸런싱 조정 버전 "스파 IV AE Ver.2012 '가 가정용 기기에 출시가 예정되어 있으며, 곧바로 아케이드에서도 가동 할 예정 있다.

수많은 격투 게임이 비교적 단명 사라져가는 가운데, 3 년 이상의 롱런을 달성하는 것만으로도 굉장한 일이지만 항상 그 인기를 상위권을 유지하고있다 "스파 IV"시​​리즈는 바로 기적의 작품이라고 말할 수있다. 격투 게임 역사에 기록되는 것은 물론, 모든 게임 팬의 기억에 강하게 각인되는 타이틀이 될 것이다.

그래서 이번에는 '스트리트 파이터 IV'를 거론했다. 지금까지 "스파IV"시​​리즈에 관해서는 여러가지 사정으로 기술적 인 취재가 어려웠지만, 이번 'CEDEC AWARD 수상 기념'라는 기회도 있고, 축하 겸 취재 요청을 받기로 했다. 덧붙여 본 원고의 제목에 "(수퍼)"가 붙어있는 것은 다루는 주제가 오리지널 "스파IV '에서'슈스파 IV ', 그리고'스파 IV AE"에 이르는 때문이다. 미리 양해 주었으면 좋겠다

【저자 근황】
	"스트리트 파이터 IV '시리즈의 취재는 2009 년 때부터 여러 번 시도했지만, 매번 뜻을 이루지 못했다. 그러나 이번에 취재를 할수 있게 되어 기쁩니다. 참고로 필자는 "스파 II"시대에서 선수로 하우하우 소란스러운 크레이지한 캐릭터성에 매료되어 계속 발록 으로 플레이 중. Ver.2012에서 발록에 어떤 조정이 들어가는 지, 지금부터 두근 두근하고있다. 블로그는 이쪽

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■ 난항을 겪었던 "미화 된 '스트리트 파이터 II" "의 세계관 재현

"스트리트 파이터"시리즈라고 말하면, 캡콤 브랜드 대전 격투 게임 것은 많은 독자가 알고있는 사실이라고 생각하지만, "스파 IV"시​​리즈의 개발은 캡콤 내부만 아니라, 같은 오사카 부에 개발 본부 를 짓는 실력파 스튜디오 Dimps 가 담당하고있다. Dimps라고 말하면, "드래곤 볼 Z"시리즈 (반다이 남코 게임즈), '더 럼블 피쉬 "시리즈 (세가),'SPIKEOUT BattleStreet"(세가) 등 격투 게임 개발에 일가견있는 스튜디오이다. 개발을 맡은 것도 자연스러운 흐름이있다.

사호한 것을 말하면, Dimps 사장인 니시야마 타카시 씨는 초대 "스트리트 파이터"의 개발자 중 하나이며, 시리즈의 주인공 류는 그는 이름을 딴거라고 한다 . Dimps이 "스파 IV"시​​리즈의 개발이 위탁 된 것은 '스트리트 파이터'시리즈 부활 프로젝트의 의미도 있었다 "스파 IV"의 컨셉에서 보면 정말 운명이라고 느낀다.

Dimps는 "스파 IV"시​​리즈의 개발 프로젝트 출범때 자사의 라이브러리를 PS3, Xbox 360 등의 현세대기 (DirectX 9 세대 그래픽 하드웨어 탑재 게임 플랫폼) 용으로 대응시키는 작업에 들어갔다. 이 때 구축 된 개발 지원 라이브러리 군은 Dimps 내부적으로는 "XG"라고 불린다고 한다. 또한 XG의 "X"는 크로스 플랫폼의 의미가 담겨져있다라는 것.

"XG"는 게임 엔진이 아닌 라이브러리 군의 총칭이지만, 버전 이름은 붙일 수있으며 "스파IV"가 XG1.0 기반 '슈스파 IV'시리즈가되어 XG2.0베이스가 되었다.

"스파IV"시​​리즈의 개발 컨셉은 '스트리트 파이터 II "(이하"스파 II ")의 21 세기에 부활이며, 동시에"사용자의 뇌에서 미화 된'스트 2 '기억의 구현화' 였다. 이 "스파 IV"시​​리즈의 개발 컨셉에 대한 비화는 "스파 IV"시​​리즈 프로듀서 오노 요시노리 씨 (캡콤 CS 개발 총괄 부사장 총괄)가 GDC2009에서 자세한 발표하고있다. 이 강연 내용은 필자 자신이 GDC2009 보고서에서 ""스트리트 파이터 IV "원점 회귀에 주어진 사명은 "미화 된 추억에 대답" 으로 정리하고 있으므로 관심있는 사람은 꼭 참조 바란다.

카메이 사토시 정씨 (Dimps 개발 본부 소프트웨어 기술부 소프트웨어 기술과 기술적 디자인 그룹 팀장)

카 메이 사토시 정씨 (Dimps 개발 본부 소프트웨어 기술부 소프트웨어 기술과 테크니컬 디자인그룹 팀장) : 당시 우리가 현세대기에 본격적인 개발이 처음이었던 것도 있고, 규정 된 그러한 주제에 대해 기술적으로 어떻게 실현 해 나가면 좋을지에 대해 시행 착오를 겪었습니다.

"스파 IV"의 개발은 2006 년 5 월경부터 시작되어 약 2 년의 개발 기간을 거쳐 아케이드 버전의 릴리스 되었다. 가정용기용 개발 프로젝트는 아케이드 판의 개발 마지막 단계에서 오버랩되어 시작되고 개발 기간은 약 8 개월 정도이다.

개발 프로젝트의 첫 단계에 Dimps 측의 개발 팀은 "스파 IV"가 "스트리트 파이터 III"(이하 "스파 III")의 연장 선상에 있다고 생각 하고 "스파 III"의 도트 그림의 분위기 을 남기는 3D 그래픽을 시작했다 (아래). 또한 이들은 실제 게임기에서 구현이 아니라 DCC 툴에서 제작 한 실제 게임기 풍의 컨셉 애니메이션 된다. 셀 쉐이더풍의 그림, 거기에 수묵화 풍의 맛을 더한 것 등, 후의 "스파 IV"의 완성형을 알고 우리가 봐도 좀처럼 볼만한 가치가있는 것이다.

【 "스파 IV"프로토 타입】
이쪽이 Dimps 측에서 제안한 최초의 디자인 클로즈업

다양한 컨셉의 애니메이션. 왼쪽에서 백묵쉐이더, 수묵화 + 툰 쉐이더, 수묵화 + 수채화

카메이 씨 : 그것은 협의를 한 번도 하지 않은 단계에서 우리가 제안용으로  제작 한 것입니다만, 1차 협의에서 말한 한마디가 "이것은 아니다"이었습니다 (웃음) . 오노 프로듀서에서 말한 것은 먼저 "베이스 스파II이다"라는 것과 "스파 II '에 숨 쉬고 있는 진흙냄새 ","서로 싸우는 격투의 "아픔" ","격투 중의 느낄수 있는 "라이브 감" "의 재현을 목표로했으면 좋겠다" 라고했다. 여기에서이 "고난의 길"이 었지요 (웃음). 도전의 가지는있었습니다 만.

그러한 지시를 받고 Dimps 측에서 다시 디자인하여 일으킨 것이 이쪽이다. 상당히 뼈가 손발이 디 폴메 된 커지고있는 것이 간파 할 수있다. 초기 원고와 비교하면 약간 살을 취했다고 할까 인생 경험을 쌓은라고하는 인상을 보는 사람에게주는 느낌이다. 어쨌든, 많이 완성형에 가까워진듯한 인상을 받는다.

【 "스파IV"프로토 타입 2】
왼쪽 캡콤 측과의 협의를 거쳐 Dimps 측이 수정한 디자인 원본. 오른쪽이 쉐이딩 모델과 실제 장면에 등장시킨 이미지

카메이 씨 : 그래도 "아직도"이었습니다 (웃음). 먼저 지적 된 것은 '디자인 (형태)면에서는 비교적 데포르메가 있지만, 음영의 나오는 부분이 리얼하고 재미 없다'는 점이었습니다. 또한 "정보량이 적다"는 것도 지적했다. 리얼계의 쉐이딩에서 음영으로 정보량은 많아지지만, 그것들은 "정리되지 않은 정보"로 보인다는 것입니다.

한마디로 말한다면 3D 모델의 형태가 데포르메되고 있는데, 쉐이딩이 리얼 경향 이었기 때문에, 디자인 (형태)과 색칠에서 불일치 감이 있다는 점을 지적 된 것 같다.

카메이 씨 : 그래서 우리는 SF 시리즈를 비롯한 캡콤의 과거 작품의 도트 그림을 공부했습니다. 그래서 도트 그림으로 근육에 대한 음영의 붙이는 방법이나 근육의 생략 방법, 그림자 색상을 지정하는 방법의 동향 등을 정리하여 그것들 쉐이더에 적용했습니다. 일련의 아트 디렉션에는 캡콤의 디자이너 이케 노 다이고 (이케) 씨의 협력을 받았습니다.

이렇게 "고난의 길"을 넘어 "스파 IV"시​​리즈의 비주얼의 방향성이 결정 하게 된다. 근육은 강조된 표현이지만, 음영의 밝은 부분에는 그렇다한 정보가 없는거 같다는 한마디로 셀 쉐이딩도 확산 반사 모델이라고도 할 수없는 독특한 커스텀 이방성 쉐이딩이 행해지고있다고 생각 할 수있다.

카메 이씨 : 오노 프로듀서로부터 "끝이 보인다"라고 말한 것이 이때입니다 (웃음).

【 "스파 IV"프로토 타입 3】
왼쪽이 "스파 IV"의 비주얼 디자인이 거의 확정된 단계에서 컴포지트 비주얼. Autodesk Softimage에서 제작되었다. 오른쪽이 초기 프로토 타입 버전

【 "스파 IV"프로토 타입 영상 1】
【 "스파 IV"프로토 타입 영상 2】

【 "파업 IV"프로토 타입 그 3】
완성 된 캐릭터의 이미지샷

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■ "스파 IV"시리즈의 쉐이더 아키텍처

타케토시 마사후미 (Dimps 개발 본부 소프트웨어 기술부 소프트웨어 기술과 R&D 그룹 어시스턴트 팀장 리드시스템 디자인 엔지니어)

타케토시 마사후미 씨 (Dimps 개발 본부 소프트웨어 기술부 소프트웨어 기술과 R&D 그룹 어시스턴트 팀장 리드시스템 디자인 엔지니어) : 이 후,이 비주얼 컨셉에 따라 실제 게임기에 적용한 프로토 타입 버전을 제작 했습니다. 쉐이더에 올려 놀던 시기라고 말할 수 있을지도 모릅니다 (웃음). 노멀 맵을 사용하지 않으면 안된다. 그렇다면 스페큘러도 올릴것인가 라던지, 비주얼 컨셉을 어떻게 실제 게임기에 올릴수 있을까 많은 시행 착오를 했어요.

아티스트가 DCC 도구 XSI (Softimage)로 돌아가, GUI상에서 쉐이더의 설계 및 테스트를 수행할 수있도록 렌더 트리 기능을 사용하여 실제 게임기에 들어가는 쉐이더 설계를 했다고 한다. 게임에서는 한장의 그림을 만들어내는 것만이 목적이 아니라 실제 게임기상에서 체계적으로 셰이더를 이동해야하기 때문에 가능한 한 모든 캐릭터에 일관된 쉐이더로 움직임을 표현하여 그것에게 주는 매개 변수 실현 이 바람직하다. 다만 특이한 셰이더를 이동해야 할 경우는 어쩔 수 없다하더라도 가능한 한, 모든 캐릭터 (경우에 따라서는 장면에 등장하는 모든 오브젝트도)를 공통 쉐이더에서 표현하고 싶다. 이를 위해 "스파 IV"시​​리즈의 캐릭터 표현에 사용되는 셰이더를 분석해 설계하기로 했다는 것이다.

이것이 완성판

시행 착오 끝에 "스파 IV"시리즈가 지향해야 할 비주얼 컨셉이 거의 확정된다. 이것이 DCC 툴상에서 완성된 비주얼 컨셉트. 현재 "파업 IV"시리즈의 비주얼에 가깝다

다양한 시행 착오의 결과,

(1) 기본 색상
(2) 확산 반사 (디퓨즈)
(3) 표면 반사 (스펙큘러)
(4) 림 라이트
(5) 셀프 쉐도우
(6) AO (Ambient Occlustion)
(7) 대비색(contrast) 강조화
(8) 반사조명 표현

의 요소로 분석되며, 이것들이 거의 모든 캐릭터의 쉐이딩에 이용되고 있다

타케토시 : 이러한 요소를 자신이 실제 게임기에 올리기 위해 디자인 하였습니다. 그 때에는 퍼포먼스가 나올만한 최적화 및 경우에 따라 동등한 효과가 나오는 페이크 기법을 도입하고 있습니다.

조금 여기서의 각 요소의 보충 설명과 각 요소를 실현하기 위해 대나무 세 씨가 실천 한 쉐이더 기술을 소개하자.

(1) 기본 색상은 확산 반사의 결과와 컬러 텍스처 (albedo)를 바탕으로 독자적인 가상 셀 쉐이더에서 계산하고 있다. 단순한 두개의 농담을 가져다 셀 쉐이더와 달리 질감을 확산 반사의 계산결과로 변조하여 색의 농담을 어그레시브하게 사용하여 효과를 가져오는 특징을 가지고 있다. 이 "붓으로 음영을 붙인 것 같은 터치"를 실현 한 셰이더는 개발 팀내에서는 "Brush Shader"(브러쉬 쉐이더)라고했다.

【기본 색상]
"스파 IV"시리즈에서 사용한 브러쉬 쉐이더를 그래프화 한 것 (왼쪽). 브러쉬 셰이더 가상 코드 (오른쪽)
텍스처 만 붙인 결과 (왼쪽). 브러쉬 쉐이더를 적용한 결과 (오른쪽)

(2) 확산 반사 요소를 사용하여 "스파 IV"시​​리즈에서는 주요 캐릭터에 대해서는 의사적인 스킨 쉐이더를 적용하고있다. 그렇다고해도 표면하산란 시뮬레이션을 실시하고있는 것은 아니고, 산술적 인 유사 수법이다. 알고리즘으로는 '확산 반사 "그림자"영역에 적색을 약간 강하게 연출한다 "는 간이적인 것이다.

[디퓨즈]
스킨 쉐이더의 가상 코드 (왼쪽). 확산 반사의 결과 (오른쪽)
스킨 쉐이더의 결과 (왼쪽). 모두 더한 결과 (오른쪽)

(4) 림 라이트 (Rim Light)는 역광시에 하이라이트가 쏟아져 나오는 효과입니다. 이것은 시선과 광원이 상대적으로 가까운 관계에있을 때 윤곽 부근에 광원 색상을 섞어 실현하고있다.

(5) 셀프 쉐도우는 자기차폐 할 수있는 그림자이다, 이에 대한 자세한 내용은 그림자 생성의 설명 부분에서 설명한다.

(6) AO 요소는 그 위치가 다른 곳에서 얼마나 차폐되고 있는지를 미리 계산해주는 정적인 셀프 쉐도우를 말한다. "스파 IV"시​​리즈에서는 사전 계산된 AO를 정점 단위로 가진 형태를 취하고 있다.

(7) 대비색 강조화는 주로 외곽부 (시점으로 봤을때 윤곽이되는 영역)에 색감을 강조하는 효력이있다. 많은 경우 거무스름해진 같은 결과를 가져온다. 이것은 확산 반사의 음영 결과에서, 아티스트가 설정 한 조건 (시점과 각면의 법선의 위치 관계에서 판정)에 해당 부분의 특정 색을 강조색으로 추가하여 수행하고있다.

【자기 차폐】
미리 계산된 정점 단위의 자기차폐 (왼쪽), 윤곽선 강조 전에 (중앙), 윤곽선 강조 후 (오른쪽)

(8) 반사 표현은 주로 환경광의 영향으로 구현되는 것이된다. 환경광은 대국 조명 효과의 간략 형의 하나 다. "스파 IV"시​​리즈에서는이 환경 빛에 관해서는 반구 라이팅 (Hemi-Sphere Lighting : HSL)의 독자 확장 계이다 "Mulitplex Hemi-Sphere Lighting"(MHSL)를 사용하고있다.

천구광, 지구광 두방향으로 이루어진 HSL은 "메탈 기어 솔리드 4 '에 채용되고 있던 것은 본 연재 에서도 소개했지만 "스파 IV"의 MHSL은 천구광, 지구광 이외에 플러스 하늘광 세방향으로 부터 부여된다. "스파 IV"시​​리즈에서는 캐릭터가 항상 수직 방향으로 크게 그려져 있기 때문에 HSL의 2 방향의 환경광은 풍부함이 부족한 것이다.

예를 들어, 위가 하늘이고 아래가 땅이되는 장면은 항상 상반신이 밝고 하반신이 어두워지고, 얼굴을 아래로 향한 것만으로 얼굴이 어두워 져 버리는 (HSL은 높이가 아니라면의 ​​방향 에 영향이 달라 지므로). "스파 IV '시리즈로 채용 한 MHSL에 따르면 세방향의 환경광은 하늘광이 약간 지배하기 때문에 이러한 단조로운 음영에서는 어렵게 되어있다. 덧붙여이 MHSL 매개 변수는 각 스테이지 당 한개의 고정방향으로, 스테이지의 각 지점에 설정되는 것은 아니다.

【라이팅】
가장 원시적 인 균일 한 환경광
반구 라이팅의 두방향의 환경광. 지금도 종종 사용된다
"스파 IV '시리즈에서 채용 한 MHSL (3 방향의 환경광)

세향으로 확장한 반구 라이팅의 개념 (왼쪽), MHSL의 가상 코드 (중앙), MHSL의 가상 코드 (최적화 버전) (오른쪽)

타케토시 씨 : 쉐이빙 동작에 들어갈 때 발동 할 수묵화 효과는 이 반사조명 부분이 MHSL 의한 환경 빛이 아니라 흑색이되어 "먹색"을 표현합니다. 마찬가지로 림 라이트도 의도적으로 검게 있습니다. 이렇게하면 윤곽 부근에서 내부에 수묵이 스며 들어 온 것 같은 시각적 효과를 실현시키고 있습니다. 또한 쉐이빙 동작시 활활 계속 타오르는 오오라 같은건 파티클입니다.

카메이씨 : 이 밖에 "스파 IV"시리즈 특유의 쉐이더 기술이라고 말하면, "붓 터치 쉐이더"가 있습니다. 이것은 소위 연필화 쉐이더로 대표되는 리얼타임 해칭에 가까운 것입니다.

【붓 터치 쉐이더】
붓 터치 쉐이더 적용 전 (왼쪽), 붓 터치 쉐이더 적용 후 (오른쪽)
림라이트를 의도적으로 검게 한 상태. 제품판의 쉐이빙 어택의 표현은 이것에 더 파티클의 검은 오로라을 추가하여보다 수묵화 같은 표현하고있다 (왼쪽). 음영의 그늘 부분에서 강하게 보이는 붓 스트로크 자국모양의 농담에 주목. 이것이 붓 터치 쉐이더에 의한 효과 다
붓 터치 쉐이더 있음 / 없음 비교. 하이라이트 부근에는 붓의 스트로크는 적어지게 된다

이것은 구체적으로는 하이라이트 이외 부분에서 나오는 붓 스트로크 흔적같은 색의 명암을 가리키고있다. 완전히 "스파 IV"시​​리즈의 비주얼에 넣어 멋지게 빠져 들고 있기 때문에 눈치 채지 못한 사용자도 있는 것은 아닐까? 이것은 실은 프로그래시브 적으로 일정한 노이즈를 사전 첨가한 노멀 맵을 이용하여 구현되고있다.

 "스파 IV"시​​리즈에서도 노멀 맵은 튀어나온 혈관이나 근육의 융기, 주름 등의 미세 요철의 표현 수단으로 이용되고 있지만, 그 노멀 맵에 대해 일정 조건을 충족한 부분에 대해서 사전 처리로 붓터치에 해당하는 파인부분의 평행선을 추가하고있다. 효과적으로 Photshop에서 말하는 "잔주름 필터" 에 상응하는 것이지만 툴상에서 자동으로 이 효과를 추가 한 후, 아티스트의 손에서 보정과 수정을 하고 있다.

이 잔주름을 부가 한 노멀 맵 자체는 정적 것이지만, 라이팅 자체는 동적으로 행해지 기 때문에 광원 위치 관계가 변경되면이 붓 터치 효과에 의한 색 농담이 나오는 방식이 달라진다. 경향은 빛이 받고있는 부분에는별로 나오지 않고, 음영의 그늘 부분에 강하게 나오는 쉐이더로 설계 되어 있다고 한다.

【잔주름 필터】
팔 부분의 노멀 맵. 잔주름 필터 적용 전
팔 부분의 노멀 맵. 잔주름필터 적용 후

아야노 토모아키 씨 (캡콤 도쿄 제작부 제작실 편성팀 어시스턴트 프로듀서)

아야노 토모아키 씨 (캡콤 도쿄 제작부 제작실 편상팀 어시스턴트 프로듀서) : 원래 "스파 IV '는 스트리트 파이터 탄생 20 주년 프로젝트로 시작했습니다. 프로듀서 오노가 GDC2009에서 발표 한대로, "스파 IV '는 유져가 기억하고 있는"스파 II "기억의 구현이기 때문에, 이케가 그린 일러스트가 실제로 움직이고있다 같은 이미지가 목표로 내걸 수 있었던 것입니다. 이러한 그림 테이스트를 실시간으로 3D 그래픽으로 움직이기 위해서 Dimp 사에게는 상당한 어려운 요청을 했습니다 (웃음).

【컨셉 아트]
이케노씨 컨셉 아트 (왼쪽). 최종확정 된 비주얼 (오른쪽)

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■ "스파 IV"시리즈의 그래픽 스펙

이어 "스파 IV"시​​리즈의 그래픽 스펙에 대해 살펴보고자하자. "파업 IV"시​​리즈의 렌더링 해상도는 1280 × 720. 프레임 속도는 60fps가되고있다.

플레이어 캐릭터의 한장 당 폴리곤 수는 약 16,000 폴리곤 (약 9,000 정점). LOD (Level of Detail)의 구조는 채택하지 않고, 플레이 중 및 이벤트 씬이나 울트라 콤보 장면 등의 근접에서는 동일한 모델을 사용하고있다. 플레이 중의 한씬 근처의 총 폴리곤 수는 캐릭터, 배경, 특수 효과 (VFX), 실시간 생성 된 그림자 등 모든 요소를​​ 합하면 약 30 만 폴리곤 전후가되고있다. 100 만 폴리곤 이상이 일상화하고있는 현행 기에 있어서는 소극적인 폴리곤 예산이다.

[와이어 프레임 샷】
파이널 샷과 그 와이어 프레임 샷

메인 캐릭터 파이널 샷과 그 와이어 프레임 샷

반대로, 플레이어 캐릭터의 총 본 수는 약 350 개 정도가 상당 풍부한 사양이되고있다. 달심에 관해서는 특별 사양으로 약간 많게 있지만, 표준의 주요 플레이 캐릭터의 뼈는 신체 본체가 58 개, 손 40 개, 얼굴 54 개,이 밖에 보조 제어용의 보조 뼈 가 약 200 개 정도라는 분석이있다. 일반적인 게임에서 말하는 이벤트 씬을위한 고급 모델이 그대로 게임에서 사용되고 있다는 인상이다.

【뼈와 페이셜 리그]
메인 캐릭터의 뼈와 페이셜 리그를 가시화 한 샷

플레이어 캐릭터의 총 텍스처 매수는 8 장. 내역은 컬러 텍스처가 512 × 512 텍셀 방식 4 매, 노멀 맵이 1,024 × 1,024 텍셀 4 장이다. 렌더링 파이프 라인으로 먼저 그리는 것은 두개의 플레이어 캐릭터로 이어 배경이 랜더링 된다.

2개의 플레이어 캐릭터는 무조건 등장하기 때문에, 배경을 그린 후 플레이어 캐릭터를 그리면 배경을 그린 부분이 매번 중복 그려 필 레이트(fill rate)의 낭비된다. 지금까지 소개 한대로, 플레이 캐릭터위한 셰이더 군은 무거운에서 렌더링 비용이 높기 때문에 이러한 덮어 그리기를 피하기 위해 먼저 그릴 필요가있는 것이다.

다음 체력 게이지와 울트라 콤보 게이지 등 각종 게이지류의 랜더링이 진행된다. 여기에는 특별한 처리계가 개입하는데 이에 대해서는 후편에서 자세히 설명하기로하자.

컬러 텍스처 (왼쪽), 노멀 맵 (잔주름 필터 적용 후) (오른쪽)

그리고 마지막으로, 파동권 같은 장거리 무기 나 흙먼지 등의 특수 효과의 렌더링을 행한다. 이펙트 군을 마지막으로 그린​​다는 효과의 대부분이 반투명 객체화 되기 때문이다.

HDR (High Dynamic Range) 렌더링은 32 비트 정수 버퍼를 이용한 유사적인 접근을 채택한다. 구현 형태는 "Half-Life2"(Valve)가 채택하고 있던, MRT (M​​ulti Render Target)를 이용한 수법으로, 하위 버퍼에 고휘도 부분 만 블럭를 적용하여 합성하는 방법이다. 블러 적용시에는 추출 된 고휘도 부분 버퍼의 내용을 해상도를 낮춰 다시 확대하는 것을 몇 단계 수행하고 합성하는 "카와세식"축소 버퍼 기법을 이용하고있다.

파이널 샷 (왼쪽), MRT1 컬러 버퍼. 메인의 렌더링 결과 (중앙), MRT1의 α 채널. 캐릭터만을 전면에 그리기위한 마스크로 사용되며, 윤곽선 추가에도 이용 (후편 해설) (오른쪽)
MRT2 컬러 버퍼. 고휘도 부분이 출력된다. 후단에 저해상도 된 블러가 적용되며, 섬광 / 블룸 효과로 기본 렌더링 결과에 합성되는 (왼쪽), MRT2의 α 채널. 포스트 프로세스 용도의 심도값으로 사용 (오른쪽)

모션 블러 효과는 각 캐릭터의 신체 부위의 속도 벡터를 속도버퍼에 적고, 이것을 후단에서 참조 렌더링 결과를 섞는 방식을 채택한다. 이 기술에 대한 섬세한 해설은 본 연재 "로스트 플래닛"편 을 참조 해 주었으면 한다.

게임 플레이의 모션 블러에서는 기술의 궤적이 알기 쉽게 캐릭터의 부위를 블로업 처리를 채택하고있다. 블러업 효과를 준 부위의 속도 벡터를 속도버퍼에 기록하고 처리는 앞의 표준 모션 블러 처리와 동일하다. 그러나 여기 블러 꽤 엷게 합성된다. 이것은 플레이의 시인성에 배려와 그려진 모션의 매끄러움과의 균형을 취했기 때문이지만, 파탄의 보이지 않게 하는 역활도 한몫하고있다.

또한 부하절감의 관점과 다소 강조의 블러 효과를 내기 위해서, 속도버퍼와 블러 생성시 샘플을 렌더링 결과는 낮은 해상도를 사용하고있다. 이쪽도 이른바 축소 버퍼 기법이 채용되고 있다고 할 것이다.

모션 블러 (블로업 효과 없음) (왼쪽), 모션 블러 (블로업 효과 있음). 게임 플레이 중은 기술의 궤적이 인식하기 쉽도록 부위의 블로업 효과를 강조하고있다 (중앙 오른쪽)

카메이씨 : 불로업 처리를 위해 불완전 폴리곤은 사용하지 않고 있습니다. 그림자 생성 용으로 사용하는 전용 저 폴리곤 모델을 사용하여 가능한 찢어져 보이지 않도록하고 있습니다. 이러한 블로업 처리는 복잡한 형상의 폴리곤 모델이라고 블로업효과를 주었을때 찢어지기 쉽습니다만, 어느 정도 심플한 형상이라고 간단한 블로업 효과도 나름 볼만 합니다. 또한, 가정용 기기에 이식하는 단계에서 모델 최적화 등을 수행 한 후 아케이드 판과는 블러의 향방에 약간의 차이가 있습니다.

이렇게 봤으니 기본적으로는 현세대의 게임 그래픽스에서 요구되는 주요 요소를 모두 담은 형태로되어있는 것을 알 수있다.

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■ 강한 집착을 가지고 만들어지고 얼굴 표현

의외로 간과하기 쉽지만, 실은 "스파 IV"시​​리즈는 얼굴 표현 (얼굴 표정)에 상당한 공을 들였다. "스파 IV"시​​리즈는 액션도 아니고 RPG도 없을 것 같은 것이지만, 울트라 콤보 발동 씬이나 이벤트 씬은 물론, 평상시의 전투 중에도 플레이어 캐릭터들이 매우 풍부한 표정을 보여준다. 살아있는 인간처럼 이라기보다는 다소 오버액션 같은 형태의 생동감 넘치는 페이셜 애니메이션이 행해지고있어 "스파 IV"시​​리즈의 세계관과 실로 일치하고있다.

【페이셜 데모】

카메이씨 : "스파 IV"의 개발이 시작된 당시, 스퀘어 에닉스의 '킹덤 하츠 II'나 '파이널 판타지 XII "를보고 했습니다만, 양 타이틀 모두 페이셜 애니메이션에 매우 열중하고 있어서, 뒤질수 없다고 생각했습니다 (웃음) 열심히했습니다. 단 리얼한 것을 목표 라기보다는 임팩트를 중시하고 얼굴 에 리그를 배치 했습니다.

츠카모토 타카시 씨 (Dimps 집행 임원 개발 본부 첫번째 개발부 부장)

츠카모토 타카시 씨 (Dimps 집행 임원 개발 본부 제1개발부 부장) : "스파 II"시리즈 자체도 데미지를 입었을때 눈이 터지는 표현이 있거나와 꽤 화려한 만화 틱, 애니메이션 틱한 표정 도트 그림으로 구성되어 있었으므로, "스파 IV"시리즈에서도 꽤 튀어 표정으로 만들고있어군요. 여성 캐릭터는 이뻐지는 부분이 떨어지기 때문에 다소 소극적으로 했습니다(웃음).

안면에 쓰인 본 수는 기본적으로 전 캐릭터 공통 54 개이지만, 각 캐릭터의 얼굴 모양, 얼굴 크기에 최적화 한 후 리그를 설정을 하고 있다.

희로애락을 비롯한 다양한 리액션을 표현한 표정 애니메이션은 수작업으로 만들어 졌으며, 이들에는 각각 ID가 매겨진있다. 예를 들면 류의 울트라 콤보 "멸 · 승룡권"은 맞았을때의 얼굴은 통증 표정과 함께 턱이 납작해지는 얼굴 모션이 발생하지만, 이 "통증 표정 + 턱 찌그러짐"에 맞는 모션 ID가 n 번이라고 하면 전 캐릭터에 이 맞는 모션은 n 번으로 등록되어 있다고 할 것이다.

페이셜 재생은 5 프레임 당 시퀀스에서 끊어지고 있으며, 프로그램 측은 그에 따라 각 동작마다 설정된 페이셜 모션을 ID 호출의 형태로 재생한다.

【페이셜 데모 2】
"스파 IV"시리즈의 페이셜 애니메이션. 실제 사용되는 얼굴의 데모 영상

왼쪽이 표준 상태. 츈리는 지나치지 않게 루퍼스는 과장. 캐릭터 이미지에 맞게 페이셜 애니메이션 표현이 디자인되어있다

카메이씨 : 그러나 이벤트 씬 등의 각 캐릭터의 대화 할때의 입의 움직임이라던지 대화의 표정 변화는 ID 관리보다는 각 캐릭터마다 수작업으로 장면마다 설정되어 있습니다.

타케토시 씨 : 안구에 대해서는 "죽은 눈" 이 되지 않도록 실시간으로 눈동자 (검은 자위) 거리에 하이라이트가 나오는 방식을 담고 있습니다. 그러나 항상 눈동자 중앙이 아닌 시점 방향의 위치 관계에 의해 실시간으로 움직입니다.

아마 플레이어는 표정을 보고 있을 틈이 없다고 생각하므로, 꼭 대전을 감상 할 때 라도 움직이는 캐릭터의 표정이나 눈의 움직임에 집중해 봤으면 한다. 기술을 낼 때, 기술을 먹은 경우 등 국면 국면에 따라 꽤 다채로운 표정 표현을 하고 있는 것을 알 수있을 것이다.

【안구 쉐이더】
안구 쉐이더 의사 코드 (왼쪽), 안구에는 실시간으로 절차 적 생성 된 반짝임이 추가되어 살아있는 눈의 표정을하고있다 (오른쪽)

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■ "스파 IV"시리즈의 효과

"스파 IV"시​​리즈는 격투 게임이라는 장르의 게임이기 때문에 배경 캐릭터를 제외하고 움직이는 주인공은 2개 뿐으로 적다. 그래서 메인 캐릭터의 스펙이 평균적인 현세대 게임 그래픽보다 호화스러운 것이지만, 호화스러운 것은 캐릭터 뿐만이 아니다. "스파 IV"시​​리즈는 효과 표현도 상당히 풍부하게 제작되어 있다.

예를 들어, 류의 "파동권"에 관해서 말하면, 총 폴리곤 수는 1,394 폴리곤 (764 정점)도있어, 더 말하면, 켄, 고우키, 고우켄 파동권은 개별 디자인으로 제작되고있다.

류의 파동권. 게임 중과는 다른 각도 샷

FumeFX는 3ds Max 및 Maya 용 플러그인 소프트웨어 이다. 유체 물리 시뮬레이션을 적용하면서 이펙트 디자인을 할수 있다

아야노 씨 : 각 캐릭터에서 기를 모으는 방법이 달라요 (웃음). 그래서 크기에서 불길이나 연기의 향방까지 차이가납니다.

츠카모토 씨 : 원래 아티스트들이 파동권 자료를 디자인 할 때 "파동권은 도대체 무엇으로되어있는거야?"라고 매우 뜨거운 논쟁이 일어났습니다 (웃음)

파동권 외곽의 "기"의 흐름과 같은 것으로 파동권 본체는 반구형 3D 모델의 실체가 있고, 파동권 본체의 외주를 춤추는 불꽃 같은 것은 파티클로 구성되어있다. 이 파티클 애니메이션에 사용되는 텍스처 소재는 유체 물리 시뮬레이션 기반의 효과를 제작할 수 FumeFX 를 이용하여 만든 것이다.

【파티클 애니메이션】
완성 샷 (왼쪽) 캐릭터 만 (오른쪽)
파동권 · 폴리곤 객체 부분 (왼쪽), 파동권 · 파티클 부분 (오른쪽)

또한 파동권 등의 장거리 무기는 포인트 라이팅이 설정되어있어 주위에 실시간 라이팅 효과가있다. 이것도 플레이에 집중하고 있으면 놓치기 쉬운 것이다.

타케토시 씨 : 방법상, 각 플레이어 캐릭터가 영향을받는 광원수는 4개로 제한되어 있습니다. 2개는 스테이지 관련 광원에서 나머지 2개가 그러한 효과 관련 광원입니다. 예를 들면 어떤 캐릭터 근처에 3개 이상의 광원이 설정된 발광체 효과가 있다면 그 중 2개의 광원에서만 플레이어 캐릭터를 라이팅 처리 할 수 있습니다. 그러나 여러 광원 된 효과의 위치가 가까운 경우 등은 광원을 합성하는 식으로 해서 제한 내에서 부자연스러움이 일어나지 않도록 하였습니다.

【광원 처리】
파동권은 광원이 들어가있다. 왼쪽이 효과를 해제 한 것. 오른쪽이 효과를 켠것. 제품 판에서는 오른쪽 상태

소프트 파티클 처리에 의해 파티클 교차선을 감추고있다

이펙트 군의 렌더링은 제대로 깊이를 고려한 형태로 수행되며, 그 때에는 소프트 파티클 처리를 고려 한다. 소프트 파티클 처리란 파티클과 교차하는 오브젝트나 배경이 만났을 때에 파티클을 희미하게 (투명도를 높여) 랜더링하는 것으로 파티클과 다른 오브젝트와의 부자연스러운 교차선과 교차선 아티펙트를 해결하는 테크닉 이다.

또한 이펙트 군의 렌더링 자체는 최종 디스플레이의 프레임 버퍼보다​​ 해상도가 낮은 축소 버퍼에 대해서 행해져 이것이 최종 디스플레이용 프레임 버퍼 해상도로 확대되어 합성된다.

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■ "스파 IV"시리즈의 그림자 생성

"스파 IV"시​​리즈의 그림자 생성에 관해서는 조금 독특한 방식으로 제작되고 있다. 먼저 2개의 주요 캐릭터의 셀프 쉐도우 생성에는 "뎁스 쉐도우"(Depth Shadow) 기법이 이용되고있다.

뎁스 쉐도우 기법은 현세대의 3D 게임 그래픽스의 주류이라고도 말할 수있는 실시간 그림자 생성 기법으로 먼저 광원에서 본 장면의 심도 정보 (깊이 정보)를 texture에 렌더링하는 것부터 시작된다. 이것은 그 광원으로부터 차폐되고 있는 부분의 분포도에 해당하며 이것을 특히 "그림자 맵"이라고 부른다. 마지막 장면의 렌더링시에는, 각 픽셀 묘화시에, 그 픽셀이 그 광원으로부터 차폐되고 있는지를 생성 한 그림자 맵을 참조하면서 판정하고 있고, 차폐되고 있다고 판단 된 경우에는 그림자로 그 픽셀을 렌더링 한다.

덧붙여 "스파 IV"시​​리즈에서 독특한 것은, 뎁스 쉐도우 기법에 따르는 그림자 생성을 셀프 쉐도우 생성 전용이며, 지상에 투사되는 그림자 내용은 다른 기법으로 생성하는 점이다.

지상에 생성되는 그림자 내용은 광원에서 본 개체의 실루엣을 텍스처에 렌더링 하고 이를 투영 텍스쳐 매핑을 이용하여 붙여 넣기 "투영 그림자"(Projection Shadow) 기법을 채택하고있다. 이 투영 그림자 기법은 공항 무대의 움직이는 비행기 같은 동적 배경 객체의 그림자 생성에도 이용되고있다.

【그림자 생성】
그림자 · 전 오프 (왼쪽), 투영 그림자 만 선택 (중앙), 그림자 · 전부 on (투영 그림자 + 뎁스 쉐도우 의한 셀프 그림자) (오른쪽)

이러한 2WAY 그림자 구현 한 것은, 성능 및 품질 균형을 고려했기 때문이다.

뎁스 쉐도우 기법으로 대국적으로 고품질의 그림자를 내려고하면 그림자 맵 해상도를 높게 잡아야하고, 그만큼 생성 부하가 높아진다. 그래서 뎁스 쉐도우 기법은 주요 캐릭터 2개를 위한 고급 셀프 쉐도우 생성 전용으로 한정 한 것이다.

원시적 인 수법이기 때문에 부하가 가벼운 투영 그림자 기법이지만,이 기법은 사실 단순한 투영 텍스쳐 맵핑이기 때문에, 한 번의 투영 그림자 기법에 의한 그림자 생성에서는 대상이 하나로 한정되어 버린다. "스파 IV"시​​리즈의 경우로 말하면 투영 그림자 기법에 의한 그림자의 랜더링 위치는 "지면" 이 되는것이다.

그러나 비행장의 비행기 날개 그늘처럼, 땅뿐만 아니라 주요 캐릭터 2 마리로 덮이는 상황에서 그 투영위치를 지면과 캐릭터 2 개의 설정하지 않으면 안된다. 이러한 처리는 투영 그림자가 직접 수동 구현해야하는 것이다.

그래서 개발팀은 투영 그림자의 그림자 생성을 4 단계 레이어 구조를 두는 방식을 사용했다. 구체적으로는, 그 씬에 투영 그림자의 원재료가 되는 개체의 실루엣을 αRGB의 각 채널 레이어로 나누어 생성하도록 한 것이다.

α 채널은 반드시 땅에 떨어지는 실루엣을 출력하고 R은 캐릭터 객체의 그림자를 제외한 실루엣을 출력. G는 캐릭터보다 높은 위치에있는 개체의 실루엣, B는 그보다 더 높은 개체의 실루엣을 출력한다.

【그림자 생성】
공항 장면. 비행기의 날개는 투영 그림자에 의한 것. 이 날개의 그림자를 지면과 메인 캐릭터들에게 투영하기 위해 특별한 레이어 처리계가 포함 된 (왼쪽)이 현장에서 RGB로 나누어 출력 된 레이어 실루엣 (중앙), α 채널은 지상에 투사되는 그림자가 출력된다. 비행기 기체, 배경, 메인 캐릭터라고 모든 실루엣이 여기에 출력되는 (오른쪽)

실제 투영 그림자를 그릴 때 지상에는 α 채널에 출력 된 실루엣을 그림자로 렌더링하고, 그 외에 RGB의 출력 된 실루엣은 현장에 존재하는 오브젝트의 대략의 높이에 따라 투영위치를 선별하여 렌더링한다 (≒ 투영 텍스쳐 매핑을 실시한다). 앞의 비행장 비행기를 예로 들면, 이 방식 덕분에 비행기 날개의 실루엣은 지상과 주요 캐릭터 2개에 투영되는 것으로 된다.

덧붙여 뎁스 쉐도우 기법의 쉐도우 맵 생성 및 투영 그림자의 실루엣 생성에는 Light-Space Perspective Shadow Maps (LSPSM)가 이용되고있다. LSPSM에 대해서는 본 연재의 "Xbox 360 용 게임 라이크 테크니컬 데모"요정이 사는 숲 "비밀"편 에서 해설하고 있으므로, 자세한 내용은 그 쪽을 참조 해 주었으면한다.

한층 더 말하면, "스파 IV"시​​리즈의 그림자에 소프트 쉐도우 처리가 적용 되어 있다. 뎁스 쉐도우 기법 기반의 셀프 그림자로는 4방향근방 비율 필터링 (PCF : Percentage Closer Filtering)이 적용되고 투영 그림자 기법의 그림자 실루엣 텍스처 대해 2x2의 4방향에 대해서 겹쳐지는 부분을 블러 시키고 9컨 필터 샘플링 기법이 적용되고있다.

타케토시 씨 : 실은 연기 이펙트에 그림자 투사에 의해 캐릭터나 배경의 그림자를 렌더링 하고 있습니다. 물리적으로 올바르게은 아니지만, 파동권을 쏠 때 나오는 흙먼지에도 투사되고 있습니다.

후편에서는, 게임 디자인과 게임 성을 고려하여 설계된 유일한 그래픽 요소의 화제를 전달한다.

【셀프 쉐도우】
셀프 쉐도우는 뎁스 쉐도우 생성용으로 사용 (왼쪽), 제품 판에서는 이것을 4xPCF 의해 블러를 적용하여 소프트 쉐도우 화 했다 (오른쪽)
제품 버전 비주얼 (단, 카메라 앵글 변경) (왼쪽), 셀프 그림자 생성 용의 쉐도우 맵 (오른쪽)
투영 그림자의 그림자는 9콘 필터 샘플링 기법에 따라 블러를 적용하여 소프트쉐도우 화 하였다

출처 : http://game.watch.impress.co.jp/docs/series/3dcg/20111130_494044.html