NAUGHTY DOG의 새 그래픽 엔진은 "언차티드 3"을 뛰어 넘을 것인가

니시카와젠지의 3D게임 팬들의 그래픽 강좌·E3특별편그 두번째
NAUGHTY DOG의 새 그래픽 엔진은 "언차티드 3"을 뛰어 넘을 것인가

NAUGHTY DOG은 이제 PS3 플랫폼에서 가장 높은 기술력을 발휘하고있는 스튜디오 중 하나 이다.

올해 E3의 SCE의 프레스 컨퍼런스에서 마지막을 장식, 또한 가장 큰 박수 갈채를 받았다. 그 타이틀은 "THE LAST OF US"(TLOU)이었다.

"E3 특별편 2부 '에서는 인기 타이틀 "TLOU" 을 거론했다.

■ SSAO를 사용하지 않는 Contact Shadow의 표현
우선은 이쪽의 영상을 보도록. 이것은 PS3상에서 동작한다. "TLOU" 의 게임 플레이 시퀀스의 일부를 기록한 것으로 모두 실시간 렌더링에 따른 것이다.중년의 유난히 강한 남성 캐릭터, 폐허를 방황하는 모습은 "언차티드" 시리즈를 연상시키지만 "TLOU" 는 "언차티드"시리즈와는 전혀 무관한 새로운 시리즈이다.

[트레일러]

[스크린 샷]

"TLOU"의 그래픽 엔진은 "언차티드"시리즈의 것보다 세대가 새로운, 6년 전에 실험적으로 개발한 라이팅 시스템을 조금씩 CELL프로세서(SPU용)에 최적화하여 구현했다고 설명했다.

내용적으로 상당히 쇼킹한 영상이므로, 여기에 눈이 가지만 그래픽적인 볼거리는 소프트 섀도 기술과 리얼타임 조명 기술(GI)에 있다.

소프트 섀도우는 뎁스 섀도우 기법을 기반으로 한 평행광원에서 실시간 동적 그림자 생성에 대해 PCF를 적용하고 부드럽게 뭉개는 정통 테크닉을 물론 사용하고 있지만 그것뿐만이 아니라 Contact Shadow 로 불리는 그림자까지 생성되는 곳이 새롭다.

Contact Shadow 는 동적 캐릭터들이 배경물에 가까워졌을 때 배경 측에 투사되는 부드러운 그림자로 그림자의 투사 타겟은 그 공간에 가득차 있는 환경광이 된다. 익숙한 말로 "Ambient Occlusion" 이다.

Naughty Dog의 기술 부문의 톱 CHRISTOPHE BALESTRA씨(직무적으로는 co-president)

Naughty Dog의 기술 부문의 톱인 CHRISTOPHE BALESTRA 씨(직무적으로는 co-president이지만)에 이야기를 들은 바로는, 이것은 그들 강점으로 해왔던 Screen Space Ambient Occlusion(SSAO)은 아니라고 한다. 그 보다 "TLOU"에서는 SSAO는 쓰이지 않는 것이다.

"언차티드"시리즈에서는 SSAO 특유의 동적 캐릭터의 윤곽 부근에서 SSAO에 의한 "그림자"가 사라진다는 아티팩트가 빈번하게 일어 났지만, "TLOU"에서는 그러한 일이 일어나지 않는다.

"TLOU" 에서는 동적 캐릭터를 감싸는 캡슐 모양의 보이지 않는 지오메트리가 존재하고 각각의 버텍스가 어떤 방향으로 차폐를 가져오는지를 사전에 데이터화 해 두고, 이것이 배경물에 어떻게 교차하는지를 찾아 그림자 색을 낸다……라는 연구 기법을 사용하고 있다.

이는 마치 본 연재의 "Infamous2"편" 에서 소개한 "AO Fields"의 생각을 발전시킨 것이다.

"Infamous2"에 채용된 "AO Fields"와 닮은 구현 방식이다

Contact Shadow표현

"Infamous2"에서는 "움직이지만 변형되지 않는 개체"에 대해서만 이 방법을 채용하고 있었지만,"TLOU"에서는 "움직이지만 하지만 변형되지 않는 개체"을 복수 조인트 집합체로서 취급하여 모의적으로 "변형된 개체"에 대응시킨 셈이다.

이 Contact Shadow 는 두 주인공이, 에어컨 설비의 그늘에 숨었을 때에 알기 쉽다. 직접 광의 그림자와 환경광의 그림자가 모두 나오고 있다는 점에 주목이다.

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■"TLOU"의 대국 조명 기술

이제 또 하나의 리얼타임 대국 조명(GI:Global Illumination)기술 부분이다.

장면에는 구면 조화 함수(Spherical Harmincs:SH)를 이용해 표현된 전 방위의 환경광 분포가 각 지점마다 셋팅되어 있으며 동적 캐릭터는 이를 이용한 환경광의 라이팅이 수행된다. 이것은 SH라이팅이라고도 불리는 수법으로, 최근에는 일반적인 기법이되었다.

캐릭터 색 변화에 주목	빨강 갈색 벽의 반사광에 의해서 캐릭터가 밤색으로 변하고 있다

그리고 무엇보다의 유니크한 기법은 라이트 맵의 구현 형태에 있다.

"TLOU" 에 채용되고 있는 라이트 맵 텍스처의 대부분은 그 장면에서 가장 지배적인 환경광의 라이팅 결과값과 그 방향벡터가 기록되어 있으며 런타임의 쉐이딩은 직접광 라이트 결과와 이 정보에 고려한 형태로 수행한다.

이로 인해 상당히 간단한 형태가 되며, 환경광에 의해 정반사 효과가 나온다. 법선 매핑 등의 라이팅 결과도 이방성 같은 하이라이트를 내게 된다.

이것은 정지 화면에서는 알기 어렵고, 동영상이 되서야 그 효과가 잘 알 수 있다.

"TLOU" 의 많은 머터리얼 표현에 그 효과가 나타나고 있지만, 가장 알기 쉬운 것은 후반의 "목제 가구" 등에 나타나 있는 무디게 보이는 하이라이트이다. 목재는 난반사의 효과가 지배적이어서 기존 방식의 직접광만 라이팅 결과만으로는 시점이 바뀌어도 외관이 거의 변하지 않는 것이다. 그러나 "TLOU" 에서는, 시점이 변하면 여기에 하이라이트 방식이 변경된다. 이것이 이 기술에 의한 효과이다.

나무 탁자의 하이라이트가 나오는 부분에 주목

이 발상은 코나미의 "메탈 기어 솔리드 4"에 채용된 "분산 프리 라이팅" 에 매우 가깝다. 덧붙여 분산 프리 라이팅 정보는 본 연재의 "메탈 기어 솔리드 4"편"를 참조하기 바란다.

"메탈 기어 솔리드 4"의 분산 프리 라이팅에서는 3방향으로 집약·근사화한 환경강에 의해 라이팅 결과를 버텍스 단위로 기록하지만, "TLOU" 의 기법은 방향의 갯수를 삭감하는 대신 기록하는 해상도를 향상시킨 듯한 느낌이다.

설명을 들은것은 여기까지 이지만, 그 외에도 "TLOU" 에는 숨겨진 테크닉이 있어 보인다. 향후 정보 공개에도 기대하고 있다.

"메탈 기어 솔리드 4"에 채용된 "분리 미리 라이팅"테크닉

출처 : http://game.watch.impress.co.jp/docs/series/3dcg/20120608_538525.html