기본 용어 정리

모델 좌표계: 모델(메쉬)를 표현하기 위한 좌표계

• 모델마다 자체적인 별도의 좌표계를 갖고 있다고 가정
• 객체 로컬 공간
• 일반적으로 객체(매쉬)의 중심을 원점으로 하는 좌표계
• (좌표계의 원점과 중심이 반드시 일치해야 하는 것은 아님)

월드 좌표계

• 게임 세계를 하나의 통일된 좌표계로 표현
• 모든 객체(메쉬)들이 동일한 하나의 좌표계로 표현(배치)

게임 월드 단위

• 개발자는 게임 월드의 크기와 단위를 결정하기 위해 아티스트와 협력해야 함
• 실수 표현으로 인한 문제 -> 범위로 표현하기
• 메쉬의 크기와 이동 속력을 고려해야 함
• 텍스쳐 매핑을 어떻게 할 것인가도 고려 사항임
• 모든 객체가 서로 상대적이면서 일관된 크기로 만들어진다면 문제 없음

은면 제거(Back Face Culling)

• 은면 제거는 관찰자(카메라)가 볼 수 없는 면을 그리지 않는 것
• 은면이란 다각형의 면이 관찰자를 향하지 않는 면을 의미
• 3D 렌더링 엔진: 다각형을 그리기 전에 다각형을 구성하는 각 면이 은면인가를 빠르게 판단해야 함

정점(Vertex)

 

와인딩 순서(Winding Order)

• 다각형의 정점들을 나열하는 순서를 와인딩 순서라고 함
• 와인딩 순서는 메쉬를 구성하는 선분들이 어떻게 연결되는가를 나타냄
• 렌더러는 와인딩 순서를 사용하여 은면 제거를 수행할 수 있음
• 시계방향 와인딩 순서는 한 면을 정면에서 바라볼 때 그 면의 모든 정점들이 시계방향으로 나열되는 것을 의미
• DirectX에서 다각형들은 기본적으로 시계 방향 와인딩 순서를 갖는 것으로 가정

: 바깥쪽  면이 기준, 시작 정점은 중요하지 않음

 

렌더링

 

장면(Scene)

• 게임 월드 자체
• 게임 월드에서 현재 화면에 그려져야 하는 부분(카메라에 현재 보이는 객체들)
• 게임 월드 = 객체(메쉬)들 (배경, 이펙트 등도 객체로 취급)

렌더링

• 장면을 렌더링하는 것은 게임 월드의 모든 객체들을 그리는 것
• 결과적으로 모든 다각형들을 그리는 것
• 결과적으로 모든 픽셀들을 그리는 것(색칠하는 것)
• 다각형의 3D모델 좌표를 2D 화면 좌표(픽셀)로 변환하는 과정
• 변환: 모양, 크기, 방향
• 픽셀의 색상을 결정하는 과정

 

화면 좌표계에서 그리기

: 변환 과정에서 모델의 다각형들을 구성하는 각 정점들을 화면의 2D 픽셀 좌표로 바꾸었다면 모델의 각 다각형에 대응되는 픽셀들을 선분으로 이어서 화면에 다각형을 그릴 수 있음

ex) 화면 좌표계에서 다각형을 그리기 위해 윈도우 API의 MoveTo(), LineTo() 함수를 사용할 수 있음

 

변환 파이프라인

• 파이프라인: 작업이 순차적으로 수행됨
• 변환 파이프라인: 3D 모델 좌표를 2D 화면 좌표(픽셀)로 변환하는 코드(함수)
• 기본적으로 4개의 구별되는 단계로 구성