3D 엔진

1. Introduction toIntroduction to
3D Graphics Engine3D Graphics Engine
김 성완김 성완
동의대학교 게임공학과동의대학교 게임공학과
부산게임아카데미부산게임아카데미

2. ContentsContents
 Computer GraphicsComputer Graphics
 3D Rendering Pipeline3D Rendering Pipeline
 3D API3D API
 3D Hardware3D Hardware
 3D Engines3D Engines

3. Computer GraphicsComputer Graphics
 Pre-RenderedPre-Rendered
Computer GraphicsComputer Graphics
• CG AnimationCG Animation
 Toy StoryToy Story
 ShrekShrek
 Real-Time ComputerReal-Time Computer
GraphicsGraphics
• Interactive ComputerInteractive Computer
GraphicsGraphics
• GamesGames

4. Pre-Rendered vs Real-TimePre-Rendered vs Real-Time
 장점장점
• 최상의 영상 품질최상의 영상 품질
 단점단점
• 장시간의 렌더링 시간장시간의 렌더링 시간 ,,
Toy StoryToy Story 의 경우 심의 경우 심
지어 한 프레임 렌더링지어 한 프레임 렌더링
에에 4848 시간 소요시간 소요
• InteractionInteraction 불가능불가능
 장점장점
• 고속의 영상처리고속의 영상처리
• InteractionInteraction 가능가능
 단점단점
• 상대적으로 조악한 영상대적으로 조악한 영
상상 (???)(???)

5. Pre-RenderedPre-Rendered

6. Real-TimeReal-Time

7. Real-Time RenderingReal-Time Rendering
1998 vs 20031998 vs 2003

8. Real-Time RenderingReal-Time Rendering
1998 vs 20031998 vs 2003

9. Age of Real-Time RenderingAge of Real-Time Rendering
 19951995 년년 3D Accelerator3D Accelerator
chipchip
 20072007 년경이면년경이면 a Bug’sa Bug’s
LifeLife 정도의 영상이 실시정도의 영상이 실시
간으로 구현가능간으로 구현가능 (Book :(Book :
Real-Time Rendering 2Real-Time Rendering 2ndnd
Ed)Ed)
 Siggraph 2003Siggraph 2003 에서에서
Final Fantasy MovieFinal Fantasy Movie 의의
일부 영상이 실시간으로일부 영상이 실시간으로
재현재현

10. Age of Real-Time RenderingAge of Real-Time Rendering

11. Real-Time RenderingReal-Time Rendering
 Real-Time (Real-Time ( 실시간실시간 )) 이란이란 ??
• 최소 초당최소 초당 1010 회 이상 화면을 갱신할 수 있을 정도의회 이상 화면을 갱신할 수 있을 정도의
빠른 속도로빠른 속도로 3D3D 영상을 그려낼 수 있어야 한다영상을 그려낼 수 있어야 한다 ..
• InteractivityInteractivity 상호작용 가능상호작용 가능
• 통상 초당통상 초당 30Hz30Hz 정도의 화면 갱신율 기대정도의 화면 갱신율 기대
• 콘솔 게임기용 액션 게임인 경우는콘솔 게임기용 액션 게임인 경우는 60Hz60Hz 까지도 요구까지도 요구
 Real-Time Rendering 2Real-Time Rendering 2nd Editionnd Edition
 http://www.realtimerendering.com/http://www.realtimerendering.com/

12. 3D Rendering Pipeline3D Rendering Pipeline

13. 3D Pipeline High-Level Overview3D Pipeline High-Level Overview
 Application / SceneApplication / Scene
• Scene/Geometry DataScene/Geometry Data
• AnimationAnimation
• Select Level of Detail (LOD)Select Level of Detail (LOD)
 GeometryGeometry
• Transform & Lighting, Trivial Culling, ClippingTransform & Lighting, Trivial Culling, Clipping
 Triangle SetupTriangle Setup
• Slop/Delta Calculation, Scan-Line ConversionSlop/Delta Calculation, Scan-Line Conversion
 Rendering / RasterizationRendering / Rasterization
• Shading, Texturing, Fog, Alpha test, Depth BufferingShading, Texturing, Fog, Alpha test, Depth Buffering

14. Transform PipelineTransform Pipeline

15. Transform MatricesTransform Matrices

16. 3D Pipeline Tutorial3D Pipeline Tutorial
 http://www.extremetech.com/article2/0,155http://www.extremetech.com/article2/0,155
8,9722,00.asp8,9722,00.asp

17. 3D API3D API
 OpenGLOpenGL
• Khronos GroupKhronos Group OpenGL ARB Working GroupOpenGL ARB Working Group
• 19911991 년년 1.0 spec1.0 spec
• OpenGL 1.5OpenGL 1.5
• OpenGL 2.1 (August 2006)OpenGL 2.1 (August 2006)
• OpenGL ESOpenGL ES
• http://www.opengl.org/http://www.opengl.org/
 DirectX (Direct3D)DirectX (Direct3D)
• MicrosoftMicrosoft
• 19961996 년년 DirectX 2DirectX 2
• DirectX 9 (December 2002 - August 2007)DirectX 9 (December 2002 - August 2007)
• DirectX 10 (November 2006)DirectX 10 (November 2006)
• http://msdn.microsoft.com/directx/http://msdn.microsoft.com/directx/

18. Khronos group membersKhronos group members

19. MicrosoftMicrosoft

20. OpenGL State MachineOpenGL State Machine

21. Direct3D Graphics PipelineDirect3D Graphics Pipeline

22. 3D API & Data3D API & Data
 범용성을 위해 통상 특별한범용성을 위해 통상 특별한 3D Data3D Data
StructureStructure 를 지원하지 않음를 지원하지 않음
 Direct3DDirect3D 의 경우는 예외적으로의 경우는 예외적으로 X fileX file 포포
맷 지원맷 지원 ,, 하지만 모델과 애니메이션 정보하지만 모델과 애니메이션 정보
만 저장만 저장
 3D3D 장면을 관리하는장면을 관리하는 Scene GraphScene Graph
(Scene data management)(Scene data management) 는 지원하지는 지원하지
않음않음

23. 3D data Authoring & Editing3D data Authoring & Editing
 일반적인 게임들은일반적인 게임들은 3D3D 물체 제작에는물체 제작에는
3DS Max, Maya3DS Max, Maya 등의 범용 툴에 주로 의등의 범용 툴에 주로 의
존존 , Export Plug-In, Export Plug-In 이용이용
 3D3D 장면 구성에는 주로 자체 툴을 사용장면 구성에는 주로 자체 툴을 사용
• Quake EngineQuake Engine 의의 RadiantRadiant
• Unreal EngineUnreal Engine 의의 UnrealEdUnrealEd

24. 3D Accelerator Hardware3D Accelerator Hardware
NVIDIA GeForce 8800 GTX

25. Geforce 8800 UltraGeforce 8800 Ultra

26. SLISLI

27. ATI Radeon HD 2900ATI Radeon HD 2900

28. CrossFireCrossFire

29. 3D Hardware History Overview3D Hardware History Overview

30. 3D Hardware Pipeline3D Hardware Pipeline

31. GeForce MicroprocessorGeForce Microprocessor

34. Geforce 8800Geforce 8800

35. G80 WaferG80 Wafer

42. Mac OS XMac OS X

43. Windows VistaWindows Vista

44. 3D Game Engines3D Game Engines
 3D Engines List3D Engines List
• http://www.3dengines.net/http://www.3dengines.net/
• http://cg.cs.tu-berlin.de/~ki/engines.htmlhttp://cg.cs.tu-berlin.de/~ki/engines.html
 대표적인 상업용대표적인 상업용 3D game engine3D game engine
• FPSFPS 게임게임
 Unreal Engine 3 $300,000 ~ $600,000Unreal Engine 3 $300,000 ~ $600,000
 CrysisCrysis
 Doom3 $600,000Doom3 $600,000
 Source (Half Life 2) $350,000Source (Half Life 2) $350,000
 Jupiter (Lithtech) $250,000Jupiter (Lithtech) $250,000
• 범용적범용적
 Renderware $250,000Renderware $250,000
 GameBryo (NDL) $75,000 ~ $200,000GameBryo (NDL) $75,000 ~ $200,000
 Torque $995 (Programmer 1Torque $995 (Programmer 1 인당인당 ))

49. Free 3D EnginesFree 3D Engines
 대개대개 Open Source ProjectOpen Source Project 로 개발로 개발
 OGRE 3D http://www.ogre3d.org/OGRE 3D http://www.ogre3d.org/
 Crystal Space 3DCrystal Space 3D
http://www.crystalspace3d.org/http://www.crystalspace3d.org/
 Genesis3D http://www.genesis3d.com/Genesis3D http://www.genesis3d.com/

50. Reality EngineReality Engine
 Unreal EngineUnreal Engine 의 개발사인의 개발사인 Epic GamesEpic Games
에서 모든 권리를 인수에서 모든 권리를 인수
 Xbox 360Xbox 360 에 대응하는 최고 수준의 엔진에 대응하는 최고 수준의 엔진
 HDR (High Dynamic Range) RenderingHDR (High Dynamic Range) Rendering
 PRT (Pre-computed Radiance Transfer)PRT (Pre-computed Radiance Transfer)
RenderingRendering
 Full Scene Dynamic Soft ShadowsFull Scene Dynamic Soft Shadows
 http://www.artificialstudios.com/http://www.artificialstudios.com/

55. Future?Future?
SIGGRAPH 2007

56. Bubbling and Frothing LiquidsBubbling and Frothing Liquids

57. Real-Time RenderingReal-Time Rendering

58. Real-Time PhysicsReal-Time Physics

59. Real-Time FluidReal-Time Fluid

60. Q & AQ & A
 궁금하신 점이 있으면 질문하세요궁금하신 점이 있으면 질문하세요 ..