📌 rendering engine

✔ Drawing things on the screen

• 텍스트, 이미지, 메쉬를 스크린에 그린다.

✔ Low-level renderer

📌 scene optimizations

✔️Scene graph/culling optimizations

• gpu가 사람이 보고 있지 않은 곳을 렌더링 라지 않으려고 보이는 애들만 체크해서 리소스를 많이 먹는 것은 짤라버리느 것 → culling
• 멀리 있을 때는 디테일이 필요가 없다. 가까이 있을 때만 자세히 보여주면 된다.
• 필요한 애한테만 힘을 집중 → 가까이 있는 것에는 컴퓨터 리소스를 많이 할당해서 고퀄리티로 렌더링을 해준다.

✔️ Frustum cull & spatial subdivision

• Frustum culling : 보이는 곳만 렌더링
• spatial subdivision :
  • 내부에 vertex가 너무 많아 수정하기 어려워.. 코 바꾸려면 코가 어디 있는지 찾으러 가야해.. 그래서 공간분활을 한다.
  • 유저가 7번방에 있으면 6번 방만 볼 수 있으니 6번 방만 렌더링을 한다.

✔️ Level of detail (LOD)

• 멀리 있으면 오른쪽에 가깝게 표현한다.
• poping artifact가 생긴다 → 갑자기 리소스가 많아지면서 생긴다.

visual effects

• Modern game engines support a wide range of visual effects as follows:
  • Particle systems (for smoke, fire, water splashes, etc.)
  • Decal systems (for bullet holes, foot prints, etc.)
  • Light mapping and environment mapping
  • Dynamic shadows
  • Full-screen post effect, applied after the 3D scene has been rendered to an offscreen
  buffer.
  ➢ high dynamic range (HDR) tone mapping and bloom
  ➢ full-screen anti-aliasing (FSAA)
  ➢ color correction and color-shift effects, including bleach bypass, saturation and desaturation effect, etc.

• Particles and decal systems are usually distinct components of the rendering engine
  and act as inputs to the low-level renderer.

• Light mapping, environment mapping and shadows are usually handled internally
  within the rendering engine proper.

front end

HUD(head-up display)

• 이런 글자(인벤토리)들은 카메라를 움직여도 삼차원 공간에 어디를 보고 있어도 계속해서 일정한 형태의 정보를 공유 → 2d 렌더링

billboard

• 나무같은 것을 자세하게 안 보기 때문에
• 2d 이미지인데 내가 이동을 하면 이미지가 나를 따라서 움직인다. 유저가 빙글 빙글 돌면 유저의 머리 방향을 따라다니며 판떼기르,ㄹ 렌더링하고 이 판뗴기 위에 렌더링이 되는 2d 이미지를 방향에 따라 projection한 것으로 렌더링을 한다.
• 2d 이미지 렌더링이기 때문에 적은 리소스가 필요하다

perspective vs. orthographic

• perspective : 멀리 있으면 작게 보이게
• orthographic : 멀리 있든 가까이 있든 절대크기다 같다
  ex) GUI 항상 일정하게 보여줘야 함
  

Profiling and Debugging

: Profiling and Debugging tool을 이용하여 버그를 수정한다

• 메모리 누수 다 알려준다.

Collision & Physics

• 충돌과 물리는 잘 연결되어 있어야 한다.
• 콜리전 체크를 대충하면 안 맞았는데 몬스터가 날아가게 된다…! 예전에는 나 몬스터 큰 두개의 박스로만 계산을 하면 되었는데 이제는 더 많은 박스가 필요 해진다
  → 이런것을 효율적으로 하기 위해
• 콜리전이 되었을 때 어떤 식으로 되었느지도 중요, 위에서 맞았는지 옆에서 맞았는지… 이후에 어디로 작용을 해야하는지 알아야 하기 때문에 이후 피직스와도 긴밀하게 연결이 됨
  

Ragdoll physics

• 사람은 관절이 다 연결이 되어 있다. 힘을 가하면 관절이 최대로 돌아가는 각도가 얼마인데 거기서 다음 관절도 ~
• 큰 힘을 팍 받았을 때 작은 힘은 다 무시하고 큰 힘에 의해서 관절체의 회전, 힘에 의해 날아가도록…
  

Skeletal Animation

• Sprite/texture animation
• Rigid body hierarchy animation
• Skeletal animation
• Vertex animation : vertex 별로 애니메이션을 가지고 있는 것

Skeletal Animation

• 사람의 본들을 다룸

• 본들을 정의하기 위해 움직임을 정의하기 위해 배열을 사용한다.

• Inverse kinematics
  : 관절체의 위치 정보를 다 알고 있어서 최후의 end단 까지의 위치를 정해준다.
  정보는 없는데 손이나 발 끝 정보만 있으면 대강 다른 것들을 설정해줌
  관절들은 최대 회전 각도를 가지고 있는데 어떤 포즈가 안정적이고 이런걸 다 넣어서 최적의 자세를 찾아라 하고 한다.

  

• Additive animation
  : 애니메이션을 합치는 것
  걷기, 장전 애니메이션이 있을 때 이 두개를 합쳐서 걸으면서 장전하는 애니메이션을 만들 수 있다. 이 기술을 쓰게 되면 디자이너가 작업하는 시간이 줄어듬
  

HID

키보드나 마우스 인풋을 받아서 무언가를 한다.

Online Multiplayer

• 싱크가 안 맞는 상황이 발생
• 지연이 생긴다…
• 언리얼이 패키지를 지원한다.

1. Single-screen multiplayer : 플스나 닌텐도에서 보이는 화면
2. Split-screen multiplayer : 1p는 위쪽화면 2p는 아래쪽화면 보면서 하는것
3. networked multiplayer : 옵치, 배그, 발로란트
   

Gameplay Foundation

Gameplay foundation systems

• 스크립팅 시스템을 이요해 개발자가 아니어도 손쉽게 만듥수 있도록 제공
• 요즘은 로우 레벨까지 디자이너가 볼 필요가 없다. 나 아무나 고용해서 게임 자체의 스크립팅 할 수 있게 할래
• 드래그 앤 드랍으로 월드에 그냥 배치시킬 수 있다.~
  

Event system

• 언리얼에서 잘 제공해주어서 쉽다!
• 이벤트 시슨템이 없으면 정보를 넘겨줄 때 어디까지 넘겨줄 것 이며 규약은 어떻게 되는지 다 알아야하고 복잡…..
  

Scripting system

• native language가 아니라 미리 만들어진 규약에 의해 하기 쉽게 만들어진 것
• 인터프리티드보다 컴파일ㄹ
  • 컴파일 : 소스 코드를 컴파일을하면 기계어가 나오고 그것을 실행
    → 기계어로 나오는 것은 하드웨어 종속적이다. 하드웨어마다 다르니까
  • 인터프리터 : 기계어로 번역하지 않고 중간에 핸들링해주는 시스템이 있다.
    → 어떤 기계냐에 상관없이 동일한 형태로 바꿔 주면 된다. 그렇기 때문에 멀티 플랫폼에서 차이없이 똑같은 형태로 만든다.
    좀더 범용성
    
• 스크립팅 랭귀지로 작성한 것은 바뀐 블럭만 인터프리터로 보내 실행시키면 되지만 컴파일 언어는 전체를 다 컴파일 해야한다.
• 스크립트 코드 역시도 전부 다 리로딩해줘야 하는 경우도 있다.

Blueprints Visual Scripting system of Unreal Engine

• 연결하는 청사진
• OO 개념을 사용함
• flow를 타고 실행

Artificial Intelligence Foundations

• Path finding : 실시간 길찾기

Subsystems

• terrain rendering 어떻게 할거냐
• 카메라 어떻게 할거냐
• AI 어떻게 할거냐

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🖇 Reference

해당 포스트는 강형엽 교수님의 게임엔진기초 [GameEngine-22-2] 수업을 수강하고 정리한 내용입니다. 잘못된 내용이 있다면 댓글로 알려주시면 감사하겠습니다😊