->VertexShader에서 공간변환을 진행하지 않고 Hullshader 정점정보들을 전달
Hullshader 는 폴리곤을 어떻게 분활 할 것인가? 폴리곤을 얼마나 분할 할 것인가? 를 결정하는 단계
조금 더 사실적으로 표현하기 위한 방법- 정점의 개수를 늘림
[적용전]
[적용후]
테셀레이터는 다시 말해 다각형을 겹치지 않고 작게 만들어 빈틈을 없애 게임등에서 사물이나 인물등을 실제에 보다 가깝게 표현할수 있게 도와주는 기술
DomainShader는 테셀레이터가 출력한 정점마다 한 번씩 함수(셰이딩 언어) 호출을 해주게 된다.
테셀레이션이 활성화 되면 기존의 정점쉐이더에서 수행한 것들을 도메인 셰이더에서 수행하게 된다.
예를들어 공간변환(월드 → 뷰포트 → 투상)이 될수 있다.
실제 게임을 제작 할떄는 정적이 적은 로우폴리곤과 정점이 많은 하이폴리곤 모델 두개를 따로 지원하는 경우 많다.
-> 자주 사용되는 기술은 아님.
여러가지 매쉬
[Geometry Shader]- 필수는 x
기본 폴리곤에서 정점을 추가하거나 또는 삭제 하거나 하는 연산을 할수 있다.
정점 정보를 추가하여 표현 할수 있는 모델이라면 그만큼의 정점정보를 뺴고 저장가능
-> 메모리적으로 용량을 적게 차지 할수도 있고 GPU 도움을 받아서 정점을 추가해주기 때문에 연산속도가 빨라 질수 있다.
같은 모델 2개 - 지오메트리 shader로 복사해오기파티클 이벤트- 하나만 올려두고 지오메트리로 색, 위치바꾸기
[Rasterization]
정점처리 단계를 지난 정점은 다음 단계인 레스터라이저 단계로 넘어갑니다.
정점 - 삼각형 - 하나의 독자적 도형으로 처리된다.
우선 화면에 그려질 2차원 삼각형의 세 정점이 결정되면 다음과 같은 일이 일어납니다.
레스터라이저
이 삼각형이 포함하는 모든 픽셀마다 pixelShader(fragment shader-opengl)가 실행
삼각형의 세 정점에 할당 되었던 여러 데이터(pos, uv, normal, color)가 보간되어 삼각형 내부에 각 픽셀셰이더로 넘어옵니다.
정점 - 도형을 이루는 기본 - 나머지는 보간
Directx에서는 이러한 과정을 통틀어서 레스터라이제이션
-> 고정 파이프라인 단계로 프로그래머 이러한 로직들을 임의 바꿀수 없는 파이프라인 단계
자체 알고리즘으로 알아서 동작을 한다.
대표적 레스터라이제이션의 역할을 나열해 보자면
클리핑
원근 나눗셈(perpective division)
후면 제거
스캔변환
뷰포트 변환
[클리핑]
투영변환 이후의 클립공간 볼륨 바깥에 놓인 폴리곤들을 잘라내는 작업
가시부피안에 있는 것만 보이게
[원근 나눗셈]
현재 단계에서 투영변환을 통해 원근법이 적용된 3차원 물체들을 직육면체 클리핑 공간에서 정의되어 있다.
단순히 생각하면 3차원에서 2차원으로 차원을 줄이면 된다.
동차좌표계 -> 일반좌표계
바로 Z좌표로 모든 성분을 나붜버리는거죠. 투영변환을 마친 정점데이터는 (x, y, z, w)에서 w성분에 z값이 저장된다. 원근 나눗셈이 적용 된 이후에는 x,y,z,w -> x,y,z의 좌표계로 변환되는데 이를 NDC(normailize device coordinate) 공간(동차좌표계 ->일반 좌표계 - 정규화 기기 좌표계 )이라고 부릅니다. 여기서 정규화라는 이름이 붙는 이 좌표의 xy 범위는 [-1 ~ 1] z의 범위는 [0~1]이기 때문
[후면 제거]
카메라가 바라보고 있는 방향에 물체에 가려진 면적은 굳이 연산을 할 필요가 없다.
외적(Cross product) 삼각형의 바라보고있는 면의 방향을 구하여 뒷면일 경우에 연산에서 제외 시킨다.
[뷰포트 변환]
컴퓨터 화면상의 윈도우 스크린 공간을 갖는데 이 스크린 공간 내에 2차원 이미지가 그려질 뷰포트가 정의되는데
NDC공간의 물체들을 스크린 공간으로 이전시키는변환을 뷰포트 변환
*[스캔 변환]
이전의 변환들은 자세한 사항을 몰라도 프로그래밍하는데 문제가 없었지만 이 스캔 변환은 렌더링 프로그램에서 직접적인 영향을 미치기 떄문에 꽤 중요하다.
삼각형 하나가 내부에 차지하는 모든픽셀(fragment)들을 생성하는 작업이다.
이때 정점데이터에 들어온 데이터들은 보간(선형 보간)되어서 픽셀셰이더로 넘어간다.
[Pixel Shader]
레스터화된 도형에 원하는 색을 입혀서 출력하게끔 도와주는 셰이더
텍스처매핑 , 노말매핑, 등등 기법으로 색을 입혀서 표현도 가능하다.
조명 처리나 이미지 처리를 할 때 유용하게 사용된다.
정점 데이터가 보간된 값이 넘어온다.
[Output merger]-알파테스트, 깊이테스트
깊이 - 스텐실 테스트와 블렌딩이 일어나서 최종적인 화면(텍스처)에 물체를 그려준다.
어느게 앞에 있는지에 따라 색이 달라질 것이다.투명하다면 뒤에 색과 합쳐서
[Compute shader]- 부수적인 단계
병렬연산지원
일반 렌더링 파이프라인과 별도로 그래픽카드를 사용할때 실행할수 있도록 도와주는 셰이더
대량 병렬 GPGPU 알고리즘 또는 게임 렌더링의 일부를 가속시키기 위해서 사용 가능
효율적으로 사용 하려면 GPU 아키텍처와 병렬 알고리즘에 대한 지식뿐만 아니라 DirectxComput, Opengl Compute, CUDA, 또는 OpenCL에 대한 지식도 필요
특정 키를 눌렀을 때, 해당 행동을 하게 하기 위해서는 일단 키를 눌렀을 때 작동하게 할 캐릭터의 Input/Actions 폴더에 들어가서 우클릭 후 입력 / 입력액션을 클릭하고 원하는 이름으로 지정해주면 된다.
만든 후 기본 설정으로 두면 된다.
1. 입력액션 지정
2. 매핑 컨텍스트에 키 추가
Input 폴더의 입력 매핑 컨텍스트를 더블클릭하여 들어간 뒤 +키를 눌러 매핑을 추가해주고 키 값은 키보드 버튼을 누른뒤 원하는 키를 입력하면 된다.
3. 움크리기 애니메이션 추가
애니메이션에 움크리는 애니메이션을 추가해서 동작할 수 있도록한다.
4. 동작 블루 프린터 추가
키를 추가해주었다면 키를 통해 작동할 캐릭터의 블루프린터로 들어 간 후, 이벤트 그래프에서 커스텀 이벤트를 추가해서 동작하도록 만들어 주면 된다.
5. 함수 내부 동작
함수는 커스텀이벤트를 추가해서 구현해두었는데 이 때 전에 추가해둔 IA_Crouch 를 불러온다음 키가 눌릴떄, 즉 Started에서 만약 달리는 중과 움크리는 중이 아니라면 움크린 불린값을 True로 만들어준다. 이때, 애니메이션 그래프에서 Crouched Locomotion으로 애니메이션이 넘어가지게 된다. 그 이후 걷는 속도를 낮춰주고 카메라의 거리를 조금 멀리로 바꿔주는데 이때, 400 -> 500의 값을 Lerp하게 즉, 스무스하게 넘어가도록 해준다.
언리얼 공부를 하면서 무작정 유투브강의를 찾아 보며 어떤걸 따라 만들어 볼 지 고민했는데 내가 만들고 싶은 게임인 RPG게임을 따라 만드는게 도움이 많이 될 것 같아서 유투브에 있는 RPG 게임 Tutorial를 보면서 따라 만들어 보기로 했다. 영어로만 된 강의라 이해하기 어려웠지만 천천히 듣고 보면서 배워 나갔다.
일단 기본적인 걷고 뛰는 것을 만들어 보았는 데 이때 애니메이션이 값에 따라 자연스럽게 이어지도록 해주는 것이 Blend Space 1D 이다.
1. FBX import
일단 서있고 걷고 달리는 애니메이션 을 넣어줘야한다.
이때 애니메이션에 사용될 FBX파일 언리얼 프로젝트에 넣어주면되는데 혹시 모를 경우를 대비해 디폴트로 리셋하고
메시를 자신이 사용할 스켈레톤을 넣어줘야한다. 여기서 나는 스켈레톤인 SK_Mannequin으로 플레이를 만들것이라 SK_Mannequin으로 선택하고 임폴트 해주었다.
2. Blend Space 1D
Blend Space 1D는 변수의 값에 따라 애니메이션이 자연스럽게 이어지도록 하는 애니메이션 흐름도라고 보면 될 것 같다.
애니메이션 변환을 위한 변수선
이때, 가로축의 이름을 본 사진과 같이 Speed로 해주면되는데 이것은 애니메이션이 Speed의 값에 따라 바뀌게 하기위한 변수선언이라고 보면 되며 이때 750정도를 max값으로 해서 달리기값의 최대를 정해주면 된다.
애니메이션 삽입
그리고 위의 화면에 보이는 곳에 왼쪽이 Speed값이 0 오른쪽이 최대값인 750 이여서 이에 맞는 애니메이션을 넣어주면 된다.
3.Animation Blueprint
그 다음 Animation Blueprint를 만들어 주면 된다. 밑의 사진은 다 만들어진 상태이다.
중요한 것은 state machine이다. state machine은 Cache pose를 사용하기 위해 애니메이션을 하나의 객체처럼 만드는 것이다. transition은 어떨때 애니메이션이 다른 애니메이션으로 변환되는 지 설정하는 것으로 지금에서는 Speed 값을 넣어 주면 된다.
Locomotion State machine & TransitionMain State machine 및 흐름도
밑의 사진은 Animation Blue print 안의 Event graph에서 실제로 캐릭터가 움직임에 따라 캐릭터의 스피드를 구하는 Blue print이다.
우리는 유투브 강의를 보고 따라서 Vampire Survivor라이크류 게임을 만들어보았다. 이제 우리만의 스테이지와 몹을 만들고 이를 통해 데이터를 모아서 AI모델을 통해 유저의 생존시간과 시도 횟수를 예측해보기로 하였다.
1. 우리만의 스테이지 기존의 강의에서는 스테이지가 하나밖에 없어서 여러 스테이지를 깨고 그 다음스테이지를 예측해야하는 우리에게는 여러가지 스테이지가 필요했다. 그렇게 여러 스테이지를 생성하는 법을 공부하였는데 이때 사용하는 것이 맵을 게임오브젝트로 만들어 두고 GameManager에서 Stages라는 Gameobject 배열로 만들고 이곳에 여러 스테이지를 저장한 뒤 기존의 스테이지가 끝나면 스테이지맵의 게임오브젝트 Active를 false로 바꿔주고 다음 스테이지맵의 게임 오브젝트 Active를 true로 만들어 주면 된다. Stages[stageIndex].SetActive(false); stageIndex++; Stages[stageIndex].SetActive(true);
이러한 코드를 GameManager 코드에 NextStage() 메서드로 구현해두었다. 또한 Player의 위치를 다시 원점으로 돌려서 스테이지를 플레이할 수 있게 player.transform.position = Vector3.zero;
골드메탈님의 강의에서 무한맵처럼 보이게 맵을 이동하는 것을 코드로 구현했었는데 이 코드는 그대로 사용하고 각 스테이지별 기존 맵과 동일한 크기의 타일맵을 생성하여서 스테이지가 달라지는 것을 알 수 있도록 구현하였다. 타일맵을 생성하는데에는 위의 두 Asset을 활용하여 만들었다.
Undead Survivor에 맞게 좀비 Asset을 찾아서 넣어주었다. 가격은 $9.99정도이다. 이 Asset을 처음 받았을 때 기존에 강의에서 활용하던 몬스터 Asset과 구조가 많이 달라서 사용법을 찾는데 오래 걸렸다. 기존에 Asset은 제일 상위 오브젝트에 Animator을 붙이고 이를 통해 Animation이 작동했었는데 이 Asset은 하위에 UnitRoot가 있고 이 아래에 몬스터의 몸을 이루는 부분들이 있어서 이 UnitRoot를 통해 해당 몬스터의 Animation이 작동하는 것을 알았다. 그래서 이 UnitRoot에 기존에 가지고 있던 Animator에 Hit라는 Trigger과 Dead라는 Bool 값을 넣어서 만약 유저에게 데미지를 입었을때의 Animation과 몬스터의 체력이상의 공격을 당했을 때 Dead에 해당하는 Animation이 작동하도록 했다. void OnTriggerEnter2D(Collider2D collision) { if (!collision.CompareTag("Bullet")) return; health -= collision.GetComponent<Bullet>().damage; StartCoroutine(KnockBack_1()); if (health > 0) { anim.SetTrigger("Hit"); AudioManager.instance.PlaySfx(AudioManager.Sfx.Hit); } else { isLive = false; coll.enabled = false; rigid.simulated = false; anim.SetBool("Dead", true); StartCoroutine(Dead()); GameManager.instance.kill++; GameManager.instance.GetExp();
if (GameManager.instance.isLive) AudioManager.instance.PlaySfx(AudioManager.Sfx.Dead); } }
여기서 Bullet은 유저의 무기이다.
Enemy에 들어갈 Animator도 수정하였다. 또한 Spawner에 spawn 메서드를 통해 몬스터가 생성되는데 Stage에 따라 시작 몬스터와 몇초마다 다른 몬스터가 생성되는지를 코드로 구현하여 스테이지마다 몬스터가 바뀔수 있도록 구현하였다.
내가 코딩을 배우고 코딩으로 무엇인가를 만드는 걸 목표로 하게 되었을 때부터 내 오랜 목표는 누구나 쉽고 재밌게 즐길 수 있는 게임(RPG)를 만드는 것이다. 그리고 나는 현실처럼 많은 상호작용을 게임안에서 할 수 있고 또 다른 세상을 유저가 만들어가기도 하고 게임을 진행하는 데 있어서 하나의 루트만 존재하는 것이 아니라 유저에 따라 여러루트가 존재할 수 있는 그런 게임을 만들고 싶다.
그렇게 꿈을 향해서 나아가던 중에 몰입에 있어서 중요한 역활을 하는 게임 난이도를 AI가 바꿀 수 있으면 어떨까라는 생각을 친구와 나누게 되었고 이 아이디어를 실제로 학기 중에 공부하고 구현해보자 라는 계획을 세우게 되었다. 그래서 나와 친구는 학교에 직접 한 학기의 수업을 만들어서 진행할 수 있는 것이 있어서 유저의 게임실력을 받아서 게임의 난이도를 유저에 맞게 변경해주는 것을 만들기로 하였다.
처음에는 rpg게임으로 구현을 해보려 했지만 생각보다 시간이 많이 소요될 것 같고 게임보다는 실제로 작동하는 AI모델을 만들어 보려고했기때문에 이러한 데이터를 더 잘 받을 수있는 뱀서라이크 게임을 만들어서 모델에 사용하기로 하였다. 그래서 뱀서라이크 게임을 만드는 영상을 찾다가 골드메탈님의 영상을 보게 되었고 이것을 바탕으로 우리의 팀만의 차별성(여러스테이지, 몬스터종류의 차별성)을 조금 넣어서 모델에 넣어보자는 결론이 나왔다.
