2D와 3D게임 그래픽의 비교
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Transcript 2D와 3D게임 그래픽의 비교
2D 와 3D
게임그래픽의 비교
공주대학교 게임디자인학과
경병표
[게임그래픽이란?]
게임화면에 나타내어지는 그래픽(배경 및
캐릭터, 아이템, 오브젝트 인터페이스 등)
을 칭하며 게임그래픽디자이너에 의해 드
로잉 및 원화작업에 기초하여 제작된 게임
에 필요한 배경디자인, 캐릭터디자인, 2D
및 3D 게임애니메이션 등을 말한다.
[게임그래픽디자이너란?]
게임프로듀서(게임디자이너)에 의해 기획
된 시나리오의 컨셉에 맞는 실제로 나타내
어지는 이미지(Image)를 만들어 내고, 그
래픽, 캐릭터디자인, 인터페이스디자인,
웹 그래픽, 2D, 3D, 애니메이션, 스토리 보
드 (story board making) 포스트 프로덕션
등의 기법을 이용하여 캐릭터와 배경 등을
제작하는 전문가를 말한다.
[게임그래픽분야]
캐릭터 디자인 - 게임의 등장 인물을 디자인 한다.
애니메이션 디자인 - 게임의 등장 인물이나 등장 유니트
들의 애니메이션 동작을 디자인한다.
비주얼 디자인 - 게임의 오프닝 비주얼, 엔딩 비주얼의
작업과 게임 중간에 나오는 중간 비주얼 등을 디자인한
다. 여기에는 애니메이션 비주얼도 있고, 컷 비주얼도 있
다.
맵 디자인 - 게임의 배경이 되는 맵을 디자인한다. 맵에
는 필드 맵, 마을 맵, 내부 맵, 던전 맵 등 다양한 맵의 종
류가 있다. 이 작업은 프로그래머와 밀접한 관계가 있다.
[2D게임과 3D게임 그래픽의 차이점]
3D이미지는 입체감을 중시하는 반면 2D이미지는 화질(디
자인)에서 강한 면을 보인다.
3D게임은 높은 사양의 시스템을 요구한다. (3D가속기능)
2D데이타는 비트맵(Bitmap)처리이나 3D데이타는 벡터
(Vector)처리이다. 폴리곤(Polygon) = 버텍스(Vertex) + 라인(Line)
2D는 컴퓨터의 정보가 좌표(X,Y)와 색깔의 값을 가지고
있지만, 3D는 공간좌표(X,Y,Z), 방향(벡터), 색깔의 값을
가지고 있어 물체(object)의 뒷면을 볼 수 있다.
2D는 퍼즐 및 슈팅, 교육용게임에 많이 사용되며 3D는 시
뮬레이션 게임류에 활용도가 높다.
[게임의 그래픽 기술의 변화]
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►
►
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♦ 2D 게임그래픽의 기술
1) 2D 그래픽 기술의 발전
2D이미지를 제작 할 때에는 먼저 수작업으로 이미지를
스케치(원화제작)한 다음 스캐너 등을 사용하여 파일로
만든 후 채색을 한다.
초기(80년대)의 컴퓨터게임에는 팔레트 처리기법, 화면
중첩, 투과효과 등의 기술이 사용되었다. (8Bit 게임)
단일 Bitmap Mask로 그림을 2진화해서 표현(XOR 연산
을 통해 배경 처리) – 스프라이트 제작
비트맵 이미지를 캐릭터로 사용
컬러키(ColorKey) 시스템의 도입 : Direct X
프레임 기반 애니메이션 : 플립북(flip book)
배경위에 스프라이트를 그리는 블리팅(Blitting)과 플리
핑(Flipping)
2) 2D게임의 그래픽 처리
① 화면이동방향(Scroll)에 따른 분류
- 종 스크롤 : 2차원 배경을 상하로 스크롤 시키는 게임 방식 (예 : 라
이덴, 마성전설)
- 사이드스크롤 (Side scroll) : 횡 스크롤이라고도하며2차원 배경을 좌우
로 스크롤 시키는 게임 방식 (예 : Dark side Story, 쿵푸 마스터)
- 멀티스크롤 : 화면 표시 장치로 출력되는 그래픽 데이타를 종횡으로 스
크롤하는 패닝 (panning : 수평이동)과 틸팅(tilting:수직이동) 기법의 게
임 방식 (예 : 마리오시리즈, 동키콩시리즈, 소닉시리즈)
국내최초 정식 발매된 횡스크롤 격투 액
션아케이드 게임 (Darkside Story)
SEGA사에서 발매된 멀티스크롤 아케이드
게임 (Sonic)
2) 2D게임의 그래픽 처리
② 뷰(view)의 형태에 따른 분류
- 탑뷰(Top View) : 위에서 내려보는 2차원 하향식(topdown)방식
- 사이드뷰(Side View) : 적과 내가 좌우로 나란히 나뉘어 서로 공격을
하게 되는 배치 방식의 화면 (예: 창세기전외전2, 포트리스, 울티마5)
- 쿼터뷰(Quarter View) : 약간 비스듬한 상태에서 내려다보는 장면을
가지는 45˚뷰 형태 (예: 임진록, Starcraft, Age of Empires)
* 쿼터뷰(Isometric Perspective View)는 3차원 배경효과를 내기 위해 2차원 배경으로 교묘히 디자인한 것
으로 3/4 정도의 위치에서 2D를 마치 3D 입체 형태로 보이게 비스듬히 내려다보는 형태의 게임 화면 디스
플레이 형태를 말한다.
탑뷰형식의 몬테소리 워디 게임 시리즈
(PushPush)
Microsoft사에서 발매된 쿼터뷰형식의 역
사전략시뮬레이션 게임 (Age of Empires)
2) 2D게임의 그래픽 처리
③ 배경을 3D 타일로 처리(Ray casting)
진정한 3차원 게임은 아니며 기술적인
트릭을 사용하여 미리 렌더링
(rendering)된 수직라인의 텍스쳐
(texture)맵을 이용하여 3차원의 원근감
있는 배경을 만들어낸다.
(예 : DOOM과 WOLF 3D)
Id 소프트사의 둠 (Ultimate DOOM)
④ 게임 애니메이션의 처리
부분 애니메이션(Motion Detection
Animation)과 프레임 단위 애니메이
션(Full Frame Animation)으로 구분
Id 소프트사의 둠2 (DOOM II)
3) 2D게임의 스크롤(Scroll) 처리
유한 배경 스크롤 : 스크롤 될 수 있는 폭이 크지 않은 경
우를 말하며 대부분의 게임에서 배경 전체를 메모리에
가지고 있다가 화면에 일부분을 그려 주는 형태로서 구
현이 되는데 격투 게임에서 가장 많이 사용하는 방식이
다.
무한 배경 스크롤 : 랜덤 혹은 DB에 적용된 패턴에 의해
무한정 제공되는 배경처리로 슈팅게임 등에 많이 이용된
다.
다중 배경 스크롤 : 배경이 여러 개 있어서 스크롤 되는
속도가 다른 것을 말하는데 주로 원근 효과를 얻기 위해
사용된다.
4) 2D게임그래픽 제작 툴
Electronic Arts사의 Deluxe Paint
Adobe사의 Photoshop
JASC사의 Paint Shop Pro
Corel사의 Paint (Fractal Design Paint)
Macromedia사의 Flash
“
FireWorks (웹기반)
자작툴 : 스프라이트 툴, 맵 툴
♦ 3D 게임그래픽의 기술
1) 3D 그래픽 기술의 발전
모델링(Modeling), 렌더링(Rendering)을 거쳐 이미지 표
현
90년초 텍스처 없는 폴리곤의 사용 : 버추어 레이싱, 버
추어 파이터(1993년)
Flat Shading 사용 : 폴리곤 표면에 수직면으로 한 값의
빛을 제공하는 기술
텍스처 매핑(Texture Mapping) : 3D 객체의 표면에 2D
그림을 입히는 기능
카툰 렌더링(Cartoon-Rendering) : SEGA의 “젯 셋 라디
오”가 최초 (2000년)
쉐이딩(Shading) & 광원효과(Lighting) : 3D 객체에 빛
효과를 추가하는 역할을 수행
1) 3D 그래픽 기술의 발전
게임엔진의 발전(1/2)
• 울펜슈타인 3D(1992) : 높이가 없는 평면으로 2D를 3D처럼 보이
도록 했음.
• 둠(1993), 둠 2(1994) : 2D로 만들어진 세계를 4DOF(Degree of
Freedom : 4고도. 4개의 좌표로 공간을 표현하는 방법)로 표현
• 디센트(1994) : 최초로 6DOF를 실현한 게임으로 맵을 6면체가 모
여 만들어진 공간으로 표현
• 듀크 뉴켐 3D(1997) : 빌드엔진의 사용으로 벽이 부서지고, 전철
이 움직이고 하는 등의 동적인 변화 표현
• 퀘이크 2(1997) : 3D 게임 엔진이 나아가야 할 방향을 제시한 기념
비적인 존재로 100% 오픈GL을 사용 - 호환성 우수
1) 3D 그래픽 기술의 발전
게임엔진의 발전(2/2)
• 언리얼(1998) : 화려한 광원효과와 입체적인 배경표현을 보여주었
으나 게임성이 떨어짐
• 툼 레이더(1998) : PC에서 완벽한 3차원 공간을 재현하는데 가능
성을 제시한 진보된 3D 게임 엔진
• 발더스 게이트(1999) : 바이오웨어라는 엔진으로 만들어졌으며 세
미 리얼타임(반 실시간)을 보여준다.
• 퀘이크 3 , 아레나(1999) : 하나의 훌룡한 멀티플레이어 게임이며
게임 자체가 완벽하게 짜여진 게임 엔진
• 노 원 리브스 포에버(2000) : 리스텍 엔진으로 만들어진 게임 가운
데 처음으로 상업적인 성공을 거둔 깨끗하고 원색적인 느낌이 리스
텍 엔진의 장점
• 스와트 3(2000) : 깔끔한 그래픽 성능과 게이머에게 현실감을 주는
물리엔진과 네트워크 엔진을 갖추고 있다.
2) 3D게임의 종류
① 캐릭터가 3D로 렌더링된
게임 : 배경은 2D타일이
나 타일자체를 화면보다
몇 배 크게 만들어 한꺼번
에 붙여 놓는 통맵을 쓰며
그 위에서 3D렌더링된 캐
릭터를 움직인다.
(인터페이스 별)
3D캐릭터와 2D배경 (손오공사의 라이
온하트)
② 배경이 3D로 렌더링된 게
임 : 캐릭터를 2D로 표현
하고 배경을 3D로 표현한
방식의 게임.
배경과 마법효과는 3D로 제작되었지만 캐릭터
는 2D로 제작 (손노리/그라비티사의 악투러스)
2) 3D게임의 종류
③ 캐릭터와 배경이 3D렌더
링된 쿼터뷰 방식(Full 3D
쿼터뷰 방식) : 45도 각도
로 빗겨보는 방식의 Full
3D 형식의 인터페이스를
가진 게임
(인터페이스 별)
배경과 캐릭터 모두 3D로 제작되었지만
시점은 쿼터뷰로 고정 (웹젠사의 뮤)
④ 3D렌더링된 1인칭 혹은 3
인칭 시점 방식 : 가장 높
은 사양을 요하는 게임 형
식이며 가장 발전된 형태
의 게임
Full 3D로 제작되었으며 back View 시
스템 지원 (에이도스사의 툼레이더)
3) 3D게임의 시점에 따른 분류
4) 3D게임의 그래픽 처리 기술
2D 쪽의 Blending 기술과 3D 하드웨어의 발달로
Rasterizer에 직접 코딩 가능
Vertex Shader / Pixel Shader 기술(GPU, VGP) : 실시간
그래픽의 시각적 품질을 향상
빌보딩(Billboarding)을 이용한 캐릭터 애니 및 배경처리 :
2D 이미지가 내가 보는 카메라 앞에서 항상 보이도록 하
는 처리기술
비 실시간 3D 렌더링의 필터링 기능을 실시간으로 구현
가능
그림자(Shadow) 지원 기능 : 3D 객체에 광원효과가 주
어지면 해당되는 3D 객체가 그림자를 발생시키는 효과
4) 3D게임의 그래픽 처리 기술
지형(Terrain)지원 기능 : 지형 효과는 3D 공간에 지형을
손쉽게 제작, 저장, 처리할 수 있도록 도와주는 기능
카툰렌더링(Cartoon-Rendering) 기법 : 3D 폴리곤의 외
부 텍스처에 특수 쉐이딩 기법을 사용하여 마치 2D 애니
메이션처럼 보이게 하는 기술 (Cell Shading, MangaDimension)
3D Rigid Body Animation(버추어파이터, 피파95)
Bone based Animation : Rigid body에 뼈대를 심어 보
다 유연한 움직임 구현
Skinning Animation : Bone + Vertex Morphing을 이용
해 실제 생물체의 움직임을 그대로 모사
좀 더 유연한 생물체의 표현, 대기의 효과 표현, 사람의
표정 묘사 등
5) 3D게임그래픽 제작 툴
Discreet사의 3D Studio MAX
Alias|Wavefront사의 MAYA
Dstorm사의 Lightwave
Corel사의 Bryce (지형제작)
Curious Labs사의 Poser (인체제작)
Adobe사의 Premiere (동영상편집)
6) 게임엔진의 분류
3D게임 엔진의 기본 '렌더링 엔진(Rendering Engine)'
객체를 움직이는 '애니메이션 엔진(Animation Engine)'
생각하게 하는 '인공지능 엔진(Artificial Intelligence
Engine)'
실제에 더 가깝게 만드는 '물리 엔진(Physics Engine)'
효과음을 제어하는 '사운드 엔진(Sound Engine)'
조작성을 제어하는 '인터페이스 엔진(Interface Engine)'
통신을 제어하는 '네트워크 엔진(Network Engine)'
7) 3D상용게임엔진의 그래픽 비교
① 둠3 엔진(Quake 엔진) :
- ID소프트에서 개발한 엔진,
완벽하게 3D로 이뤄진 세계를
구현했다는 점에서 세계 최초
의 3D엔진
- 최초의 라디오시티 라이트 맵
을 사용하였으며 실시간 빛 효
과를 내기 위해 컬러 라이트
맵을 사용해 빛의 움직임을 표
현하거나, 환경 매핑을 사용하
는 등 뛰어난 화면을 위한 많
은 기술이 적용되었다.
- 단점은 다른 상용엔진에 비해
사용하기가 어렵다.
DOOM 3 (id Software사)
7) 3D상용게임엔진의 그래픽 비교
② 언리얼(unreal)2 엔진 :
- 에픽게임즈에서 개발된 엔진으로
라디오시티 라이트맵의 실시간 생
성
- 스텐실 버퍼(마스킹)를 사용한 환
경매핑을 실시간 처리
- 모든 API(다이렉트3D, OpenGL,
글라이드 소프트웨어)를 지원
- 동적인 구조로 훨씬 자유로운 맵
구성이 가능
Unreal Tournament 2003 (Epic사)
7) 3D상용게임엔진의 그래픽 비교
③ 리스텍(Lithtech) 3.0 엔진: 쥬피
터 엔진
- 다이렉트3D를 만든 기술자들이
모여 만든 회사라고 알려진 모노
리스에서 개발한 엔진
- 다이렉트3D에서 최적화된 성능
- PS2와 X-BOX용 API를 지원 하
고 있어 크로스 플랫폼 엔진
- 단점은 다이렉트3D 렌더러 API
자체의 빈약함으로 그래픽의 섬
세함이 조금 떨어진다.
Torn (블랙아일 사)
[게임그래픽의 현재]
2D로 나왔던 작품의 후속작이 3D로 바뀌어 나오기도 하
고, 예전에는 3D가 거의 존재하지 않았던 RPG 장르 쪽
도 3D쪽으로 옮겨가는 추세
nVIDIA가 내세우는 주요 기술 T&L (Transform과
Lighting) - 2001년
새로운 게임 그래픽 프로그래밍 언어의 개발 (예 :
nVIDIA Cg Shader 언어) - C for Graphics
다이렉트 X 9.0 출현 : OpenGL과 통합, 부동소수연산,
쉐이딩 기능의 대폭적인 강화
3D의 속도보다는 ‘품질 경쟁시대’
programmable한 GPU의 생산
[게임그래픽의 발전 전망]
실시간/실감형 렌더링 엔진, Physics Animation Engine,
인공지능 게임 엔진의 개발
인공현실 및 가상공간의 기술이 접목된 인공체감형 게임
의 등장
게임의 가상 현실감을 증가시키는 체감형 인터페이스의
개발
게임시장의 빠른 변화 적응뿐만 아니라 미래에 대한 흐
름을 파악할 줄 아는 안목이 필요
감 사 합 니 다.
공주대학교 게임디자인학과
경 병 표 ([email protected])
http://game.kongju.ac.kr