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
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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
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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
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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

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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]
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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