과거에 시스템 16/32, 모델 1/2/3, 나오미 기판에서 만들어내는 세가의 게임을 보면서 '역시 기술의 세가로군.' 감탄하며 세가라는 제작사를 상당히 좋아했던 시절이 있었는데요. 사미와 합병을 하는 등 어느 순간부터 뭔가 운이 따르지 않는 안타까운 제작사가 되어버렸지요.
이제, 다시금 분발해서 현재의 머신들에서 다시금 재 도약을 노리고 있는 것 같습니다. '용과 같이' 시리즈의 선전도 위안이 되구요. (용과 같이 시리즈가 거의 1년에 하나씩 발매되는 것은 참 미스테리한 현상입니다. 완성도 있는 게임을 1년에 하나씩 내는 것이 쉽지 않은 일인데 말입죠.) 언젠가 또다시 '팬저 드래군 오르타'와 같은 기술적/미적 감동을 전해줄 날을 기원해봅니다.
뭐 어쨌든, 아래는 이번 CEDEC 2008에서 세가의 라이팅에 관련된 세션입니다. 이러한 솔루션이 사내에서 개발되는 모든 게임에 적용 될 수 있을지, 레벨 디자인 형태가 비슷한 일부 게임에 한정적으로만 사용될지는 모르겠습니다만, 일단 세가 내부적으로도 다른 제작사 못지 않게 열심히 R&D를 수행하고 있는 것 같군요.
Game Watch의 원문은 이곳이구요. 오역은 지적 해주시면 감사하겠습니다~
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CEDEC 2008 현지 레포트
세가, 신작 「소닉 월드 어드벤쳐」의 라이팅 기법을 공개
"차세대 수준"의 영상미를 실현하는 글로벌 일루미네이션
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9월9일~11일개최
장소：쇼와여자대학
「CEDEC 2008」의 3일째에 진행된 기술 세션중에서, 주식회사 세가가 2008년말에 발매 예정인 플레이 스테이션 3/XBOX 360용 「소닉 월드 어드벤쳐」에 관한 정보를 전한다.
「리얼타임 CG에서 글로벌 일루미네이션의 실천 도입 · 그 외 개발 사례 ~Sonic Unleashed의 개발 현장으로부터∼」라는 긴 제목으로 시작된 이 세션에서는 새로운 「소닉」에서 시도된 라이팅 기법을 시작으로 여러가지 정보가 공개되었다.
이것은 세가의 개발 체제가 완전히 차세대 수준으로 이행하여, 업계 톱 레벨의 퀄리티를 낳을 수 있는 상황이 된 것을 알리는 것이기도 해서, 실로 흥미로운 세션이었다.
■ 리얼한 「빛의 반사」 효과를 재현하는 글로벌 일루미네이션
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기술 정보를 해설하는 하시모토 요시히사씨 |
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글로벌 일루미네이션의 개념도. 오브젝트로부터의 확산 반사광이 다른 오브젝트를 비추어, 복잡한 음영이 만들어진다
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새로운 「소닉」의 「GI라이팅」. 바다의 청색, 식물의 녹색·적색이 건물의 벽면에 희미하게 반사하는 것을 알아챌 수 있는가 |
본 세션의 연단에서 강연한 사람은 주식회사 세가 · 제 2 CS연구 개발부 디렉터겸 기술 최고 책임자 하시모토 요시히사(橋本喜久)씨(역주 - 하시모토 키쿠씨일 수도 있다. 일본 사람은 이름 읽는게 어려워서... -_-). 현재는 「소닉 월드 어드벤쳐」의 개발에 관여하고 있다고 한다. 하시모토씨는 동타이틀의 기술개발을 담당하는 입장에 서서, 이러한 새로운 「소닉」에서 도입된 라이팅 기법 등, 여러가지 정보에 대해서 해설 하였다.
「소닉 월드 어드벤쳐」에서는 차세대 품질의 영상을 실현하기 위해, 여러가지 그래픽스 테크닉을 활용하고 있다. 그 중에서 키(Key)로서 여겨지는 것은 글로벌 일루미네이션으로 불리는 기법이다. 글로벌 일루미네이션이란 CG용어의 하나로 빛의 확산 반사를 정확하게 시뮬레이션 하는 기법이다. 일본어적인 표현으로 「대국조명(大局照明)」과 같은 느낌이다.
통상적으로, 일반적인 게임 그래픽의 라이팅에서는 광원에서 발산되는 빛이 오브젝트에 직접 부딪쳐서 생기는 음영을 표현한다(로컬 일루미네이션). 그런데, 실제로 현실의 빛은 물체에 부딪히고 나서, 복잡하게 반사를 반복하여 주변의 물체도 비추기 때문에, 게임 그래픽보다 복잡한 음영이 만들어진다.
이것이 「상호반사」라고 불리는 현상인데, 이것을 제대로 재현하는 것이 글로벌 일루미네이션의 아이디어다. 이것을 실현하기 위해서는 스테이지 전체에 대한 레이 트레이싱 기법에 가까운 알고리즘으로 막대한 계산량이 필요하여 게임 그래픽에서 제대로 재현된 사례는 거의 없다.
하시모토씨는 2005년경에 하이엔드 게임 그래픽을 다양하게 관찰한 후, 무엇인가 위화감이 있었다고 한다. 거기에서 「무엇이 부족한 것인가?」라는 테마로 생각해 보았는데, 광원이 닿지않는 "뒷편"의 영역에 그라데이션이 없는 밋밋한 모습을 띄고 있는 것을 깨달았다. 현실 세계에서는 광원이 직접 닿지 않는 부분에도 다른 물체로부터의 반사가 있어서 미묘한 그라데이션을 형성한다. 게임 그래픽의 어두운 부분에 "밋밋한 감"이 있는 것은, 아무래도 그것이 없기 때문인 것 같다 라고 생각했다고 한다.
거기에서, 빛의 반사를 계산하여 텍스쳐를 만들어 리얼타임의 영상에 붙여 보면 어떨까? 라고 생각했다. 프리렌더 CG에서 사용되는 물리적으로 올바른 라이팅 계산의 일부를 발췌해, 반사에 의한 영향만을 떼어낸 라이트 맵스러운 것을 사전 계산에 의해 만드는 아이디어이다.
이 기법은 효과가 뛰어나서, 어두운 부분에도 제대로 된 음영 느낌, 입체감이 느껴지는 리얼타임 영상을 만들어 낼 수 있었다. 세가에서는 이 기법을 「GI 라이팅」이라고 명명하여, 「소닉 월드 어드벤쳐」에서 전면적으로 사용하기로 했다. 다양한 우여곡절은 있었지만 실제 사용할 수 있는 레벨이 되어, 이 세션에서 하시모토씨는 실기상으로 동작하는 「소닉 월드 어드벤쳐」의 영상을 공개했다. 확실히, 다른 게임에서는 볼 수 없는 입체감이 있는 영상을 만들어 내고 있다.
「GI라이팅」기법의 효과는, 영상을 단지 아름답게 하게 한 것뿐만 아니라, 개발팀의 그래픽 아티스트의 사기를 올리는 효과도 있었다고 한다. 고생하여 제작한 스테이지의 3D모델이 영화 품질에 다가가는 아름다움으로 표현되는 것이기 때문에, 만들어 내는 보람이 갑자기 늘어났던 것이다. 새로운 기술 덕분에 활기차는 개발 현장의 분위기를 감지할 수 있는 에피소드였다.
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기초 연구 단계에서, 하시모토씨가 참고했다는 프리 렌더링의 CG. 반사가 제대로 재현되고 있어 직접 광원에 노출되지 않는 장소에서도 복잡한 색채가 만들어져 있다. 이것을 기초로 하시모토씨는 빛의 특성에 대해서 생각하여 '좋아, 할 수 있을 것 같다'고 판단. 파일럿판의 개발은 「동료에게 노력하게 했다」라고 밝혀, 강연회장의 웃음을 유발했다. |
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대략 2개월에 제작했다는 파일럿판의 영상. 프리렌더링 CG에 가까운 암부(暗部)의 입체감이 실현되고 있다.「이건 쫌 좋다」라고 생각한 하시모토씨는 이를 「소닉 월드 어드벤쳐」에 적용하기를 결심했다 |
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그리고 실제로 「소닉 월드 어드벤쳐」에 적용된 「GI 라이팅」. 주변의 확산광을 고려한 음영 효과가 벽면에 반영된 것 외에도 식물의 잎에는 태양광이 투과한 느낌이 전해지는 듯한 모습도 재현되고 있다. 이것은 사전 계산시 잎이 빛을 투과 하는 비율도 제대로 적용했다고 해야 할 것이다 |
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글로벌 일루미네이션의 효과를 구워낸「GI 텍스쳐」의 유무에 의한 비교. 적용되지 않은 영상에서는 디퓨즈 텍스쳐, 노말맵 등이 적용되고 있지만, 구세대적인 밋밋한 질감을 보인다. 거기에 「GI 텍스쳐」를 적용하면, 단숨에 질감이 향상된다 |
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■ 글로벌 일루미네이션의 효과를 캐릭터 모델에 전달하는 「라이트 필드」기법
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하시모토씨는 본타이틀 기술을 해설하기 위해, 실제로XBOX360의 실기상으로 시연해 보이고 있었다. 아직 발매되지 않은 타이틀에 대한 세션으로서는 대단히 배짱이 크다 |
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라이트 필드의 개념. 묘화 대상 캐릭터의 주변에 조명 데이터가 격납되고 있고, 그것을 기초로 캐릭터의 색감을 결정한다 |
글로벌 일루미네이션을 게임에 탑재한 효과는 또 하나가 있다. 일반적인 게임에서는 게임 스테이지상에 나중에 렌더링 되는 캐릭터가 주변의 광원을 별로 반영하고 있지 않아서 색감이 달라 "떠 보이는" 일이 자주 있다. 이것을 개선하기 위해서, 지면상의 밝기 데이터를 캐릭터에 반영하는 기법은 자주 사용되지만, 주변 공간에 들어차 있는 색감을 제대로 반영하기 위해서는 궁리가 더 필요하다.
거기에서, 하시모토씨가 시도한 글로벌 일루미네이션의 테크닉에서는, 스테이지 전체 공간에 어떠한 빛이 발생하고 있는지를 사전에 계산하고 있으므로, 이를 응용해 "공간상의 색"을 캐릭터 렌더링에 반영하여 이러한 "뜬 느낌"을 해결하고 있다.
구체적으로, 우선 글로벌 일루미네이션 사전 계산시(아마도 레이 트레이싱스러운 기법), 공간의 각지점에 대해서 반사를 포함한 빛이 비치고 있는 상태에 대해 색을 포함하여 기록하고, 이것을 3차원 격자모양의 지오메트리에 격납해서 스테이지 데이터에 기입하여 둔다.
그리고 실제로 캐릭터를 렌더링 할 시점에는 캐릭터 주변에 있는 격자를 참조하여, 글로벌 일루미네이션에 근거한 색감을 캐릭터에 반영시킨다. 결과적으로, 캐릭터는 배경에 녹아든 색감으로 묘사된다.
하시모토씨가 「라이트 필드」라고 부르는 이 기법의 효과는 발군으로, 화면상에 등장하는 캐릭터가 제대로 배경에 융화되어 보인다. 캐릭터 근처에 붉은 문이 있으면(역주 - 기왕이니까 나는 이 빨간문을 선택하겠어가... 생각나는 -_-), 그 방향이 희미하게 붉그스름해보여 어두운 장소에서도 주변의 색감을 제대로 반영한 영상이 된다.
이러한 표현을 위해 사용되는 「라이트 필드」의 3차원 격자가 스테이지 전체에 대해서 일정한 분포를 가지게되면 메모리 용량을 낭비하기 때문에, 음영이 복잡한 곳은 많게, 거의 변화하지 않는 부분에서는 적게……라는 식으로 배치하여 실용성을 높이고 있다.
위에서 설명한 것처럼, 「소닉 월드 어드벤쳐」의 영상은 「GI 라이팅」이라는 것을 베이스로 한 「라이트 필드」와 같은 2개의 테크닉에 의하여 인상적인 화면을 만들어 내는데 성공하는 이유이다.
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라이트 필드의 효과는 발군. 적용하지 않은 영상에 비해, 소닉이 배경에 잘 녹아들어보인다. 밝기 뿐만이 아니라, 주위의 벽이나, 식물의 색조가 캐릭터에 반영되고 있는 것을 잘 알 것이다 |
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■ 막대한 계산 시간, 거대한 텍스쳐 용량. 산적해 있는 어려운 문제를 어떻게 해결했는가?
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문제가 산적되어 있었던 글로벌 일루미네이션의 적용. 하시모토씨는 이 문제에 정면으로 부딪혔다. |
그러나, 글로벌 일루미네이션을 실기상에 응용하기 위해서는 어려운 장애물을 넘을 필가 있었다. 2005년의 실험 단계에서는 글로벌 일루미네이션 계산을 하여 파일럿 영상을 제작하는 것 자체는 2개월정도에 완료했다고 한다. 하지만, 거기서 수면위로 떠오른 문제 2가지가 있다.
한가지는, 사전 계산에 필요한 연산량이 너무 방대하다는 것이다. 테스트 영상에서는 500m × 500m의 공간에서 계산을 하였는데, 이것도 계산 시간은 이틀에 이르렀다. 이 사이즈에 들어가는 게임이라면 큰 문제는 되지 않지만, 당시의 게임 기획에서는 새로운 소닉을 초속 100미터로 달리게 하려고 하고있었기 때문에, 1스테이지의 전체 길이는 15km, 계산 시간은 수개월이 되어 버릴 것으로 예상되었다고 한다.
또 하나의 문제는, 글로벌 일루미네이션을 표현하는 텍스쳐 사이즈가 너무 커져 버리는 것이다. 테스트 영상에서조차 텍스쳐는100MB가 되어, 실제로 사용되는 스테이지에서는 수백 메가바이트에서 1GB를 넘는 사이즈가 될 것으로 예상되었다. 이는 도저히 실기에 넣을 수가 없다.
하시모토씨는 거기에서 상당히 고민한 모습이지만, 결국은 「뭐, 그대로 돌진하자!」라고 문제 해결에 나섰다고 한다. 그 해결책은 글로벌 일루미네이션의 기법에 대해서 스케일 다운시키는 것은 아니고, 다른 측면으로 접근하여 어떻게든 담아낸다는 공격적인 솔루션이었던 것이 흥미롭다.
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계산량의 문제는 분산 처리로 해결. 전용의 소프트웨어를 만들었다 |
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「GI 텍스쳐」는 외부 미디어로부터 스트리밍 하는 것으로 처리. 메모리를 절약하기 위해, 큰 텍스쳐에 정리하여 몰아넣어서 격납했다 |
우선, 사전 계산에 방대한 시간이 걸리는 문제에 대해서는, 당시 화제가 되고 있었던 P2P 컴퓨팅에 착상을 얻어서 「분산처리가 좋지 않겠어?」로 하였다. 계산용의 워크스테이션을 새로 몇백대 조달하는 것은 예산을 날려버리게 되므로, 개발 팀의 PC에 "조금씩" 계산에 참여를 바라는 솔루션이다.
그 결과, 사무실 전체의 소비 전력이 맹렬하게 올라가게 되어 「전기 차단기가 동작해서, 대략 좋지 않다고 생각했다」라고 말하는 하시모토씨. 전력을 증강하는 등의 대책을 도모하여 개발 멤버 전원의 PC가 참가하는 분산처리 환경을 완성. 계산 시간은 100분의1정도가 되어서, 1스테이지의 사전 계산이 하루나 이틀에 걸쳐 완료할 수 있게 되었다. 이렇게하면 되겠다라는 느낌이 생기는 것 같았다.
텍스쳐 사이즈 문제는 2종류로 분류되었다. 그 한가지는, 실기의 메모리에 애당초부터 올릴 수 없다는 것이다. 이것은, 데이터를 스트리밍하게 차례차례 흘려 넣는 방법으로 해결. 방대한 파츠수에 올릴 텍스쳐를 하나의 거대한 멀티 텍스쳐에 정리해서 몰아넣는 등의 궁리가 필요했다고 말하는데, 어떻게든 PS3, XBOX 360의 양게임기상에 올려냈다고 한다.
메인 메모리의 문제는 해결했지만, 이번은 미디어의 문제가 남아 있다. 이는 PS3라면 블루 레이 디스크의 대용량 덕분에 전스테이지를 문제 없이 담아낼 수 있지만, XBOX360에서는 용량이 부족하여 어떻게든 담을 필요를 느꼈던 것이다. 이것에 대해서는 「현재에도 해결중에 있습니다. 뭐 어떻게든 되겠지요」라고 현재 진행형인 것을 밝혔다.
연말의 발매를 앞두고, 개발이 달아오르는 시기에 이렇게 많은 정보를 공개한 세가의 자세에는 큰 찬사를 보내고 싶다. 하시모토씨의 프레젠테이션은 실기 영상을 다수 섞은 것으로, 매우 볼 만한 가치가 있었다. 기술적인 내용에 대해서도 차세대기 수준에 완전히 적응한 세가의 모습을 볼 수 있어서 향후가 더욱 더 즐거워질 것 같다.
덧붙여서, 이 세션에서는 세가의 최신 개발 환경의 기반이 되고 있는 「Hedgehog Engine」의 간단한 소개도 행해졌다. 자사개발 툴들을 포함한 통합 개발 플랫폼이라는 모습인데, 이는 구성요소에 대한 카탈로그적인 설명에 머무르고 있었기 때문에, 슬라이드의 사진으로 전한다.
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「소닉 월드 어드벤쳐」의 개발 기반이 되고 있는 「Hedgehog Engine」. 엔진 라이브러리에는 렌더링 라이브러리 뿐만이 아니라, AI 라이브러리가 존재하고 있는 것이 특징적이다. 또 개발 기반 전체적으로는 아티스트용의 다수의 독자 툴을 포함하고 있다. 세가의 신세대 개발 기반 정비는 확실히 갖추어진 것 같고, 앞으로의 전개도 기다려진다 |
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「소닉 월드 어드벤쳐」의 레벨 디자인 워크플로우. 완성한 스테이지의 글로벌 일루미네이션을 포함한 리소스 구축에는 몇일의 기간이 걸리기 때문에, 게임 플레이상의 디자인은 사전에 "간이 맵"을 사용해 완성 하게 한다고 한다. 게임성이 완전하게 굳어지고 나서, 화면상의 진짜 작업이 들어가, 그 위에 「GI 라이팅」을 적용하여 완성한다. 완성 후의 스테이지는 기본적으로 고치기 어렵기 때문에, 나중에 조정이 필요해지면 상당히 곤란해지게 되는 것 같다 |
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「Hedgehog Engine」에는 실기상의 디버그 작업을 지원하는 각종 편의 기능도 들어가 있다. 이러한 기반 정비가 효율적인 게임 개발 프로세스를 실현 가능한 것으로 해 줄 것이다 |
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□「CEDEC 2008」의 홈페이지
http://cedec.cesa.or.jp/
□세가의 홈페이지
http://sega.jp/
(2008년9월12일)
[Reported by 사토 카후지]
[출처] [번역] SEGA 소닉 월드 어드벤쳐 - 라이팅 기법을 공개 "차세대 수준" 의 영상미를 실현하는 GI (CEDEC 2008)|작성자 사에바료
참고로 이번 소닉 언리쉬드의 장르는 액션 어드벤처(AADV) 입니다.
음 뭔가 대단한거 같긴한데 뭔소린지 모르겠다
그닥 새로울 것도 없네... GI는 원래 몇년전부터 쓰던거 아닌가? 마야에서도 옛날에는 노가다였는데 요즘은 클릭질 2번이면 바로 되는뎀 -_-ㅋ 라이팅 기법같은거 말고 텍스쳐 잘만드는 법이나 알려줘 ㅠㅠ
헤지호그 엔진덕에 후기게임은 기대해도 될듯..