■ 「소닉 WA」에 있어서의 HDR 렌더링 기법

「소 닉 WA」는 근년의 3D 게임 그래픽스의 트랜드를 대충 답습하고 있어서 당연하게 HDR(High Dynamic Range)렌더링도 채용하고 있다. 특히 「소닉 WA」는 전체의 대부분 씬이 옥외이며 게다가 「밤낮」이라고 하는 시간적 변화를 알기 쉬운 형태로 유저에게 보이게 하는 연출이 이루어지고 있기 때문에 HDR 렌더링의 효과를 특히 전면에 밝힌 형태로 활용되고 있다.

PC에서는 HDR 렌더링이라고 하면 현재 16비트 부동 소수점(FP16)의 FP16-64비트 버퍼가 표준적인 자리 매김이 되고 있지만 현세대의 가정용기는 8비트 정수(int8)의 int8-32비트 버퍼를 채용하는 사례가 아직 많다. 전회 채택한 「METAL GEAR SOLID 4」도 그랬다. 현세대의 가정용기의 GPU는 Xbox 360, PS3 모두128비트 버스로 비디오 메모리와 접속되고 있어 현재의 PC의 메인 스트림 GPU의 256비트 버스의 반의 대역 밖에 없기 때문에 필 레이트가 부족하게 되는 케이스가 많은 것이다.

이와사키씨  - 「 「소닉 WA」의 HDR 렌더링은 정수 8888의 8비트 정수 32비트 버퍼 사양으로 Xbox 360, PS3 공통입니다. 0-255에 0.0-2.0를 할당하는 이른바 유사 HDR 렌더링이 되어 있습니다. 개발 최초기에 FP16-64비트를 사용해 보았습니다만 퍼포먼스적으로 힘들어서 지금의 사양으로 했습니다」

【HDR 렌더링 표현】
상단이 HDR 렌더링 표현 오프,  하단이 HDR 렌더링 표현 온


이것은 꼭 「발키리프로파일 2」등 의 구현 방법과 같다. 이 방법이라면 통상의 LDR(Low Dynamic Range)렌더링으로 0.0-1.0의 휘도를 0-255에 할당하고 있던 것과 비교하면 분해가능이 반이 되어 버리는 약점이 있지만 「소닉 WA」에서는 게임 플레이를 하고 있는 한 의사 윤곽(마하 밴드)이 보이는 것은 거의 없었다.


하시모토씨 - 「 「소닉 WA」의 경우 그렇게 고휘도에 차이는 씬이 없었기 때문에 최대 휘도 2.0으로 충분했습니다. 마하 밴드가 눈에 띄지 않는 것은 밋밋한 면 표현이 이루어진 오브젝트가 적었던 탓일까요.」


「소닉 WA」의 HDR 렌더링은 메소드로서는 유사 구현이지만 휘도 2.0까지는 “리얼” HDR 렌더링이기 위해렌더링 결과를 표시에 적절한 계조 범위에 마는 톤 매핑 공정이 필요하게 된다.


예를 들어 다리 아래 등이 어두운 섹션에 들어가면 암부 계조가 천천히 보이게 되며 양지의 경치가 흰색이 튀게 되는 일을 일으켜 보이게 된다. 반대로 어두운 곳으로부터 밝은 곳에 나오면 흰색이 튀어 있던 개소의 디테일이 서서히 보여진다. 플레이 하면서 이러한 HDR 렌더링×톤 매핑의 연출 효과를 눈치챈 사람도 많겠지요.

【톤 매핑】
밝은 곳으로부터 어두운 곳으로 그리고 어두운 곳으로부터 밝은 곳에. 톤 매핑의 효과에 주목


「소닉 WA」의 톤 매핑 처리는 그 프레임의 평균 휘도를 구해 그 값을 바탕으로 적성 계조에 보정하는 전통적인 기법이 되고 있다. 다만 맵 내의 특정 장소에 있어서는 전용의 바운딘 박스를 배치하여 리얼타임에 구했던 평균 휘도에 대해서 보정을 주는 조정을 넣고 있다라는 것.


하시모토씨 -  「이것은 플레이 하기 쉽게 하는 배려, 확실히 씬을 보이기 위한 연출적인 이유 등 여러 가지 있습니다만 역시 조정은 필요하게 됩니다. 원래 디자이너가 묘화 하는 texture는 디자인 시점에서 적당한 색으로 착색되는 것입니다만 그것은 계조 레벨적으로 어느 상황하에서 적절한 발색으로 되어 있지 않을 가능성도 있습니다」


HDR 렌더링에서는 정평 효과인 고휘도의 넘쳐난 표현의 「개화」(Bloom)이나 「스타」(광선)이라고 하는 표현에 대해서도 「소닉 WA」에서는 현세대에서 트랜드 되어 있는 축소 버퍼를 이용한 구현을 채용하고 있다라는 것. 구체적으로는 프레임 중의 고휘도부를 복수의 다른 저해상도 버퍼에 추출하고 이것에 대해서 가우시안 필터를 적용하여 바이리니어 필터로 확대하여 크기를 가지런히 해서 합성하고 있다. 스타도 저해상도 버퍼에 고휘도부를 추출할 때에 회전이나 압축을 행하여 이것들을 전개해 합성하는 것으로 방사상에 고휘도부를 늘리는 수법이다. 「소닉 WA」에 있어서의 스타 표현의 방사 방향은 4~7로 주로 밤의 씬에서 이용되고 있다.

【포스트 프로세스 효과】
밤의 씬은 개화나 스타 등의 HDR 렌더링만이 가능한 포스트 프로세스 효과를 알 수 있기 쉽다. 게임 플레이시에는 그 근처에도 주목!

 

 

이 글은 스프링노트에서 작성되었습니다.

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by 흥배 2009.04.27 06:30

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