# 복셀 디스플레이스먼트 렌더러 – 레트로 3D 미학의 현대화

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- Author: [neo](https://news.hada.io/@neo)
- Published: 2024-05-25T10:34:13+09:00
- Updated: 2024-05-25T10:34:13+09:00
- Original source: [blog.danielschroeder.me](https://blog.danielschroeder.me/2024/05/voxel-displacement-modernizing-retro-3d/)
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## Topic Body

### Voxel Displacement Renderer — 레트로 3D 미학의 현대화

#### 미적 동기

- 90년대 초중반의 3D 게임들(Doom, Quake, Duke Nukem)은 기술과 게임 플레이 면에서 큰 영향을 미쳤음.
- 최근에는 이러한 게임들의 시각적 제한이 레트로한 매력으로 다가옴.
- 환경 기하학은 단순하고 상상력이 풍부했으며, 텍스처는 선명한 픽셀 경계를 가졌음.
- 이러한 스타일은 2D 픽셀 아트의 스타일화된 추상화와 유사함.
- 이는 현대 레트로 영감을 받은 게임과 3D 인디 타이틀에서 인기를 끌고 있음.

#### 보통의 복셀 작동 방식

- 복셀 메시는 모든 큐브 모양의 셀이 채워지거나 비어 있는 3차원 그리드임.
- 큰 복셀은 텍스처가 있고, 작은 복셀은 단색임.
- 큰 환경을 만들기 위해 모든 기하학을 공유 그리드에 배치하거나 독립적인 복셀 메시를 동일한 공간에 배치할 수 있음.
- 복셀로 게임 세계를 형성하기로 결정하면 복셀 기하학을 만들어야 하며, 렌더링 및 게임 플레이 로직이 복셀 단위로 작동해야 함.
- 복셀 메시에서 기하학을 추가하거나 제거하는 것은 쉬움.

#### 보통의 변위 작동 방식

- 변위 매핑은 텍스처의 각 픽셀이 메시의 표면에서 얼마나 안쪽이나 바깥쪽으로 확장되어야 하는지를 정의함.
- 3D 모델링 소프트웨어는 메시를 세분화하고 새로운 정점을 변위시켜 변위 매핑을 적용할 수 있음.
- 실시간 그래픽에서는 표면 셰이딩 효과와 함께 사용되어 메시의 물리적 형태를 변경하지 않고도 세밀한 기하학적 디테일을 생성할 수 있음.
- 셸 매핑은 객체의 실루엣을 따라 변위를 볼 수 있게 해줌.

#### 내가 만든 것 — 복셀과 변위 매핑의 혼합

- 고전 3D 게임의 환경을 모델링하기 위해 기존의 저폴리 메시를 사용하고, 변위 맵을 적용하여 복셀 스케일의 표면 디테일을 정의함.
- 삼각형 메시와 제한된 변위 맵 정보를 사용하여 렌더러가 GPU에 로드할 기하학 데이터를 변환함.
- 텍스처를 사전 처리하여 렌더링 중에 필요한 정보를 생성함.
- 메시와 텍스처 상태를 사용하여 복셀 변위 기하학을 렌더링함.

#### 아트 에셋 및 환경 생성

- 텍스처와 메시 두 가지 종류의 에셋을 생성해야 함.
- 각 텍스처는 알베도 맵과 변위 맵으로 작성됨.
- 메시들은 기존의 저폴리 텍스처 맵핑 삼각형 메시임.
- 메시의 구조와 텍스처 매핑에는 제한이 있음.

#### 이 접근법의 장점

- 익숙한 워크플로우를 사용하여 콘텐츠를 생성할 수 있음.
- 환경을 삼각형 메시로 작성하므로, 물리 엔진이나 캐릭터 컨트롤러를 작성할 필요가 없음.
- 대부분의 게임 플레이 시스템은 복셀 디테일을 신경 쓸 필요가 없음.

#### 앞으로의 계획

- 렌더러 자체에 추가하거나 개선할 기능이 많음.
- 작은 객체나 애니메이션 객체를 통합하는 방법을 연구 중임.
- 조명 구현을 개선할 계획이 있음.
- 이 렌더링 기술을 게임에 통합하는 것이 현실적인 경로라고 생각함.

### GN⁺의 의견

- **기술적 도전**: 복셀과 변위 매핑을 결합하는 것은 매우 어려운 작업임. 이는 많은 커스텀 기계 작업을 필요로 함.
- **실용성**: 이 기술은 기존의 게임 엔진에 통합될 가능성이 높음. 이는 개발자들이 기존 시스템을 활용할 수 있게 함.
- **미적 매력**: 레트로한 3D 게임의 미학을 현대적으로 재해석하는 것은 많은 게이머들에게 매력적일 수 있음.
- **성능 고려**: 이 렌더링 기술은 성능 최적화가 필요함. 특히 실시간 렌더링에서 중요한 요소임.
- **미래 가능성**: 이 기술은 다양한 게임 장르에 적용될 수 있으며, 특히 인디 게임 개발자들에게 유용할 수 있음.

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