Gpu Gems 1 Chapter 6
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Gpu Gems 1 Chapter 6
- 1. Chapter 6. Fire in the “Vulcan” DemoGPU Gems 1http://cafe.naver.com/shader임용균 (guardin@naver.com)
- 2. Creating Realistic Flamesfully procedural flamesScreen space distortion based flames
- 3. Creating Realistic FlamesParticle System 으로 많은 화염을 표현 하기에는 Polygon이 너무 많이 필요함.물리 연산도 무시하지 못 할 수준임.Video-Textured Sprite(Animated Sprite) 를 사용하자.
- 4. Implementing Animated Sprites2개의 화염, 1개의 연기 에니메이션(각 64프레임)1개의 떠다니는 불똥 에니메이션(64프레임)총 256프레임프레임당 256x256 텍스쳐일때Uncompressed Texture : 67MBCompressed Texture (DXT1) : 8.4MB
- 5. Custom Smoke GeneratorAnimated Sprite로는 연기를 표현하기가 쉽지 않았다.적절한 조명, 색 등등으로 인한 연기의 적절한 영상 만들기 어려움.결국 Particle System을 이용하기로 함.불 환경에 맞게 lighting을 미세 조정하여 색을 제어함.Smoke Particle이 x축에서 회전하게 함Smoke가 자기 자신으로 말려 들어가는 듯한 효과를 손쉽게 구현.
- 6. Adding Variety to the Flames효과에 사용할 수 있는 에니메이션의 수가 적다면 같은 이미지가 반복되는 것이 문제가 될 수 있다.Animated Sprite도 Particle System화 하여 크기, 위치, 수명, 시작 프레임, 알파값 등을 설정된 값 범위에서 무작위로 설정한다.Animated SpriteParticle의 축을 뒤집어 다양성을 증가시킨다.
- 7. Storing the AnimationVolume texture (3D texture) 를 사용하는 것이 유용함.Z-texture coordinate를 증가시키는 것이 곧 에니메이션을 재생하는 것임.압축된 256x256x256 B8G8R8A8 texture를 사용함. (16mb)
- 8. Blending Flames and Smoke처음에 additive blending 을 사용함.(srcblend = one, destblend = one)Sprite들을 독립적으로 그릴 수 있음.하지만 결과물이 사실적이지 않으며 카툰 같아짐.화염과 연기를 섞는 것이 더 까다로워 진다.Alpha Blending을 사용함. (srcblend = srcalpha, destblend = invsrcalpha)위의 문제점들이 해결됨.파티클을 프레임마다 정렬하여 렌더링 해야 함.하지만 그 성능상의 영향은 무시해도 좋을 정도 이다.
- 9. Particle Motion화염 근원지가 움직일 경우 그 간격을 채우기에는 particle이 충분하지 않고 따로 떨어져 있는 particle은 효과를 망친다.불이 연속되게 유지하기 위해 불과 발화체의 가중치를 이용하였다.처음 생성 했을 때 가중치가 높아 발화체가 움직이면 불도 같이 움직인다.particle이 오래 될 수록 가중치가 낮아져 같이 움직이는 정도가 줄어든다.
- 10. PerformanceVideo-textured 빌보드는 막대한 양의 픽셀 처리 능력을 소비함.Layer Composition을 이용해 해결함.
- 11. Layer Composition화염을 저해상도 버퍼(1/4)에 렌더링 한 후 원래의 Scene에 합성한다.전체 이미지 품질의 저하는 미비했으나 성능 향상은 매우 컸다.
- 12. Custom Sprite정사각형 Particle Sprite는 불 모양에는 낭비가 심했음. (보통 1/3정도만 차지)화염에 더 잘 맞는 직사각형 sprite를 사용함.각 프레임에 맞는 최적의 직사각형을 생성한 후 particle 위치를 기준으로 sprite 중심에 오프셋을 더하여 맞춘다.
- 13. Post-Rendering Effectsglow, film grain, heat shimmer (distortion)
- 14. Glow첫 번째 패스에서 x축에 8픽셀 넓이 Blurring두 번째 패스에서y축에 8픽셀 넓이 Blurring최종 Blurring될 부분을 선택하기 위해 Alpha 채널을 이용함.
- 15. Heat ShimmerRender target texture에 “heat shimmer” 즉 왜곡(distortion) 정보를 렌더링 한다. (왜곡 정보는 heat shimmer texture에 있음.)최종 혼합 과정에서 “rendered scene” 픽셀의 u,v좌표값에heat render target texture에 저장되어 있는 red, green값을 더하여 왜곡된 좌표를 해당 픽셀의 color값으로 사용한다.
- 16. Heat Shimmer
- 17. Grain
- 18. Conclusion