렌더링 파이프라인

렌더링 파이프라인

3D 세계에 대한 기하학적 표현과 이 세계를 바라보는 관점을 정의하는 가상 카메라를 이용해 2D 이미지를 만들어내는 과정이다.

 

렌더링 파이프라인(DirectX9)

정점 파이프라인

 

1) 3D 모델 구축 (로컬 스페이스)

모델링 된 파일의 정보를 불러오고 로컬 좌표계를 통해 3차원 모델의 정점들을 구축하는 단계이다. 로컬(모델) 좌표계는 모델 하나의 고유 좌표계로 모델 뷰어와 같이 단일 개체를 표현한다.

 

2) 가상공간 배치 (월드 스페이스)

불러온 3D 모델을 월드 좌표계로 변환하는 단계이다. 로컬 스페이스의 개체들을 월드 좌표계로 변환하는데 이동, 회전, 크기 변환을 조합하여 만들어진다.

 

3) 정점 단위의 음영 계산

정점 쉐이더를 통해 각 점들의 음영(그림자)을 처리하는 단계이다. 정점 쉐이더는 정점의 위치에 대한 정보를 입력으로 받아 화면 상의 정점 위치를 반환하는 쉐이더이다. 즉 데이터 상의 위치를 화면 상의 위치로 변환시켜준다.

 

4) 카메라 공간의 전개 (카메라 스페이스)

월드 좌표계로 변환된 좌표계를 한 카메라(뷰) 좌표계를 기준으로 변환하는 단계이다.

 

5) 컬링(Culling)

최종 화면에서 보이지 않는 부분의 폴리곤을 없애서 렌더링 및 연산에서 제외하는 단계로 후면 제거(Back-face) 컬링, 시각 절두체(View Frustum) 컬링, 폐쇄(Occulusion) 컬링이 있다.

• 후면 제거 컬링: 보이지 않는 후면을 예외 처리하는 기법으로 버텍스를 그리는 순서에 따라 시계 방향, 반시계 방향을 판정한다. 오른손 좌표계 기준으로 후면은 시계 방향이다.
• 시각 절두체 컬링: 카메라 시야 범위에 포함되는 오브젝트만 렌더링하고 나머지는 하지 않는다.
• 폐쇄 컬링: 다른 오브젝트에 의해서 가려지는 부분은 비활성화하는 기법이다.

 

6) 조명(Light)

3D 세계의 광원 처리를 하는 단계로 정반사광(Specular), 난반사광(Diffuse), 환경광(Ambient) 등이 있다.

 

7) 클리핑(Clipping)

카메라 가시 영역(뷰볼륨)으로부터 사라진 폴리곤을 렌더링 하지 않거나 시야에 걸친 폴리곤을 제거하는 단계이다.

 

8) 투영(Projection)

3D 물체를 2D 평면에 표현하기 위해 3D 모델 좌표를 2D 평면 좌표로 변환하는 단계로 직교 투영과 원근 투영이 있다.

 

9) 뷰포트 변환 (윈도우 좌표계)

모니터에서 화면을 전개하기 전 해당 클라이언트의 화면 사이트로 바꾸는 단계이다.

 

10) 래스터 라이즈

화면에 최종적으로 나온 정점들을 픽셀로 변환하는 단계이다. 래스터란 컴퓨터에서 화상 정보를 표현하는 한 가지 방법으로 이미지를 2차원 배열 형태의 픽셀로 구성하고 이 점들의 모습을 조합, 일정한 간격의 픽셀들로 하나의 화상 정보를 표현하는 것이다. 즉, 한 줄에서 연속된 픽셀들의 집합이다.

 

11) 픽셀 단위의 음영 계산

픽셀로 변환된 것을 픽셀 쉐이더를 통해 음영 계산을 하는 단계이다. 픽셀 쉐이더는 래스터 라이즈된 결과물을 입력으로 받아 픽셀의 색을 반환한다.

 

12) 맵핑

3D 모델에 텍스쳐를 적용하는 단계이다.

 

13) 렌더 백엔드

현재까지의 과정이 잘 되었는지 확인하는 단계로 알파 테스트, 스텐실 테스트, 깊이 테스트를 수행할 수 있다.

 

14) 출력