[💬] 폴리곤 래스터라이저

[점돌맨(drhubert)]

요즘은 잘 들어보지도 못하는...플로피 디스크도 모르는 시대가 왔지만 예전 80~90년대 Dos 시절에는 Direct3D 혹은 OpenGL 같은 것은 사용하지 않았었고, GPU도 없었음.

이때는 오히려 3D보다 이미지를 빠르게 처리하기 위한 2D 가속 카드 같은 게 있긴했는데 이 때는, 프로그래머가 직접 D3D나 OpenGL 같은 3D 라이브러리를 만들어서 사용했어. 이를 Software Rasterizer라고 함.

아마도 가장 유명한 소프트웨어 6DOF (3축 이동 + 3축회전)이 되는 소프트웨어 래스터라이저는 퀘이크1일 것 같은데,

사실 그 보다 먼저 등장한게 있었음.

https://youtu.be/ee4PUcpGSn8

그것은 울티마 언더월드 되시겠다. 이머시브 장르의 시초격이면서 기술적으로도 놀라운 작품이지.

개인적으로 DOS시절 한해서 가장 인상 깊었던 소프트웨어 래스터라이저는 역시 던전키퍼1이 아닐까 싶다.

게임자체가 엄청난 게임이고 지금의 노말맵 비슷한 것도 구현되어 있고 동적인 그림자와 광원효과가 대단함.

https://youtu.be/X69f9We0lj8

GOG에도 있으니까 궁금하면 함 해봐라. 개추.

의외로 아직까지 Software Rasterizer가 쓰임. 프로트스바이트엔진이나 Doom Eternal등에서 쓰인 Occlusion 라이브러리에서 소프트웨어로 Depth Buffer를 그리고 Occlusion을 수행함. 언리얼에도 이 기능이 들어가 있다.

근데 옛날 방식이랑 지금 방식은 같은 소프트웨어 래스터라이저지만 좀 차이가 있다.

옛날 방식은 병렬은 꿈도 못꾸고 싱글에 집중해야 하니까 싱글 스레드라 가정하고 연산을 최대한 줄이는 방식임.

이런 식으로 폴리곤을 위, 아래로 쪼개서 한줄 한줄씩 그린다. 이걸 스캔라인 방식이라고 함.

그런데 요즘은 병렬 처리를 활용하는게 하드웨어를 더 효율적으로 사용하니까 병렬처리에 더 적합한 방식으로 스캔라인이 아닌 무게 중심 좌표 기준으로 처리함.

이것이 왜 병렬구조에 유리한가? 그것은 전의 상태에 구애받지 않고 자기 만의 로컬정보로 barycetric을 검사하면 되니까 의존성이 없어 유리함.

앞선 스캔라인은 브레젠험과 비슷하게 에러나 누적 수치에 의존함. 즉 이전상태 + 갱신 수치에 의존하기 때문에 병렬처리에 불리함.

이런 식으로.. SIMD와 스레드를 활용하기 좋은 형태로 처리함. 실제 현대 GPU도 이와 같은 방식임 이를 묶어서 wave..lane등으로 부른다.

그리고 소프트웨어 래스터라이저에서 가장 연산이 많이 먹는 부분이..

원근 보정 보간(Perspective Correction)이라는 건데 실제 저기서 그냥 선형보간을 해버리면 원근 효과가 안나오고 이상하게 나옴.

https://youtu.be/-hv8lmuFlIY

여기 딱 보기 좋은게 있음..

저 연산하는게 꽤나 많이 들어서 (그 당시에는) 퀘이크1 같은 경우는 곡선을 직선으로 근사하는 것과 같이 어떤 정해진 픽셀 간격(예를들어 32픽셀간격으로)으로 딱 그점에 해당하는 것만 원근보정보간을 하고 그 사이에 있는 픽셀들은 선형보간으로 처리하는, 정밀도와 속도를 타협해서 처리하는 방법도 있음.

최근 Ambernic RG시리즈나 미유 같은 레트로 에뮬 기기에 네이티브로 리눅스로 빌드해서 만지고 있는데 간만에 너무 재밌어서 구현해보면서 한번 정리해봄.

이건 직접 구현해본 소프트웨어 래스터라이저임. ㅋ

만지고 있는 기기가 Arm Cortex A7인데 당연히 GPU따윈 없고 GPU가 없으니 D3D, OpenGL 같은 것도 없고 코어도 한개 아니면 두개다. 근데 그게 존나 잼나서 한번 올려봄.

[카퍠인(happys96)]

[익명(218.152)]

sky 다닐거 같음

[익명(220.70)]

요즘 애들은 이런거 잘 모를뿐더러 관심도 없는듯.. 그래픽카드가 다해주니 원...

[개발하고있습니다(wngjdl1212)]

레스터라이저 만드는게 소프트웨어 렌더러에 절반은 차지 하는거 같아요 저는 논문 보면서 만들었는데 혹시 참조하신 자료가 있으실까요? - dc App

[점돌맨(drhubert)]

https://www.chrishecker.com/Miscellaneous_Technical_Articles
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