NDC2008 발표 내용을 리뉴얼하고, 외부 공개용으로 재편집한 자료입니다.

1. 이 세션은 지난 NDC2008 우수 세션으로 선정된
[절차적 지형 생성의 실제]를 리뉴얼한 것입니다.

2. 훨씬 쉽게 더 사실적인 배경 지형 만들기
-절차적 지형 생성의 실제-
• 소속 : 개발 3본부 M2팀
• 발표자 : 이원 (sobriety@nexon.co.kr)
절차적 지형과 하이트필드의 사원
신규개발 3본부 GTR팀 이원 / Sobriety@nexon.co.kr
rd
The Practical Terrain Building with Heightfield
Weon Lee, Game Writer in M2 Project, The 3 Development Division, NEXON
NDC2011 Session for Procedural Terrain Generation 2 #
-Designer's Intend, Detail Automated

3. 이 세션은 바로 전 시간에 진행된
[절차적 지형과 트렌드의 추적자들]에서
이어지는 내용을 담고 있습니다.

4. 이 세션은 특정 영화나 인물과
전혀 관계 없습니다
절차적 지형 생성을 실제로 시도하는 과정에서의
시행착오와 성취를 다루는 내용입니다.

5. 지난 줄거리
요약 : 절차적 지형과 트렌드의 추적자들

6. 요약 : [절차적 지형과 트렌드의 추적자들]
• 절차적 지형 생성이란?

7. 요약 : [절차적 지형과 트렌드의 추적자들]
• 왜 그렇게 하나?
– 일단 최근의 게임들은 모두 이 방법을 사용한다

8. 요약 : [절차적 지형과 트렌드의 추적자들]
• 이유는…
– 요즘 트렌드라서
– 시간과 노력을 절감하고
더 나은 효과를 얻을 수 있다.
• 최소한의 수작업
• 고품질의 달성
– 라이브 모드 컨텐츠 생산성이란 측면에서
다른 장르보다 MMOG는 이 방식이 더 큰 효용

9. 요약 : [절차적 지형과 트렌드의 추적자들]
• 이전의 결론
– 방식1 : 절차적 생성 / 시뮬레이션
– 방식2 : 수작업 혼합
– 방식3 : 실제 데이터 기반
– 방식4 : 이미지 기반 생성/DEM 오려붙이기
• 각 방식별로 장단점을 분석

10. 요약 : [절차적 지형과 트렌드의 추적자들]
• 방식1 : 절차적 생성 / 시뮬레이션
– 형태가 다름
– 자연스러움 부족
– 디테일 부족
– 스케일감의 문제
– 강과 길의 제어가 어렵다
• ‚느리고, 비사실적이고, 맘대로 되지도 않는다‛

11. 요약 : [절차적 지형과 트렌드의 추적자들]
• 방식2 : 수작업 혼합
…결국은 품이 많이 든다

12. 요약 : [절차적 지형과 트렌드의 추적자들]
• 방식3 : 실제 데이터 기반
• 쓸만한 데이터를 찾기 힘들다
• 세부 구성요소를 채워넣는 건 수작업

13. 요약 : [절차적 지형과 트렌드의 추적자들]
• 방식 4 : 이미지 기반 생성/DEM 오려붙이기

14. 그러나…
• 서양 개발자들은 잘도 하고 있다.
• 과연 어떻게?
– 우리도 구체적인 방법을 찾아보자

15. 절차적 지형과 하이트필드의 사원
신규개발 3본부 GTR팀 이원 / Sobriety@nexon.co.kr
Weon Lee, Game Writer in M2 Project, The 3rd Development Division, NEXON
NDC2011 Session for Procedural Terrain Generation #2

16. 목차 (50분)
• 지난 줄거리
• 서론 : 도전과제
• 과제 1. 의도된 지형 만들기
• 과제 2. 디테일을 부여하기
• 결론 : 결과, 수단, 미완

17. 이 세션에서 다룰 주제
• ‚구체적 구현 방법‛
– 숲이 아니라 나무
– 사실적인 지형을 위해서
쓸 수 있는 것은 뭐든 가져다 쓴다
• 다루지 않는 주제
– 지형 이상의 존재 : 건물, 식생...

18. 방향 : 하고 싶은 건 간단하다
• 의도된 지형을 만든다
• 디테일을 부여한다

19. 도전과제
• 의도된 지형을 만든다
① 게임 디자이너가 대충 땅과 산을 그려준다
② 그대로 그럴 듯하게
자연스러운 땅과 산과 강이 만들어진다
• 디테일을 부여한다
① 게임 데이터로 쓸 수 있을 만큼의
해상도를 획득한다
② 그렇게 만들어진 데이터가
시각적인 임팩트와 자연스러움을 갖춘다
• 이 두 가지 과제를 클리어하면 OK?

20. 도전과제 첫 번째
1. 의도된 지형 만들기

21. 구체적 구현 방법 : 하이트필드
• 하이트필드?
– 높이값을 가진 이미지 : 부조

22. 그러면?
• 픽셀의 밝기값을
높이값으로 사용한다
– 밝은 곳일수록 높다

23. 하이트필드 방식의 장점
• 보편적이다
– 이 방식으로 동작하는 툴이 널리 쓰인다
• 용량이 작다
• 다루기 편하다
• 충돌체크가 편하다

24. 하이트필드 방식의 단점
• 고해상도 하이트필드를 사용하지 않으면
디테일이 부족해보인다
• 평면상의 한 좌표에
들어갈 수 있는 고도값은 한 개뿐.

25. 이것이 예전의 결과물
• 절차적 생성/시뮬레이션 (월드 머신)
지형을 통째로 가공
전체적으로 단조롭다
‚지형의 특정 부분을 의도하는 대로 가공하면
다른 부분은 의도하지 않는대로 가공된다‛

26. 접근방법을 바꿔보자
• 리퍼런스 : 중간계 프로젝트
– 게임에 알맞은 형태
• 키 아이디어 : 지형의 수직적 합성
• 지형을 부분부분 만들어 합성한다.
• +수분 시뮬레이션으로 자연스러움 확보

27. 부분부분?
• 각각의 지형을 부품으로 보면 어떨까?

28. 부품을 얼마나 세분화할까?

29. 큰 부품을 다음과 같이 나눈다
지형/해안선 산악지대 강과 시내
이상의 세 가지를 조립해보자
지형에 따라 더 늘릴 수도 있을 것이다

30. 도구는? (1)
• Adobe Photoshop
– 일단 지형을 그리긴 그려야 하니까

31. 도구는? (2)
• World Machine
– 회로를구성해서
– 절차적으로
– 하이트필드 지형을생성하는툴.

32. 데이터의 기본 제원
• 밝기값은 16비트로
– 8비트 : 2^8=256
• 계단이생긴다. (QuantizationArtifact)
– 16비트 : 2^16=65536
• 4800m기준,7.3cm가기본높이 단위
• 파일 포맷은 *.raw
– 16비트 포맷 지원
– 포토샵/월드 머신에서
무리 없이 읽을 수 있는 포맷
– jpg와 달리 손실이나
경계선의 노이즈가 없다
• 해상도는 2048*2048 / 축척은 122.88km
– 월드 머신의 실질적인 한계
– 60m/px (공개용 DEM 수준)

33. 그럼 시작
• 게임 디자이너의 스케치
디렉터
이걸로 만들어보삼
– 레벨 디자인을 고려한 지형
• 지역의 분리 : 산맥/강
• 게임플레이의 무대 : 평원/길
• 지형지물의 배치

34. 실제 지형같은 모양으로 바꾸자

35. 나누자 : 지역별 / 부품별
지형/해안선
산악지대
강과 시내
• 지역별로 다른 지형을 만들기 위해서
• 지형의 다양성 확보

36. 첫 번째 재료는 이것
• 지형/고원/산지 레이어별로 나눈다

37. 1. 지형/해안선
• 단순히 바다와 땅의 경계가 아니다
• 해식에 의해 침식이 일어난다
• 절벽도 있을 테고, 모래사장도 있을 것이다
– 단조로운 해안선 처리는 안 된다

38. 1. 지형/해안선
• 지형의 가장자리에 해식에 의한 침식을 넣자
• 조류와 풍향에 따라 해식도 달라질 것이다
• 침식을 방향별로 다르게 해야 한다

39. 2. 산악지대
• 평지에서 그냥 솟아나온 형태는 아니다
• 지각이 부딫혀 융기, 그 이후에 정상 부근부터 물과 열에 의한 침식
• 고도별로 다른 모양 : 낮은 높이에서 퇴적

40. 2. 산악지대
• 산꼭대기와 사면은 다른 법칙으로 만들어져 있다

41. 산의 구성도
 A : 능선 부분. 모서리가 살아있고, 눈이 덮여있다.
 B : 급사면 부분. 경사 때문에 눈이 잘 쌓이지 못한다. 결을 따라 눈이 쌓이는 것이 고작.
 C : 퇴적층 부분. 바위와는 다른 색(보통 밝은 색)의 쇄설물이 쌓이기 시작한다.
 D : 완사면. 돌 대신 흙이 더 많고, 풀이 자라기 시작한다

42. 2. 산악지대

43. 2. 산악지대
• 한 개의 시드 이미지로 고도별로 분할한 산의 부품을 만든다
• 그렇게 만든 각 부품을 가중치를 둬서 조립

44. 3. 강과 시내
• “계곡이 깊으면 산이 높다”
– 그 역도 성립 : ‚산이 높으면 계곡이 깊다‛
• 산에서 시내와 강 상류를 유추해낼 수 있다.

45. 3. 강과 시내
• 월드 머신에서는 지류는 모사해주지만
강의 본류는 잡아주지 못한다
• 강의 본류에다
지류를 연결시키는 방법이 포인트

46. …말이 쉽지

47. 3. 강과 시내
• 해결책 : 포토샵 - 아우터 글로우

48. 3. 강과 시내
• 산지에서 시작한다
• 아우터 글로우를 여러 번 사용 : 상류/중류/하류
• 중류 이후에는 디스플레이스먼트
• 강으로 들어가는 수분 분포 추가

49. 조립
• 각각의 부품 비율을 적당히 조정

50. 결과

51. 항공사진
• 모양은 나오지만 디테일은 많이 부족
– 월드 머신이 다룰 수 있는 한계. 어쩔 수 없다.
• 좌우간 이런 방식으로 다른 대륙도 제작

52. 대륙별 반복/바리에이션
• 2048*2048 |122.88km*122.88km |60m/px
2007년의 개발중인 이미지입니다.
리테일버전이 아닙니다.

53. 시드 이미지와의 비교

54. 다시 비교
• 2048*2048 |122.88km*122.88km |60m/px

55. 시드 이미지와의 비교

56. 사실적인가?
만든 사람 눈에만
사실적으로 보인다
디렉터

57. 얼마나 사실적인가 / 비현실적인가
• 이게 얼마나 사실적으로 보일까?
• 실제 게임 데이터로 만들었을 때
의외로 어색해보이진 않을까?
• 미리 지형이 얼마나 사실적인지
가늠해볼 수 있는 방법은 없을까?
• …정말 잘 만든 걸까?

58. 지형 렌더러
• Terragen 1 / Terragen 2
• Vue

59. 기능은?
• 규칙에 따라 지형에 색을 칠한다
– 나무, 바위, 풀 등의 모사가 힘들다
• 하지만, 잘 칠하면 만들어진 지형이
얼마나 사실적인지 가늠해볼 수 있다.

60. 렌더링 샷 : Terragen2
rol**le

61. 지역별 렌더샷
se**on

62. 도전 과제 (1) : OK
• 의도된 지형을 만든다
① 게임 디자이너가 대충 땅과 산을 그려준다
② 그대로 그럴 듯하게 자연러운 땅과 산과 강이 만들어진다
다음 과제 고고
– 현재 60m/px. 디테일은 더 들어가야겠지만… 디렉터

63. 도전과제
• 의도된 지형을 만든다
① 게임 디자이너가 대충 땅과 산을 그려준다
② 그대로 그럴 듯하게
자연스러운 땅과 산과 강이 만들어진다
• 디테일을 부여한다
① 게임 데이터로 쓸 수 있을 만큼의
해상도를 획득한다
② 그렇게 만들어진 데이터가
시각적인 임팩트와 자연스러움을 갖춘다
• 이 두 가지 과제를 클리어하면 OK?

64. 도전과제 두 번째
2. 디테일 부여하기

65. 디테일?
• 역시 월드 머신으로 ‘잘’ 하면 되지 않을까?
• 하지만 어떻게?
– 자동으로 무에서 유를 창조하는 작업

66. 없던 디테일을 어떻게 만드나?
• 간단하게 생각해보자 : 해상도 문제
• 이전의 지형 하이트필드를
시드 이미지로 다시 사용한다.
– 그렇게 해서 다시 위 과정을 반복하면 될 것 같다.

67. …지형이 망가진다
…어쩌지?

68. 그런데 우리가 잠시 잊고 있던 것
• 하이트필드는 이미지다
• Sharpen!!!

69. Sharpen
• 블러를 먹인다
• 원본과의 차이를 구한다
• 차이값을 원본에 더한다
• 블러 이미지 (저주파)
• 차이값 이미지 (고주파)
• 분포를 양쪽으로 넓힌다

70. 아무것도 없이 디테일이 생기진 않는다
• …노이즈에도 규칙이 필요하다

71. 디테일 주는 방법

72. 결과물
일정한 규칙을 갖춘 노이즈로 디테일을 준다

73. 아싸

74. 그러나…
• 월드 머신에서 시간이 너무 오래 걸린다 : 침식/블러
– 이미지의 크기가 커질수록 : 디테일이 증가할수록
• 시행착오에 드는 시간과 노력이 커진다 : 비싸진다.
– 절차적 생성의 중요한 장점 하나가 사라진다.
• 다른 방법이 없을까?

75. 하이트필드의 사원을 찾아갔습니다
테크니컬 디렉터

76. GeoControl?
• 다이어그램 방식으로 작동하지 않는다
• 월드 머신에 비해 작동이 블랙박스
• 인터페이스 매우 불편
• 프리셋 필터가 다양하다.
• 필터 퍼포먼스가 빠르다
필터 : 일정한 규칙을 갖춘 노이즈 셋

77. 지오컨트롤의 용도
• 지형의 표면에 무늬를 새기는 역할로 딱.
…필터 하나로는 단조롭다

78. 그럼 필터를 여러 개 겹쳐 쓰면
• …그래도 단조롭다
• 맥놀이가 생긴다 : 모아레 (Moire)

79. 그 순간 제 심정

80. 실제와 비교해보자
• …너무 단조롭다

81. 뚝!
• 지형은 여러 가지 자연현상에 의해 만들어진다
• 필터 하나가 한 가지 자연현상을 모사한다고 보자
• 필터 크기를 각각 다르게 해 주자!
– 지형의 축척을 조정하면 될 것이다
– 크기가 다른 체

82. 그러나…
• GeoControl에서는 지형 축척에 따라 필터 크기를
다르게 하는 기능을 지원하지 않는다.
– 아직 베타.
• 프로그래머가 아닌 사람이
그런 걸 건드릴 수 있나?

83. 답 : 데이터 크기를 변경시키면 된다
• 필터는 픽셀 단위로 적용된다
Photoshop
• 하이트필드
GeoControl 해상도 확대
• 필터적용
Photoshop 200%
• 하이트필드
해상도 확대
GeoControl 200%
• 필터적용
하이트필드
시드 이미지
• 128*128부터
시작 …목표 해상도까지 반복

84. 하이트필드 사이즈 변경 X 지오컨트롤 필터
200% 200%

85. 필터의 스케일을 다르게 적용한 결과

86. 아싸

87. 그런데, 확대는 언제까지?
• 목표해상도는 1m/1px
– 월드는 60m/px : 60배 수준의 디테일!!!?
• 참고로 DEM의 경우는 30m/px가 상용 데이터.
– 20m/px 정도가 한계
• 목표해상도까지 확대와 필터 적용을 반복한다.
• 2배씩 확대할 경우 목표해상도까지
필터 최대 6회 적용 가능
– 2^6=64>60배

88. 결과물
…블렌딩해 혼합도 가능

89. 실제 플레이어의 눈높이에서는?
• 플라이트 게임이 아니다
• 게임 플레이어의 시점에서
월드를 바라보게 된다
• 플레이어의 시점에서
월드가 어떻게 보일 것인가가 핵심
– 이게 안되면 헛수고
디렉터

90. 월드 프로토타입
테크니컬 디렉터
• 하이트필드를 폴리곤으로 변환해 표시
• 경사도에 따라 다른 텍스처
• 캐릭터를 조종해 월드를 돌아다닐 수 있다

91. 월드 프로토타입의 의의
• 위에서 봤을 때만 그럴 듯한 지형을
걸러낼 수 있게 되었다
• 저 멀리 보이는 원경에
실제로 가 볼 수 있다!
– 원경과 디테일의 밸런스 체크

92. 결과를 피드백하며 조정

93. 필터 조합을 변경

94. 경험에서 얻어진 결과 : 4&4
• 확대의 비율은 얼마나?
– 이상적인 확대 배율은 단계별 약 4배 정도.
– 1m/px의 해상도를 갖추기 위해서는 4단계
• 3단계 정도로도 게임 데이터로 사용하는 데 충분
구분 1단계 2단계 3단계 4단계
15.36km 256*256 1024*1024 4096*4096 16384*16384
참고 지오컨트롤 지원 최대 해상도 확대/나누기/필터 적용/병합 필요
3.84km 64*64 256*256 1024*1024 4096*4096
참고 지오컨트롤 지원 최대 해상도
• 필터의 조합은 어떻게?
– 계속 테스트 : 큰 필터->작은 필터

95. 월드 프로토타입 구동 영상

96. 16*16km, 1m/px
달리기로는 70분 / 스프린트로는 40분 소요

97. 과연 사실적일까?
• 이번엔 디자이너가 작업에 참가
br****u p**i
• 가상 스크린샷 작업
– GeoControl에서 하이트필드를 메쉬로 익스포트
– 3dMAX에서 메쉬에 텍스처링, 광원처리
– 포토샵에서 후처리
– 실제 게임 화면에서 달성 가능한 수준을 미리 확인

102. 도전과제 (2) : OK
• 디테일을 부여한다
① 게임 데이터로 쓸 수 있을 만큼의
해상도를 획득한다 : 1m/px
② 그렇게 만들어진 데이터가
시각적인 임팩트와 자연스러움을 갖춘다
“더욱 정진하삼”
디렉터

103. 정진의 결과물
그 외의 이야기/이후의 이야기

104. 이 외에도… (1)
• 산지만
만들 수 있는 건
아니다

105. 이 외에도… (2)
• 필터 조합법을 변경하면 다른 디테일을 줄 수 있다
• 같은 시드 이미지로 다른 지형을 만드는 것도 가능하다

106. 이 외에도… (3)
• 서로 다른 지형을 섞을 수 있다

107. 이후에는…(1)

108. 이후에는…(2)

109. 이후에는…(3)

110. 절차적 지형 생성의 실제
결론 : 결과, 수단, 미완

111. 결론 : 그래서 지금 할 수 있는 것
• 게임 디자이너가 그린 최소한의 정보로
• 그럴 듯한 지형 데이터를
• 게임에서 쓸 수 있을 정도의 해상도로
• 적은 노력을 들여 만들어낼 수 있다.
3h 1day 2h

112. 결론 : 사용한 방법
• 하이트필드
• 월드의 구성요소를 나누어 각각 제작
• 구성요소별로 자연법칙을 모사하는 규칙 적용
• 다양한 노이즈를 다른 스케일로 적용

113. 결론 : 앞으로의 과제
• 이 발표에서 다루지 않은 것들
– 지물/랜드마크의 배치
– 식생의 절차적 배치
– 텍스처의 절차적 배치
– 지형의 세부적인 튜닝
– 디테일의 미세한 조정
• …그리고 강에 미련이 남는다

114. To Be Continued
• 다음 해로 넘어갔습니다
– 보안 이슈+세션이 넘쳐서

115. 만약 여러분도 해보시고 싶다면…
• 월드 머신
• GeoControl
• Photoshop
• 테라젠
• 네 가지로 시작할 수 있습니다.

116. 참고자료
• 월드 머신 사이트
– 하이트필드를절차적으로가공하는,가격대성능비가가장뛰어난툴. 현재2.2까지버전업되었다.
– 툴의사용방법에대해서는바로이어지는다음시간에튜토리얼예정
• http://www.world-machine.com/help.html /http://forum.world-machine.com/
• 월드 머신 매뉴얼
– 기본적으로는월드머신조작법을설명하는문서이지만,
그이전에하이트필드에대해전혀모르는초짜였던발표자에게많은도움이되었다.
• http://www.world-machine.com/World%20Machine%20Help.pdf
• 지오컨트롤 사이트
– 요하네스로젠버그의지오컨트롤사이트.필터퍼포먼스가좋다
• http://www.cajomi.de/GeoControl/geocontrol.htm /http://www.cajomi.de/Forum/
• 반지의 제왕 중간계 DEM 프로젝트 사이트
– 이번월드빌딩의직접적인아이디어를제공한사이트.서양개발자들의근성을엿볼수있어자극이되었다.
• http://www.me-dem.org/
• 테라젠 1/2 사이트
– 유명지형렌더러테라젠.영화스텔스도이것으로지형을렌더링했다고한다.
• http://www.planetside.co.uk/terragen/
• http://www.planetside.co.uk/terragen/tg2/index.shtml
• 절차적 지형 생성 방식 트렌드 리뷰
– 이번발표의나침반:NDC2007

117. QnA

118. 감사합니다
• 월드 머신에 관심 있으신 분은
이어지는 다음 세션을 들어주세요.