6월, 2020의 게시물 표시

1학기 결산-게임엔진프로그래밍활용

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1. 브레젠험 직선 알고리즘 컴퓨터에서 계산이 느린 실수 연산을 사용하지 않고 직선을 그리기 위해 만들이진 알고리즘입니다. 평면을 아래와 같이 8분 면으로 나누어 직선을 그립니다. 링크:  https://sulinep.blogspot.com/2020/05/bresenhams-line-algorithm.html 2. 엔진 기초 수학 여기서는 본격적으로 구현에 들어가기 전 기초 수학 지식을 쌓았습니다.  수학에서의 체는 대수적 구조의 하나로 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈의 사칙연산을 집합 안에서 소화할 수 있는 집합을 의미합니다. 체를 이루기 위한 조건과 체라는 개념을 알아보았습니다. 처음에 체 라는 개념이 뭔가 머릿속에서 애매했는데 이후 갈로이스 체에 대해 배운 후 조금 더 명확해졌습니다. 스칼라 는 벡터를 정의하기 위한 필수 요소이고 크기만 있고 방향이 없는 성분이다. 벡터는 크기와 방향을 포함하는 표현 도구이다. 겨기서 벡터의 기본 연산자들을 알아보았습니다. 선형성 은 직선처럼 똑바른 도형 또는 그와 비슷한 성질을 가진 대상이라는 뜻으로 함수의 경우 함수가 진행하는 모양이 직선이라는 의미로 사용된다. 선형성을 만족하려면 두 가지 조건을 만족해야 하는데 균질성과 첨가성이다. homogeneity (균질성):   additivity (첨가성): 선형이라고 부르는 수식들은 중첩의 원리 가 적용된다는 특징이 있다. 이때 행렬과 선형 변환의 관계에 대하여도 알아보았었는데 선형 변환과 행렬은 1:1 대응된다. 기저 란 어떤 벡터 공간을 선형 생성하는 선형 독립인 벡터들이다. 각각의 원소들이 다시 벡터 공간을 생성할 수 있어야하고 일차 독립이어야 한다. 표준 기저 는 많은 기저들 중 성분 1개만이 1이고 나머지 성분이 모두 0인 표준 적인 벡터이다. 여기서 벡터 공간 R의 기저를 구성하는 원소의 개수가 해당 공간의 차원 이다. 행렬 은 열기반 행렬과 행기반 행렬 중 어떤 걸 사용하느냐에 따라 계산 방식이 달라진다. 여기서는 벡터의 크기, 회전, 밀기, 선형 변환에 대하여

텍스처 매핑과 뷰 좌표계

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1. 텍스처 매핑 1) UV 좌표계 UV 좌표계란 텍스처의 좌표계이다. 이 좌표계는 이미지를 3D 폴리곤에 입히기위해 사용된다. UV 좌표계는 (0,0) 부터 (1,1) 사이의 값으로 이루어져있다. 참고로 OpenGL과 DirectX를 보면 서로 다른 좌표계를 사용하고 있기도 하니 알아두면 좋을 것 같다. 이 좌표계 덕분에 우리는 픽셀 단위가 아닌 정규화된 단위로 폴리곤에 텍스처를 씌울수 잇다. 좌표계를 보면 0 ~ 1 까지라고 했었다. 그럼 만약 이값을 넘어가거나 더 작아지면 어떻게 될까 기본적으로는 해당 이미지가 반복되거나 마지막 픽셀의 색으로 쭉 그려진다. 아래 이미지들은 유니티에서 여러가지 UV 값을 조정해본 이미지이다. 유니티는 OpenGL과 같은 방식의 UV 좌표계를 사용한다. (F1 머신 이미지 출처:  https://unsplash.com/@chuttersnap ) 이처럼 UV 좌표만으로 다양한 형식으로 텍스처를 그릴수 있다. 2) 매핑 마인크래프트 스티브 스킨의 얼굴 부분에 대한 UV 좌표 마인크래프트 스킨의 텍스처 크기는 64px X 64px 이다. 여기서 얼굴 부분만 매핑하려고 한다. 일단 어떻게 해당 UV 좌표를 구할 수 있을까 이건 간단하다 (1/64px) * (해당 지점의 픽셀 좌표)를 하면 된다. 그럼 UV 좌표는 아래 그림과 같이 나올것이다. 하지만 Y의 값들이 생각한 것과 조금 틀리다 왜 그런걸까 이건 사용하는 UV 좌표계에 따라 틀려진다.  교수님이 제공해주신 프로그램이 OpenGL의 좌표와 같아 해당과 같이 나왔다. 만약 DirectX였다면 생각하던 결과가 나왔을 것이다. 매핑한 결과 2. 뷰 좌표계 게임을 만들려면 중요한것 중에 하나가 카메라입니다. 카메라가 없다면 플레이어는 원하는 장면을 보지 못할 것 입니다. 그럼 카메라로 어떻게 원하는 장면을 보여줄수 있을까 아래 그림과 같이 이루어진 어떤 공간이 하나 있다고 보겠습니다. 현재 위의 그림을 보면 월드 공간에 각각 로컬 공간(모델 스페이스)를 가진 게임 오브젝트들이 있고

[수학]무게중심좌표를 이용해 무지개 삼각형 칠하기

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이전에 아핀 조합(Affine combination)과 볼록 조합(Convex combination)에 대해 알아보았습니다. 이번에는 볼록 조합을 이용해 삼각형을 어떻게 칠하는지 알아볼려고 합니다. 1. 삼각형 칠하기 간단 원리  1. 삼각형의 세 점을 검사해 AABB 바운드 박스를 만듭니다.    즉, 삼각형의 최소 최대 영역을 결정합니다. 2. 바운드 박스 내의 임의의 점 P 가 Convex Set에 포함되는지 확인하고     포함 된다면 점을 그리고 안된다면 점을 그리지 않습니다. 삼각형을 그리려면 일단 세 점이 필요합니다. 그러므로 세 점 A, B, C의 아핀 조합에 대해 식으로 나타내면 아래와 같을 것 입니다. 여기서 삼각형은 볼록이기 때문에 볼록 조합으로 나타내보면   아핀 조합과 같은 식과 아래와 같은 조건들이 붙게 될 것입니다.   ,   ,   다음과 같은 삼각형이 있습니다. (초록색 선은 백터입니다.)   위의 식을 벡터로 변환 하여 다시 표현한 식 이제 여기서 우리가 구해야할 값은  의 값 입니다.  의 식에 각각 u와 v를 내적합니다. s의 값을 구하기 위해 연립해서 식을 풀기위해 양변의 t 값을 동일하게 맞추기 t의 값을 소거한 후 s의 값을 구한 결과 위와 같은 방법으로 t 를 구한 결과  그리고   의 값 이제 이 값들이 계산되었으니    ,   ,    의 조건이 모두 맞는다면 해당 지점에 점을 그려주면 될 것이다. 삼각형을 그려준 결과... 2. 무지개 삼각형 이제 이 삼각형을 각 점들에 색상 정보를 담아 무지개 삼각형으로 만들것이다. 각 점들에 색상 정보를 담기위해 기존의 x, y 위치 값만을 가지고 있는 Vector2와 다르게  Vertex2 구조체를 하나 만들어 줍니다. struct Vertex2 { Vertex2( const Vector2& InPosition, const LinearColor& InColor) : position(InPosition), color(InColor