기초 튜토리얼 3-2

Root 객체와 SceneManager 생성  

Root

이 데모에서는 오우거에서 지형을 출력할 것입니다. 이걸 하기위해서 ExampleApplication 에서 기본으로 수행되는 SceneManager 설정을 TerrainSceneManager 클래스로 설정해야 합니다. chooseSceneManager 함수를 찾아서 다음 코드를 추가합니다 :

        mSceneMgr = mRoot->createSceneManager(ST_EXTERIOR_CLOSE);

Root 객체 (mRoot 는 Root 의 인스턴스입니다) 는 오우거의 "핵심" 객체 입니다. 여기(http://www.ogre3d.org/docs/manual/manual_4.html) 에서 오우거 객체들간의 관계를 나타내는 UML 다이어그램을 볼 수 있습니다. 이것들이 RenderSystem을 제외한 실제로 쓰이는 거의 모든 객체들 입니다. 이 코드는 Root 노드에게 ST_EXTERIOR_CLOSE 타입의 SceneManager 를 요구하는 코드입니다. Root 객체가 요청된 SceneManager 를 찾기위해 SceneManagerEnumerator 에 쿼리를 실행하고 해당되는 객체의 포인터를 리턴합니다.

여러분의 어플리케이션이 생성된 후 오우거의 Root 객체를 건드릴 일이 거의 없었을 것이며 SceneManagerEnumerator 과 직접적인 상호작업을 한 적도 없었을 겁니다.

 

SceneManager 생성

필자는 여러분의 추후에 있을 혼란을 방지하고자 SceneManager 생성과 저장에 대해서 설명해 드리려 합니다. SceneManager 는 Singleton 이 아닙니다. 원하는 갯수만큼 생성할 수 있으며 SceneNodes/Lights/기타 와는 다르게 "new SceneManager()" 방식으로 바로 생성할 수 있습니다(이 방식을 정말 원하신다면요). 여러개의 개별적인 도형들과 Entity 들을 가진 여러개의 SceneManager 를 동시에 다룰 수 있습니다. Viewport 를 다시 생성하거나(중급 튜토리얼 4에서 다룹니다) 여러개의 SceneManager 를 다수의 Viewport 를 이용해서 동시에 출력하는것으로 시간에 구애받지 않고 SceneManager 를 서로 교체하는게 가능합니다.

왜 SceneManager 를 수동으로 생성하는 것 대신 createSceneManager 함수를 사용할까요? 오우거의 플러그인 시스템은 1개의 SceneManager 로 동작될때 가장좋은 유연성을 발휘합니다. SceneType 열거형 변수에는 몇몇 종류의 장면타입만이 설정되어 있습니다. 지금까지는 ExampleApplication 클래스에서 SceneManager 를 ST_GENERIC 으로 설정했습니다. plugins.cfg 파일을 다뤄보지 않은 이상 어쩌면 이게 SceneManager 의 기본타입이라고 생각할지도 모르겠습니다만 실제로 알고보면 전혀다른 이름의 객체가 대신 쓰이고 있습니다! OctreeSceneManager 플러그인을 사용하면 기본값으로 OctreeSceneManager 를 ST_GENERIC 로 등록하고 있습니다. OctreeSceneManager 는 보이지 않는 객체는 아예 그리지 않음으로써 평균적으로 일반 SceneManager에 비해서 빠릅니다. 만약 OctreeSceneManager 를 plugins.cfg 에서 제거시킨다면 ST_GENERIC 를 요구하면 기본 SceneManager 가 선택되거나 플러그인들에 기준하여 뭔가 더 나은뭔가가 대신에 선택될 것 입니다. 정말 멋진 시스템입니다.

이렇게 많은 분량을 진행 했음에도 SceneManager 를 생성할때 사용되는 Root 객체의 최소한의 기본내용들만 다뤘습니다. 사실 SceneManager 를 요청할때 SceneType 열거형 변수대신 문자열로 대체 가능합니다. 오우거는 유연한 SceneManager 생성시스템을 사용하며 오우거에서 몇개의 SceneManager 를 설정하던지, 몇개를 생성하고 파괴하던지 제한이 없습니다. 예를 들어보자면, "FooSceneManager" 라는 이름으로 생성할 수 있는 SceneManager 를 설치했다고  가정합시다. 한개의 SceneManager 를 다음과 같이 생성할 수 있을 것 입니다 :

       // do not add this to the project

       mSceneMgr = mRoot->createSceneManager("FooSceneManager");

이 방식은 기본 이름으로 한개를 생성할 것 입니다. 튜토리얼에서는 이렇게 기본 이름으로 생성시키지만 실제로 사용하실때에는 2번째 매개변수로 SceneManager 의 이름을 항상 지정해 줘야 합니다. 예를 들면 2개의 SceneManager 를 2개의 이름들로 만들고 싶다면 다음과 같이 할 수 있습니다 :

       // do not add this to the project

       mSceneMgr1 = mRoot->createSceneManager("FooSceneManager", "foo");

       mSceneMgr2 = mRoot->createSceneManager("FooSceneManager", "bar");

SceneManagers 에 이름을 짓는것으로 그것들의 포인터를 관리할 필요가 없어집니다. Root 객체가 대신 해주기 때문이죠. 나중에 "foo", "bar" 이름의 SceneManager 들이 필요하다면 다음과 같이 하면 됩니다 :  

       // do not add this to the project

       SceneManager *foo = mRoot->getSceneManager("foo");

       SceneManager *bar = mRoot->getSceneManager("bar");

SceneManager 를 다 쓰고나면 Root의 destroySceneManager 함수를 써서 제거하고 메모리를 절약하세요.

여기서는 다루지 않지만, SceneManagerFactory 클래스를 상속시켜서 유저만의 SceneManager 생성기를 정의 할 수 있습니다. 상속시켜서 만든 유저만의 SceneManager나 기본적인 SceneManager에서 몇몇 기능들을 수정된 방식으로 쓰고 싶을 경우(카메라 및 조명 생성, 기하학 정보 로딩, 기타등등..) 유용하게 사용됩니다.

 

지형(Terrain)

 

장면에 지형 추가하기

이제 지형을 생성하기위해 준비가 끝났습니다. 기본 SceneManager는 범용적인 장면 생성을 위해서 세분화된setWorldGeometry 함수를 정의합니다. 이 함수는 TerrainSceneManager 클래스와 함께 읽혀질 지형설정 파일이름을 필요로 합니다. TutorialApplication::createScene 함수를 찾아서 다음 코드를 추가합니다 :

        mSceneMgr->setWorldGeometry("terrain.cfg");

컴파일 후 실행시켜 봅시다. 쉽군요. 지형을 바라보는데 있어서 부적절한 카메라 위치때문에 카메라 시작위치를 수정해야 할지도 모르겠군요.

 

terrain.cfg 파일

terrain.cfg 파일에는 수많은 선택사항들이 있으며 지형생성을 위해서 이미지를 설정하는 최소한의 기본사항을 설명드릴 것 입니다. 지형설정파일에 대한 더 자세한 내용을 원하신다면 여기(http://www.ogre3d.org/wiki/index.php/Terrain_Scene_Manager) 를 참조하세요. TerrainSceneManager 에 대한 중요한 한가지는 페이징 기능을 염두하고 디자인되었으나 아직 구현되지 않았습니다. 지형에서의 페이징 기법은 큰 지형덩어리를 여러개의 조각으로 나눈 다음에 보이는 부분만을 뽑아내어 출력하는 시스템 입니다. 이러한 기능은 대규모의 지형을 프레임 하락없이 보여줄 수 있게끔 해 줍니다. Paging Scene Manager 오우거 플러그인이 이러한 기능을 담당합니다.

TerrainSceneManager 는 지형생성시 Heightmap 방식을 사용합니다. "Heightmap.image" 속성을 조절하여 어떤 방식의 Heightmap 을 사용할지를 설정할 수 있습니다. WorldTexture 속성에서 어떤 덱스쳐가 지형에 쓰일지를 설정합니다. 지형 장면 매니저에서는 "DetailTexture" 속성으로 WorldTexture 가 얼마나 실제같이 보이게 할 것인지도 설정가능합니다. terrain.cfg 에서 설정된 각각의 이미지들을 찾아보시면 도움이 될 것입니다(Media 폴더안에 있을것 입니다).

어떻게 heightmap 을 생성하는지는 포럼에서 토론되어졌던 주제입니다. heightmap 과 관련된 궁금한 내용을 직접 찾아보세요.

 

지형조명

이전 튜토리얼에서는 조명과 그림자에 대해 전체지면을 할애하였지만 불행히도 TerrainSceneManager 에 적용하기는 쉽지 않습니다. 지금은 이것만 알아두세요. 차라리 텍스쳐의 세부적인 부분에 조명효과를 추가하는것이 일반적인 조명을 적용하는 것 보다 더 쉽습니다. 추후 안개 섹션에서 "가짜 어둠" 을 구현하는 방법을 다룰 것 입니다. 만약 지형에 조명을 적용하고 싶다면 Paging Scene Manager 사용법(http://www.ogre3d.org/wiki/index.php/Paging_Scene_Manager)을 참조하세요. 그러한 구현에는 그게 좀 더 향상된지원을 해줍니다.

 

하늘

오우거에서는 3가지 종류의 하늘을 제공합니다 : SkyBoxes, SkyDomes, SkyPlanes. 이제부터 하나하나 살펴보도록 하겠습니다. Example/* 텍스쳐를 쓰기위해 chooseSceneManager 함수에 다음 라인을 추가하세요 :

        ResourceGroupManager::getSingleton().initialiseAllResourceGroups();

 

SkyBoxes

SkyBox 는 장면속의 모든 객체들을 둘러싼 거대한 큐브라 보시면 됩니다.

백문이 불여일견, 이것에 대해 설명하는 것 보다는 한번 보시는게 이해가 빠를 것 입니다. 다음 라인을 createScene에 추가하세요 :

        mSceneMgr->setSkyBox(true, "Examples/SpaceSkyBox");

컴파일 후 실행시켜 봅시다. 깔끔한가요? (SkyBox 는 매우 크기때문에 텍스쳐의 실제해상도는 매우 낮아집니다; 고해상도의 SkyBox 는 좀 더 나아보입니다.) SkyBox 설정을 위해서 setSkyBox 호출시 몇몇 유용한 기능들을 제어할 수 있는 매개변수들이 있습니다. 첫번째 옵션은 SkyBox 를 활성화할지의 여부입니다. 단순히 'mSceneMgr->setSkyBox(false, "");' 이런 호출만으로 비활성화가 됩니다. 두번째 매개변수는 SkyBox 재질설정 스크립트입니다.

세번째와 네번째 매개변수는 setSkyBox 에 있어서 이해하는데 중요합니다. 세번재는 SkyBox 가 카메라로부터 얼마나 멀리 떨어지느냐며, 네번째는 SkyBox가 장면을 그린 이후에 그려질 것인지 아닌지를 설정합니다. 이런 이유로 어떤일이 벌어질지 관찰하기위해 세번째 매개변수값을 기본값인 5000에서 아주 가까운 값으로 바꿉니다 :  

        mSceneMgr->setSkyBox(true, "Examples/SpaceSkyBox", 10);

컴파일하고 실행시켜봐도 아무것도 바뀐게 없군요! 그 이유는 네번째 매개변수로 SkyBox가 가장 먼저 그려질지 아닐지인 여부가 디폴트로 true값으로 설정되어 있습니다. 만약 SkyBox가 먼저 그려진다면 그 위에 다른 모든것(지형같이..)은 그 이후에 겹쳐서 그려지기때문에 SkyBox 는 항상 배경화면처럼 보입니다. (거리값을 근접클리핑 거리보다 높게 설정하지 않으면 SkyBox는 보이지 않을겁니다!) 먼저 그리는 것은 그다지 좋아보이진 않습니다. 왜냐하면 모든게 그려지기 때문이죠. 마지막에 그린다면 보이는 부분만 그려지는데 약간의 속도 향상을 가져다 줍니다. 그렇기 때문에 SkyBox 는 마지막에 그려지도록 설정합시다 :

        mSceneMgr->setSkyBox(true, "Examples/SpaceSkyBox", 5000, false);

다시보면 전에 했던것과 비슷해 보이지만 SkyBox의 보이지 않는 부분은 그려지지 않을것 입니다. 이 기법을 쓸때 조심해야 할 점이 한가지 있습니다. 만약 SkyBox 가 너무 가깝게 설정된다면 장면의 일부분을 잘라버릴지도 모릅니다. 예제로 다음을 시도해 보세요 :  

        mSceneMgr->setSkyBox(true, "Examples/SpaceSkyBox", 100, false);

보시는것과 같이 SkyBox가 지형을 절단시켜 버렸군요. 절대로 우리가 원하는게 아닙니다. 만약 SkyBox를 어플리케이션에서 활용할 계획이라면 어떻게 써야할지 결정해야 합니다. 빠른 렌더링 속도를 바란다면 지형 이후에 그리는게 바람직 할 것이며 지형지물에 방해되지 않도록 신중하게 해야 할 것입니다. 일반적인 경우 2번째 매개변수 이후로는 기본값을 사용하는게 안전합니다.

 

SkyDomes

SkyDome 은 SkyBox와 매우 비슷하며 setSkyDome 함수를 호출하여 렌더링 공간과 카메라가 있는 주면에 커닿란 큐브를 만듬으로 사용하게 됩니다. 그러나 큰 차이점은  SkyBox 내부의 원형표면상의 "미리 설계된" 텍스쳐가 사용된다는 것입니다. 여전히 큐브를 바라보는 상태이지만 구면체를 둘러싼 텍스쳐 처럼 보입니다. 큰 단점으로는 큐브의 바닥면은 텍스쳐가 없으므로 바닥을 메꿀만한 뭔가의 지형이 항상 필요하다는 것 입니다.

오우거에서 기본으로 제공하는 텍스쳐로 이 예제를 깔끔하게 보여줄 것 입니다. createScene 함수에서 setSkyBox 를 지우고 그 대신에 이 코드를 추가하세요 :

        mSceneMgr->setSkyDome(true, "Examples/CloudySky", 5, 8);

실행시켰을 때 카메라를 지형의 정 중앙에 위치시키고 지형과 가까운 상태에서 카메라를 움직이세요 (이게 가장 나아보입니다). 보시고 나면 R 키를 눌러서 메쉬 뷰 모드로 바꿔보세요. 보시는것과 같이 여전히 큐브를 바라보고 있지만(바닥없이), 구름이 꼭대기 부근에서 원형으로 둘러 쌓인것 처럼 보입니다. (구름의 움직임은 "Examples/CloudySky" 재질속성이며 SkyDome 의 기본 제공기능이 아닙니다)

처음 2개의 setSkyDome 매개변수는 setSkyBox 와 같으며 'mSceneMgr->setSkyDome(false, "");' 호출로 SkyDome을 끌 수 있습니다. 세번째 매개변수는 SkyDome 의 곡률입니다. API 레퍼런스에서는 이 값으로 2~65 사이값을 추천합니다; 낮은값은 거리감이 좋아지며, 높은값은 화질손실이 낮아지며 좀 더 부드러운 효과를 볼 수 있습니다. 세번째 매개변수값을 2~65 값을 적용시켜보고 차이점을 관찰하세요. API 레퍼런스가 가르키는 거리효과는 아래 스크린 샷에서 확인할 수 있습니다. 이 셋팅은 곡률값 2 셋팅입니다 :

곡률값 64 셋팅입니다 :

4번째 매개변수는 텍스쳐의 쪼개지는 횟수 입니다. 이 값은 텍스쳐 크기에 따라 조절할 필요가 있습니다. 그리고 이 값은 정수가 아닌 실수값을 가집니다. 어플리케이션에서 필요하다면 텍스쳐를 1.234 번 쪼갤수 도 있습니다. 4번째와 6번째 값은 거리값과 drawFirst값 입니다. 이 값들은 SkyBox 섹션에서 이미 설명한 내용들입니다.

 

SkyPlanes

SkyPlane 은 SkyBox 와 SkyDome 과는 매우 다릅니다. 거대한 큐브를 써서 하늘을 그리는 대신 단순한 평면 1개를 이용합니다. (앞으로 소개될 SkyPlane 설정에 있어서 시점이 지면의 중심을 향해야 하고 지면과 가까워야 합니다.) createScene의 모든 내용을 지우세요. 가장 먼저 해야할 일은 평면을 생성하고 아랫방향으로 바라보게끔 하는 것 입니다. setSkyPlane 함수는 SkyBox 나 SkyDome 과 같이 거리에 관련된 매개변수를 가지고 있지 않습니다. 대신 평면의 d 값으로 설정됩니다 :

        Plane plane;

        plane.d = 1000;

        plane.normal = Vector3::NEGATIVE_UNIT_Y;

이제 평면이 정의되었고 SkyPlane 을 생성할 수 있습니다. 4번째 매개변수는 SkyPlane 의 크기(여기서는 1500x1500 단위크기) 이며 5번째 매개변수는 얼마나 많은 수의 텍스쳐가 타일형식으로 나열될 것인지 입니다 :

        mSceneMgr->setSkyPlane(true, plane, "Examples/SpaceSkyPlane", 1500, 75);

컴파일 후 실행시켜 보세요. SkyPlane에 2개의 문제점이 있군요.

그 중 첫번재는, 사용된 텍스쳐의 해상도가 너무 낮다는것과 예쁘게 보이지도 않습니다. 이것은 텍스쳐를 고화질에 고해상도로 생성하면 간단히 해결되는 문제입니다. 그러나 가장 중요한 문제는 수평으로 바라볼때 SkyPlane 의 끝이 보인다는 점 입니다. 이것은 아무리 좋은 텍스쳐를 쓴다고 해도 수평선을 바라보는 상황에서는 해결되지 않습니다. SkyPlane이 기본적으로 유용하게 쓰일 경우는 높은 벽(또는 언덕)이 시선주위에 존재 할때 입니다. SkyPlane을 사용할 때에는 full SkyBox/SkyDome 을 생성하는 것 보다 낮은 그래픽 처리량을 기대할 수 있습니다.

다행히도 이것들이 SkyPlane 으로 할 수 있는 전부는 아닙니다. 6번째 매개변수는 SkyBox 와 SkyDome 섹션에서 다뤘던 "renderFirst" 값 입니다. 7번째 매개변수는 SkyPlane의 곡률을 설정할 수 있으므로 평면대신 볼록한 표면을 쓸 수 있습니다. 이제부터 SkyPlane을 생성할때 x, y 조각들로 설정해야 합니다(초기 SkyPlane 은 나누어 지지 않은 하나의 사각형이지만 곡면이 필요할때 작은 사각형들로 구성되어야 합니다). 8, 9번째 매개변수는 x, y 조각 갯수입니다 :

        mSceneMgr->setSkyPlane(true, plane, "Examples/SpaceSkyPlane", 1500, 50, true, 1.5f, 150, 150);

실행시켜 보세요. 약간 부자연 스럽긴 하지만 훨씬 나은 SkyPlane이 보입니다. 여기서 사용된 구름재질 대신에 이것을 사용해도 됩니다 :  

        mSceneMgr->setSkyPlane(true, plane, "Examples/CloudySky", 1500, 40, true, 1.5f, 150, 150);

컴파일후 실행시켜 보세요. 구름이 흘러가는 모습이 SkyDome 보다는 약간 부자연스럽게 보일 것 입니다. 특히 땅 끝에 서서 수평선을 바라볼때 말이죠.

한가지 덧붙인다면 'mSceneMgr->setSkyPlane(false, Plane(), "");' 호출로 SkyPlane 을 지울 수 있습니다.

 

어느것을 써야 하나?

어떤 하늘을 사용할 것인지는 전적으로 유저에게 달렸습니다. -y 방향까지 포함하는 사방을 봐야 한다면 SkyBox밖에 없을 것입니다. 만약 지면 또는 -y 방향을 가로막는 뭔가가 있다면 SkyDome이 좀 더 리얼한 결과를 보여줄 것입니다. 수평선을 볼 수 없는 상황(산으로 둘러쌓인 계곡이나 성벽으로 둘러쌓인 성 내부)에서는 SkyPlane 이 GPU 자원을 적게 소비하여 아주 좋은 결과값을 보여줄 것입니다. SkyPlane 을 쓰는 중요한 이유는 다음 섹션, 멋진 안개효과에서 알게 될 것입니다.

이것들은 단지 제안에 불과합니다. 유저의 어플리케이션에서 어떤게 가장 나아 보이는지 직접 실험해 보세요.