Category
Preparing references and filters for this topic. 이 주제의 레퍼런스와 필터를 준비하고 있습니다.
CPU가 장면 데이터를 준비하고 GPU가 정점 처리, 래스터라이즈, fragment 처리, 출력 병합을 거쳐 화면을 만드는 흐름을 정리합니다.
scene data -> command recording / resource binding
-> vertex shader -> primitive setup / rasterization
-> fragment shader -> depth, stencil, blend
-> color / depth attachments -> later passes or display정점 데이터가 position, normal, UV 같은 attribute를 담고, GPU가 이를 primitive로 조립해 래스터라이즈하는 구조를 정리합니다.
래스터라이제이션이 삼각형을 화면 샘플 후보인 fragment로 바꾸는 과정이며, fragment가 최종 픽셀과 같지 않은 이유를 정리합니다.
깊이 버퍼가 가까운 fragment만 남기는 방식과, 깊이 정밀도 부족으로 표면이 깜빡이는 z-fighting이 생기는 이유를 정리합니다.
z-fighting 대응 순서:
겹친 geometry 제거 -> near를 멀리 / far를 좁게 -> depth format 확인 -> projection convention 확인object, world, view, clip, screen space를 구분하고, 그래픽스에서 좌표가 행렬 곱을 거치며 의미를 바꾸는 흐름을 정리합니다.
object -> world -> view -> clip -> NDC -> screenMVP 행렬이 object space 정점을 clip space로 옮기는 역할을 하고, model, view, projection 각각이 어떤 기준 변환을 맡는지 정리합니다.
gl_Position = projection * view * model * vec4(position, 1.0);projection 이후 좌표가 clip space, NDC, viewport transform을 거쳐 화면 좌표와 depth 값으로 바뀌는 흐름을 정리합니다.
view space
-> projection
-> clip space
-> clipping
-> perspective divide
-> NDC
-> viewport transform
-> screen/depth같은 3개 숫자로 표현되는 위치, 방향, 속도, 법선을 의미와 단위로 구분하고 길이·정규화·시간 기반 이동을 계산하는 기준을 정리합니다.
position B - position A -> A에서 B로 향하는 displacement
normalize(displacement) -> 길이 1인 direction
direction * speed -> units/second인 velocity
velocity * deltaTime -> 이번 frame의 movement내적으로 두 방향의 정렬 정도를, 외적으로 두 벡터에 수직인 축과 회전 방향을 구해 시야·조명·면 방향 판정에 쓰는 기준을 정리합니다.
dot(a, b) = |a||b|cos(theta) -> 같은 방향 +, 수직 0, 반대 방향 -
cross(a, b) = 수직 벡터 -> 크기는 평행사변형 넓이, 방향은 순서에 의존이동·회전·스케일 행렬을 합성하고 부모·자식 변환, 역행렬, 비균등 스케일의 normal 변환을 일관된 convention으로 다루는 기준을 정리합니다.
local point
-> local scale
-> local rotation
-> local translation
-> parent world transform
-> world pointEye·target·up으로 camera basis를 만들고 frustum의 포함 범위와 screen point에서 world ray를 만드는 picking 경계를 정리합니다.
eye + target(or forward) + up -> view basis / view matrix
FOV + aspect + near/far -> projection / frustum
screen pixel -> near/far point unproject
near -> far direction -> world-space picking rayUV 좌표가 텍스처의 위치를 가리키고, filtering, wrapping, mipmap이 샘플 품질과 성능에 어떤 영향을 주는지 정리합니다.
sRGB와 linear color space의 차이를 구분하고, 조명 계산은 linear에서 해야 하는 이유와 감마 보정의 위치를 정리합니다.
mipmap, sampler state, anisotropic filtering, texture compression이 텍스처 품질과 GPU bandwidth에 미치는 영향을 정리합니다.
여러 텍스처를 한 번에 다루기 위해 texture atlas와 texture array를 쓰는 이유, UV 경계, mipmap, batching 기준을 정리합니다.
atlas:
one texture, many UV rectangles
array:
one texture object, many layersnormal이 표면 방향을 나타내고, tangent space가 노멀맵 벡터를 표면 기준으로 해석하게 해주는 구조를 정리합니다.
sampledNormal = normalMap.rgb * 2.0 - 1.0
shadingNormal = normalize(TBN * sampledNormal)
position uses model matrix; normal uses normal matrix when scale is non-uniform.ambient, diffuse, specular 조명의 의미와 Lambert, Blinn-Phong 같은 기본 조명 모델이 표면 방향과 시선 방향을 어떻게 쓰는지 정리합니다.
direct contribution = radiance * visibility * BRDF(N, V, L) * max(dot(N, L), 0)
N, V, L은 같은 좌표 공간의 정규화된 방향이어야 한다.BRDF가 빛이 표면에서 어느 방향으로 얼마나 반사되는지 설명하는 함수이고, PBR이 에너지 보존과 재질 파라미터를 일관되게 다루는 방식을 정리합니다.
outgoing radiance = ∫ BRDF(N, V, L) * incoming radiance * max(N·L, 0) dω
metallic / roughness / normal은 linear data로 읽고, base color는 색 공간을 맞춰 읽는다.Global Illumination이 직접광뿐 아니라 표면에서 반사되어 다시 들어오는 간접광까지 다루는 개념이며, baked, probe, screen-space, ray-traced GI의 차이를 정리합니다.
정적 배경: baked lightmap
동적 object: probe 또는 probe grid
화면 안 보강: screen-space
고품질 동적 간접광: ray/hybrid, sample·history·denoise 예산 필요microfacet BRDF가 NDF, geometry, Fresnel 항으로 specular를 계산하고, IBL이 환경광 반사를 보강하는 흐름을 정리합니다.
f_specular = D(N, H) * F(V, H) * G(N, V, L) / (4 * max(N·V, 0) * max(N·L, 0))
outgoing direct light = f_specular * incoming radiance * max(N·L, 0)vertex, fragment, compute shader가 맡는 역할을 구분하고, GPU 파이프라인에서 병렬 처리와 메모리 접근이 성능에 미치는 영향을 정리합니다.
vertex attributes -> vertex shader -> varyings
-> rasterizer -> fragment shader -> attachment
storage resources -> compute workgroups -> storage resourcesGPU 병목을 draw call, vertex, fragment, texture, bandwidth, synchronization으로 나누고, 어떤 지표를 먼저 볼지 정리합니다.
측정 순서:
frame time -> CPU/GPU time 분리 -> 해상도·draw·geometry·texture·pass를 하나씩 바꿔 가설 검증Occlusion culling이 다른 물체에 가려져 보이지 않는 물체의 렌더링을 건너뛰는 최적화이며, frustum culling과의 차이를 정리합니다.
LOD가 거리나 화면 크기에 따라 더 싼 표현을 선택하는 방식이며, mesh LOD, texture LOD, impostor의 차이와 전환 문제를 정리합니다.
screen coverage가 threshold 아래로 내려감 -> 낮은 LOD 후보
threshold 주변 -> hysteresis / dither cross-fade
shadow·animation·culling도 같은 LOD 정책을 확인Meshlet이 메시를 작은 기하 클러스터로 나눠 culling과 GPU-driven 렌더링에 활용하는 단위이며, clustered rendering과의 관계를 정리합니다.
geometry meshlet: vertex/triangle subset + bounds + normal cone
lighting cluster: screen or view-volume cell + candidate light list
두 구조는 이름이 비슷해도 입력과 출력이 다르다.depth test를 fragment shader 전에 수행해 overdraw 비용을 줄이는 early-z와, 깊이만 먼저 채우는 depth prepass의 기준을 정리합니다.
depth prepass
-> depth buffer filled
-> color pass
-> hidden fragments rejected before expensive shading카메라 frustum 밖의 객체를 렌더 후보에서 제거하기 위해 bounding sphere, AABB, OBB를 쓰는 기준과 실패 지점을 정리합니다.
object bounds
-> test against six frustum planes
-> outside any plane?
-> skip draw candidateCompute shader가 그래픽 파이프라인의 vertex/fragment 단계와 분리되어 병렬 계산을 수행하는 방식과 적합한 작업 기준을 정리합니다.
CPU dispatch
-> workgroups
-> many shader invocations
-> buffer 또는 texture에 결과 기록
-> 다음 pass에서 사용같은 메시나 같은 렌더 상태를 여러 번 그릴 때 draw call 비용을 줄이기 위해 instancing과 batching을 고르는 기준을 정리합니다.
one mesh
many transforms/material params
-> one instanced drawtexture와 buffer가 render target, shader resource, copy source처럼 역할을 바꿀 때 필요한 state transition과 barrier의 실패 지점을 정리합니다.
compute writes light list buffer
-> write completion and visibility barrier
-> lighting pass reads light list
offscreen pass writes HDR texture
-> target-write to shader-read transition
-> bloom pass samples HDR texture렌더 타깃과 framebuffer가 최종 화면이 아닌 중간 이미지에 렌더링하게 해주는 구조이며, color/depth attachment와 texture sampling 연결을 정리합니다.
앨리어싱이 샘플 수 부족으로 생기는 계단 현상이며, MSAA, FXAA, TAA 같은 안티앨리어싱 방식의 차이를 정리합니다.
MSAA: multisampled color/depth attachment -> resolve -> post-process
TAA: projection jitter + motion vector + depth -> history reprojection -> blend/reject그림자 매핑이 빛의 시점에서 depth map을 만든 뒤, 현재 표면이 빛에서 보이는지 비교하는 방식임을 정리합니다.
1. 빛의 view-projection으로 occluder depth를 shadow map에 기록
2. 카메라 pass에서 world position을 같은 light space로 변환
3. current light depth와 stored depth를 같은 규약으로 비교
4. shadow factor를 direct lighting에만 적용후처리가 장면을 렌더 타깃에 먼저 그린 뒤 화면 공간에서 이미지를 다시 처리하는 방식이며, bloom, tone mapping, color grading의 위치를 정리합니다.
scene render
-> HDR render target
-> post-process passes
-> tone mapping
-> gamma/output transform
-> displayalpha 값이 불투명도와 합성에 쓰이는 방식, blending 순서, alpha test와 premultiplied alpha의 차이를 정리합니다.
straight alpha: C_out = C_src * A_src + C_dst * (1 - A_src)
premultiplied alpha: C_out = C_src + C_dst * (1 - A_src)넓은 장면에서 shadow map 품질을 유지하기 위해 cascade를 나누고, PCF와 안정화로 그림자 품질을 조정하는 기준을 정리합니다.
camera frustum -> distance splits -> light-space orthographic projection per cascade
-> depth map per cascade -> choose cascade -> depth compare + PCFHDR 렌더 타깃에 1보다 큰 밝기를 저장하고, exposure와 tone mapping으로 display 범위에 압축하는 흐름을 정리합니다.
linear lighting
-> HDR color buffer
-> exposure
-> tone mapping
-> output transform
-> displaystencil buffer가 픽셀별 작은 정수 마스크를 저장하고, outline, portal, mirror, UI mask 같은 영역 제한에 쓰이는 방식을 정리합니다.
mask pass: color write off, stencil replace 1
effect pass: stencil equal 1, stencil keepForward rendering과 Deferred rendering이 조명 계산을 어느 단계에서 하느냐로 갈리며, 투명도, 메모리, 다중 조명 비용의 차이를 정리합니다.
Forward: draw material -> choose candidate lights -> shade -> color
Deferred: draw opaque material -> G-buffer -> screen-space light pass -> color레이 트레이싱을 카메라나 빛에서 광선을 쏘아 교차, 그림자, 반사, 굴절을 계산하는 방식으로 이해하고, rasterization과의 차이를 정리합니다.
render graph가 렌더링 pass, resource, dependency를 명시해 복잡한 프레임 구성을 관리하는 구조임을 정리합니다.
Depth pass: writes depth
G-buffer pass: reads depth, writes albedo / normal
Lighting pass: reads depth / G-buffer, writes HDR color
Post pass: reads HDR color, writes camera colorpath tracing이 빛의 경로를 확률적으로 샘플링해 이미지를 만들고, noise를 줄이기 위해 accumulation과 denoising을 쓰는 흐름을 정리합니다.
camera sample
-> closest hit
-> direct-light sample + BSDF sample
-> throughput 갱신
-> 다음 bounce 또는 종료
-> sample 평균, temporal accumulation, denoiseDeferred rendering에서 G-buffer에 어떤 material 정보를 저장할지 고르고, 포맷·정밀도·대역폭 비용을 조정하는 기준을 정리합니다.
geometry pass
-> albedo + normal + material params + depth
-> lighting pass
-> shaded imageshader, rasterizer, depth/blend 상태를 묶는 pipeline state와 texture, buffer, sampler를 연결하는 resource binding의 경계를 정리합니다.
pipeline state
-> 어떤 shader와 고정 기능 상태로 그릴지
resource binding
-> 그 shader가 어떤 texture/buffer/sampler를 읽을지