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김주복
넥슨11년차|NDC강연5회차
2001   무선사업팀 도트디자이너
2001   마비노기팀 리드 프로그래머
2003   마비노기 프로그래밍팀 팀장
2005   그룹웨어 개발팀 팀장
2006   W팀 테크니컬 디렉터
2008   개 발 3 본 부 3 실 실 장
2009   마비노기 2 개발 디렉터
2010   싞규개발3본부 1실 실장
2011   GDC 엔지니어링 세션 강연
이 PT는 NDC2007 비공개 발표 자료로,
2011년 현재 시점에서 최싞 트렊드를 소개하는 자료는
          아닌 점 양해 부탁드립니다.
세션
주제는
절차적 지형 생성
PROCEDUREAL TERRAIN GENERATION
…이란 게
도대체 뭡니까?
절차적생성
정해진 규칙이나 방법을
    반복적으로 적용해서
   데이터를 만들어내는 것
XFrog
greenworks

       절차적
  자연물 모델링
   소프트웨어
Will Wright's
spore
     모든 것이
  절차적으로 생성
절차적지형생성
  정해짂 규칙이나 방법을
    반복적으로 적용해서
    지형 데이터를
     만들어내는 것
지형을

왜?
절차적으로
생성해야 하나?
게임이 커지고 있다!
       에버퀘스트
       12km×12km

       애쉴론즈콜
       24km×24km

       월드오브
       워크래프트
       35km×35km (부정확)
       스타워즈
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로데른
5km×15km
스타워즈
 갤럭시
50km×50km




서울시
50km×50km
Test Drive
  Unlimited
약 40km×60km
서울시크기의
 맵을손으로
 만들어서야
언제출시할지
 기약이없다
절차적
지형생성의
목표      1.최소한의 수작업
        2.고품질의 달성
어느
수죾까지
가능할까?
Oblivion
The Elder Scrolls IV:
                       bethesda
                       bethesda
The Elder Scrolls V:Skyrim
The Elder Scrolls IV:
                      bethesda
                      bethesda
Just Cause
        eidos
        eidos
Just Cause 2
         eidos
         eidos
Gran Turismo HD
              sce
              sce
이 세션에서   지형 생성 방식 소개
         각 방식의 장단점
다룰 주제들   지형 생성의 난제



이 세션에서   구체적 구현 방법
다루지 않을   LOD, 로딩 등 문제
         가장 좋은 방법
주제들
GEND
   자연지형의 생성방법
          절차적 생성
          시뮬레이션
          수작업 혼합
       실제 데이터 기반
       이미지 기반 생성

   랚드 커버링 자동화
자연지형의생성
    생성 방법들




   절차적 생성
   시뮬레이션
   수작업 혼합
실제 데이터 기반
이미지 기반 생성
기초적인 방법:
펄린노이즈
           단계적으로 작은 노이즈를 더해나갂다
기초적인 방법:
랜덤중점변이

           매 단계마다
           생성된 지형을
           반절씩 나누면서
           디테일을
           추가한다
3D로 본
랚덤중점변이
이런 지형 생성
방법에 대한 설명은 손쉽게
찾을 수 있다, 하지만…
기초적인
  방법이란
  의미는…
“누가 봐도 사실적인 것과는
    거리가 멀다.”
자연지형의생성
    생성 방법들




   절차적 생성
   시뮬레이션
   수작업 혼합
실제 데이터 기반
이미지 기반 생성
풍화작용을
시뮬레이션하면
좀 더 사실적으로
보인다
풍화작용
시뮬레이션은
   느리지만
많은 도구에서
   기본으로
   지원하고
 품질도 좋다
비에의한
침식
열에 의한 침식
×          ×
  펄린노이즈   보로노이함수

절차적 방법과
복합적으로          모두 곱한다   그럭저럭
사용                      볼만한 상태




          침식
그런데
이 방법이
게임에서
쓸 지형을
만들 때도
좋을까?
게임플레이
기획에 따라
 만들어짂
대략의 지도
1차시도
절차적변홖
블러링           중갂 결과
프랙탈 디테일 추가

                  결과
40
형태가 다름
 디테일 부족
  강과 길의
제어가 어려움
2차시도
지도를
좀 더 넓게
그림




강 부분을
따로 그림    풍화처리
1번에서    여러 차례
 2번을   풍화를 거침
  빼줌
결과
여전히 강과 길의
 제어가 어려움
자연스러움과
            스케일감의 문제



알프스
50km×50km
자연지형의생성
    생성 방법들




   절차적 생성
   시뮬레이션
   수작업 혼합
실제 데이터 기반
이미지 기반 생성
Middle Earth DEM Project
Case Study:       http://www.me-dem.org/



"반지의 제왕"
중간계DEM
프로젝트
DEM?
DIGITAL
Elevation
Model
좀 러프하게 하이트 맵이라고 생각해도 무방
중간계
DEM
프로젝트
          중갂계 지도를
  “반지의 제왕”의
      디지털화하는 프로젝트
왜?
이 프로젝트가 중요한가?
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제로부터 기획된 세계를
  구체화해가는 과정
분량이
 많기 때문에
대략의 개요만
 살펴보도록
     하자
평원→산→강
중간계
지도를 준비
등고선
 작성
작성된
등고선
등고선에
  프랙탈
  풍화를
   적용




아직
밋밋하다
잠깐,
풍화효과에…
웬 프랙탈?
적당히 사실적이고
  무한정 확대 가능하고
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프랙탈
 풍화를
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 작성된
  평원
평원→산→강
단면의
높이를
 지정
등고선
 역시
 지정
러프하게
  완료된
   상태




폴리곤이
거칠다
마찬가지로
  프랙탈
  풍화를
   적용
두 데이터를 합성
평원→산→강
생성된 지형을
 기반으로
수분의 흐름을
 시뮬레이션
지표면의 미묘한
  요철 생성
수량이 많은 곳에
 강줄기를 생성
생성된
강줄기를
풍화효과
마스크화
지형과
강줄기 마스크
강 부분만
            풍화시킨 결과




   알프스
50km×50km
결과

 상당히 그럴듯한
결과물이 만들어졌다
“하지만 이래서야
그냥 수작업인 것
 아닙니까?”
자연지형의생성      절차적 생성
   생성 방법들    시뮬레이션
             수작업 혼합
          실제 데이터 기반
          이미지 기반 생성
관광지나
유명한 곳의
DEM 소스는
비교적 많다
이 고생을
할 바에야
실제 지형을
가져다 쓰자
10m 해상도의 오아후 섬 DEM
벡터 형태의 도로 정보
DEM과 도로 정보를 결합
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충분히
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자연지형의생성      절차적 생성
   생성 방법들    시뮬레이션
             수작업 혼합
          실제 데이터 기반
          이미지 기반 생성
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Case Study:
Terrain Synthesis from
Digital Elevation Models
소스가
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DEM
능선을
무조건
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선으로
정리
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GEND
   자연지형의 생성방법
          절차적 생성
          시뮬레이션
          수작업 혼합
       실제 데이터 기반
       이미지 기반 생성

   랚드 커버링 자동화
여기서 완성이 아니다
땅위에는
항상
식물이
있다
수분도
분석
토양
분석
나무
배치
1.근처에 큰 나무가 있으면 죽는다
2.종마다 성장 한계가 있다
3.매 턴마다 성장한다
결론
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게임의 대형화
취할 수 있는 접근
수작업의 비중에 따라
자연물의 배치
비교적 손쉽게 자동화 가능
References                     1/4
Bedrich Benes, "Visual Simulation of Hydraulic Erosion"
Brendan Lane, Przemyslaw Prusinkiewicz, "Generating Spatial
  Distributions for Multilevel Models of Plant Communities"
Coastal Geology Group, "Shoreline Imagery for Oahu",
  http://www.soest.hawaii.edu/coasts/data/oahu/dem.html
daz3d, "Bryce",
  http://www.daz3d.com/i.x/software/bryce/78f8c75d338f3a3b4c5428d
  38836a8b2/?
Dmytry Lavrov, "Erosion Fractal",
  http://dmytry.pandromeda.com/mojoworld/erosion_fractal/home.ht
  ml
e-on software, "Vue 5 Infinite",
  http://www.e-
  onsoftware.com/products/vue/vue_5_infinite/?page=7
Farès Belhadj, Pierre Audiber, "Modeling Landscapes with Ridges and
  Rivers"
FVS Software, "Forest Vegetation Simulator",
  http://www.fs.fed.us/fmsc/fvs/software/index.shtml
Howard Zhou, Jie Sun, Greg Turk, James M. Rehg, "Terrain Synthesis
  from Digital Elevation Models"
References                           2/4

Jeff Grills, "Optimizations and Star Wars Galaxies"
Joe Slayton, "Wilbur",
 http://www.ridgenet.net/~jslayton/software.html
Johan Hammes, "Modeling of Ecosystems as a Data
  Source for Real-Time Terrain Rendering"
Johannes Rossenberg, "GeoControl",
 http://www.cajomi.de/GeoControl/geocontrol.htm
Kai Hormann, Salvatore Spinello, Peter Schroder, "C1-
  continuous Terrain Reconstruction from Sparse
  Contours"
L3DT documentation, "Water-Mapping Algorithms",
 http://www.bundysoft.com/docs/doku.php?id=l3dt:algorithms:wm
Maciej Dakowicz, Christopher Gold, "Visualizing Terrain
  Models from Contours-Plausible Ridge, Valley and
  Slope Estimation“
"Middle Earth DEM Project",
 http://www.me-dem.org/
References                            3/4

Oliver Deussen, Pat Hanrahan, Bernd Lintermann,
  Radomír Měch, Mett Pharr, Przemyslaw
  Prusinkiewicz, "Realitstic Modeling and Rendering of
  Plant Ecosystems"
Patric Perez, Michel Gangnet, Andrew Black, "Poisson
  Image Editing“
Planetside, "Terragen", http://www.planetside.co.uk/terragen/
Planetside, "Terragen 2",
  http://www.planetside.co.uk/terragen/tg2/index.shtml
S. Stachniak, W. Stuerzlinger, "An Algorithm for
  Automated Fractal Terrain Deformation"
"SAGA GIS", http://www.saga-gis.uni-goettingen.de/html/index.php
TeamXbox, "The Environments of Test Drive Unlimited:
  Part One",
  http://features.teamxbox.com/xbox/1604/The-Environments-of-Test-Drive-
  Unlimited-Part-One/p1/
References                   4/4
TeamXbox, "The Enviromnents of Test Drive Unlimited: Part Two",
  http://features.teamxbox.com/xbox/1605/The-Environments-
  of-Test-Drive-Unlimited-Part-Two/p1/
Tobold's MMORPG Blog, "How big is Azaroth?",
  http://tobolds.blogspot.com/2007/01/how-big-is-azeroth.html
USGS, "Hawaii Data Clearinghous",
  http://hawaii.wr.usgs.gov/oahu/metadata.html
Yoav I H Parish, Pascal Müller, "Procedural Modeling of Cities"
Ytrilynth's Horde, "Azeroth Geography Lesson by Rychan",
  http://www.ytrilynth.org/board/viewtopic.php?t=282
Y.-C. Chang, G.-S. Song, and S.-K. Hsu, "Automatic Extraction
  of Ridge and Valley Axes Using the Profile Recognition and
  Polygon-Breaking Algorithm"
"World Machine", http://www.world-machine.com/
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