OpenGL Framebuffer의 객체화

오픈지엘에 있는 프레임버퍼라는 요소를 어떻게 객체화를 진행할지 고민이 많았었습니다.

사실 렌더링 프로그래밍하면서 프레임버퍼는
튜토리얼에 가끔 보이는 프레임 버퍼 생성 부분이 전부라
그동안 객체화를 하지 않았던 것이 아닌가 생각이 드네요ㅎㅎ;;

하지만 게임제작을 해보면 프레임 버퍼의 개념이 정말 많이 쓰이기 때문에
객체화는 해야합니다!

그렇게 객체화를 진행하게 되었습니다.

일단 프레임버퍼의 기본개념은 아래의 링크로 대체하도록 할게요

• LearnOpenGL Framebuffer 튜토리얼 번역본
• LearnOpenGL Render to texture 튜토리얼 원본

1. 어떻게 객체화를 진행할 것인가?

저는 Unity의 렌더 텍스쳐의 개념을 참고하여 제작하기로 했습니다.
렌더 텍스쳐도 프레임 버퍼 그 자체이기 때문이죠!

그리고 다음과 같은 규칙을 정하고 코딩하기로 했습니다.

• 프레임 버퍼(렌더 텍스쳐)는 리소스의 개념이다.
• 카메라가 프레임 버퍼를 가지고 있다.
• 렌더링 순서는 광원 그림자 깊이버퍼 → 서브 프레임버퍼 → 메인 프레임버퍼다.

이와 같이 규칙을 정한 이유는 단순합니다.
유니티를 참고하면서 게임 엔진을 제작하다보면 유니티로 객체화 개념을 잡기가 정말 편합니다.

'으악 난 유니티가 싫어!'하면서 유니티랑 다르게 뭔가 만들려고 해도
결국 유니티처럼 설계하는게 가장 편하더군요ㅋㅋㅋㅋ

그렇게 첫번째 두번째 규칙을 정하게 되었고
마지막 렌더링 순서는 정말 고민이 많았습니다.

안그래도 렌더큐랑 쉐이더에 따라 렌더링 순서를 정했기 때문에
여기서 또 큰 의미로 순서를 정해야 하나 싶었기 때문이죠

그러다 기껏 생각한게 위와 같은 방식입니다.
관련해서 피드백을 받을 곳이 딱히 없어서 급하게 정해본 순서라 안타깝긴 합니다..ㅠㅜ
횩시 이 게시글에 피드백 해주신다면 정말 감사하겠습니다ㅎㅎ

어쨌든 이렇게 진행하였습니다ㅎㅎ

2. 설계에 맞게 코드 작성

사실 코드 작성은 튜토리얼에 있는 코드를 클래스에 맞게 작성한게 전부라
전체적인 코드를 원하신다면 제 Git에서 확인해보시면 될 것 같습니다ㅎㅎ

framebuffer 클래스

class SFrameBuffer : public STexture {
    public:
        enum BufferType {
            RENDER = 0, DEPTH = 1, STENCIL = 2,
        };
    public:
        SFrameBuffer();
        ~SFrameBuffer();

        void InitFrameBuffer(BufferType type, int width, int height);
        void AttachFrameBuffer(int index = 0, int level = 0) const;
        void DetachFrameBuffer() const;
};

일단 프레임버퍼는 텍스쳐에 상속되어 작동하도록 설계하였습니다.

프레임버퍼와 텍스쳐는 각자 다른 개념이긴 하지만...
메인 프레임버퍼가 아니면 텍스쳐에 그리는게 전부라 그냥 텍스쳐에 상속시켜
특수한 텍스쳐 클래스가 되었습니다!

어쩌다보니 유니티와 비슷하네요! 세상에!

CameraComponent 클래스

class SFrameBuffer;

class CameraComponent : public SComponent, public CameraBase {
public:
    
    ...
    
    SFrameBuffer* GetFrameBuffer() const override;
    void SetFrameBuffer(SFrameBuffer* frameBuffer);
    
private:
    SFrameBuffer* m_frameBuffer = nullptr;
    ...
    
};

음.. 카메라 컴포넌트는 기존 컴포넌트에서 방금 만들었던 프레임버퍼 클래스를 넣은게 끝입니다.
그래도 나름 중요한 포인트라서 짧지만 넣었습니다 헤헷

RenderMgr::Render() 함수

void RenderMgr::Render() const {
    // Render Order : Depth Buffers -> Render Buffers -> Main Render Buffer

    // 1. Render depth buffer for shadows.
    const auto& lightObjects = lightMgr->GetAll();
    const auto& shadowObjects = lightMgr->GetShadowObject();
    const auto& shadowEnvironment = m_environmentMgr->GetShadowEnvironment();
    for (const auto& light : lightObjects) {
        if(light->m_disableShadow) continue;
        RenderShadowInstance(*light, *shadowEnvironment, shadowObjects);
    }
    lightMgr->RefreshShadowCount();

    const auto& cameraObjects = cameraMgr->GetAll();
    const auto& mainCamera = cameraMgr->GetCurrentCamera();

    // 2. Render active sub cameras.
    for (const auto& camera : cameraObjects) {
        if(!camera->GetIsEnable() || camera == mainCamera || camera->GetFrameBuffer() == nullptr) continue;
        RenderInstance(*camera);
    }

    if(mainCamera == nullptr) return;
    // 3. Main Render Buffer
    RenderInstance(*mainCamera);

}

여기는 제가 말했던 렌더링 순서에 맞게 일단 깡코드로 때려박았습니다.
아직까진 이게 최선인거 같네요..ㅎㅎ;;

물론 디퍼드 렌더링을 구현할 때 되면 갈아엎을 확률 100% 겠지만
일단 지금은 이렇게 짜놓고 나중에 제가 알아서 수정할 것 같습니다!
화이팅 미래의 나!

다시 본론으로 돌아와서
저 함수에서 작성하기 가장 까다로웠던 얘가 바로 광원 그림자 버퍼였습니다.
까다로웠던 이유는 아래와 같았슴니다.

• 그림자 렌더링 여부를 RenderComponent에서 정하기 때문에
  기존 렌더큐랑 다른 방식으로 코드를 작성해야 그나마 효율이 생깁니다.
• 그림자는 카메라가 아닌 광원을 기준으로 합니다.
• 그림자의 인식 범위가 따로 존재합니다.
• 그냥 따로 렌더링되는게 마음에 들지 않아여..흑흑

그래서 결국...
CameraBase라는 인터페이스를 만들어 카메라, 광원에 모두 상속시켰고,
렌더링은 기본 렌더링과 그림자 렌더링으로 나누게 되었습니다.

3. 구현 끝!

영 찝찝하지만 나름 기본적인 구현은 끝났습니다.
프레임 버퍼를 객체화 함으로써 렌더링 속 렌더링이 가능해졌고
리플렉션이나 그림자, 깊이 관련 렌더링도 더욱 편리해졌습니다!

이제 OpenVR을 통해 vr렌더링도 가능해지겠군요!

문제가 생긴다면.. 미래의 제가 여기에 새로운 링크를 통해 해결책을 제시해 줄 것입니다!
고마워요 미래의 나!

📣 관련 프로젝트 Git 주소 : https://github.com/ounols/CSEngine