Toy project to learn OpenGL & Graphics

OpenGL과 여러 실시간 렌더링 기술들을 배우고 적용해보기 위한 프로젝트입니다. OpenGL 4.6(glfw)을 활용해 C++로 작성하였습니다.deferred rendering, SSR, shadow mapping, tessellation, normal mapping 등 다양한 렌더링 기술들을 학습할 수 있는 기회가 되었습니다.

최적화를 위해 cluster shading, viewcone을 이용한 culling, LOD 를 학습하고 적용했습니다. 특히 cluster shading을 적용해 65,536 개의 동적 광원의 lighting을 약 56ms 만에 달성할 수 있었습니다.

Keyword : clustered deferred rendering, SSR, Shadow map, PCF, Bloom effect, Normal mapping, tessellation

Demo : https://www.youtube.com/watch?v=rZhjAB3UKO8

주요 기능

• Deffered rendering with cluster shading

Composition of gBuffer

Cluster shading

[성능 : light culling & lighting in 4.13ms]

• Screen space reflection

• Shadow mapping

   

  • jittered PCF with 64 samples at most.

    

    파란 부분은 그림자 안쪽에 위치해 4번의 sampling만 시행한 부분이며, 붉은색~검은색 부분은 그림자 경계에 위치해 64번의 sampling을 시행한 부분이다

  • reference : https://developer.nvidia.com/gpugems/gpugems2/part-ii-shading-lighting-and-shadows/chapter-17-efficient-soft-edged-shadows-using "GPU Gems 2, Chapter 17. Efficient Soft-Edged Shadows Using Pixel Shader Branching"

• HDR, gamma correction

• Bloom effect

• PBR

• Normal mapping

• tessellation

• LOD

  • terrain tessellation
  • grass

• view cone culling

어려웠던 점

• Viewcone으로 culling을 수행할 때, tessellation을 사용하는 지형의 경우 렌더링하기 전까지 실제 위치를 알 수 없어 일부분이 렌더링 되지 않는 문제가 있었습니다. 이를 해결하기 위해 지형에 한해서 y축을 무시하고 xz 평면에서 수평 시야각을 기준으로 culling을 수행하여 해결할 수 있었습니다.
• Shadow mapping을 통해 부드러운 그림자를 구현하려 했지만 단순한 PCF로는 여러 강도의 그림자가 층을 이루는 어색한 결과 나오는 문제와 많은 성능을 요구하던 문제가 있었습니다. 이를 해결하기 위해 Gpu Gems2을 참고해 불필요한 연산을 줄여 성능을 증가 시키고 jittering을 통해 자연스러운 그림자가 렌더링 되도록 할 수 있었습니다.

TODO

• scene import/export/edit
• volumetric rendering(cloud, light, ...)