1인칭 슈터 엔진

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1인칭 슈터 엔진은 1인칭 슈터 비디오 게임에 사용하기 위해 3D 환경을 시뮬레이션하는 데 특화된 비디오 게임 엔진이다.1인칭은 플레이어가 캐릭터의 눈으로 세상을 보는 관점을 말한다.슈터는 주로 비플레이어 캐릭터나 다른 플레이어 등 게임 세계에서 총기를 휘두르고 다른 실체를 죽이는 것을 중심으로 한 게임을 말한다.

FPS 그래픽 엔진의 개발은 기술의 꾸준한 증가와 약간의 돌파구가 있는 것이 특징이다.구별되는 세대를 정의하려는 시도는 '구 엔진'의 고도로 변형된 버전을 구성하는 것과 새로운 엔진이라는 것을 임의로 선택하게 된다.

게임 엔진은 구형과 신기술을 혼합해 분류가 복잡하다.새로운 게임에서 한 해 발전했다고 여겨지는 특징들은 다음 해에 기대되는 기준이 된다.구형과 신형 기능이 모두 결합된 게임이 일반적이다.예를 들어 쥬라기 공원: 침입자(1998)는 2002년경까지 보편화되지 않았던 FPS 장르에 물리학을 도입했다.레드 파벌(2001)은 파괴할 수 있는 환경을 특징으로 몇 년이 지난 후에도 엔진에서 여전히 흔하지 않은 것을 특징으로 했다.

타임라인

1970년대와 1980년대: 초기 FPS 그래픽 엔진

이 초기 세대의 FPS를 위한 게임 렌더링은 이미 1인칭 관점에서 사물을 촬영할 필요가 있었지만 대부분 벡터 그래픽을 사용하여 만들어졌다.

첫 FPS의 주장자는 두 명, 메이즈 워와 스파심이다.^[1]메이즈 워는 1973년에 개발되었고, 한 명의 플레이어가 고정된 관점을 이용해 만들어진 회랑의 미로를 통과하며 나아가는 것을 포함한다.플레이어가 서로 슛을 시도했던 멀티플레이어 역량은 이후 추가돼 1974년 네트워크로 연결됐다.스파심은 1974년에 처음 개발되었으며 와이어프레임 3D 우주를 통해 움직이는 플레이어를 포함했다.스파심은 플라톤 네트워크에서 최대 32명의 플레이어가 플레이할 수 있다.^[2]

인센티브 소프트웨어에 의해 사내에서 개발된 프리스케이프 엔진은 비록 엔진이 인센티브 자체 타이틀을 벗어나 상업적으로 사용되지는 않았지만 컴퓨터 게임에 사용되는 최초의 독점 3D 엔진 중 하나로 간주된다.이 엔진을 사용한 첫 번째 게임은 1987년 퍼즐 게임인 드릴러였다.^[3]

1990년대 초: 2.5D 세계와 텍스처에 와이어프레임

이 세대의 게임은 종종 둠 클론이라고 여겨진다.완전한 3D 렌더링을 할 수 없었지만, 3D 모델 대신 레이 캐스팅 2.5D 기법을 사용해 환경을 그리고 스프라이트를 이용해 적을 그렸다.그러나 이 게임들은 단순한 와이어프레임 모델이나 솔리드 컬러 대신 환경을 렌더링하기 위해 텍스처를 사용하기 시작했다.

ID Software의 Hobertank 3D는 1990년에 처음으로 이 기술을 사용했지만, Catacomb 3D(1991년) 직후에 추가된 기능인 텍스처를 사용하지 않았고, 후에 몇 가지 다른 게임에 사용되었던 울펜슈타인 3D 엔진으로 추가되었다.카타콤 3D는 또한 플레이어의 손을 화면에 보여주는 첫 번째 게임으로 플레이어가 캐릭터의 역할에 함축된 의미를 더했다.^[1]

울펜슈타인 3D 엔진은 여전히 매우 원시적이었다.바닥과 천장에 텍스처를 적용하지 않았고, 레이 캐스팅으로 벽을 고정 높이로 제한했으며, 레벨도 모두 같은 평면에 있었다.

여전히 진정한 3D를 사용하지 않고 있었음에도 불구하고, 둠(1993)에서 처음 사용된 ID Tech 1과 ID Software에서 다시 한번 이러한 제한을 없앴다.또한 먼저 BSP(Binary Space Partitioning) 개념을 도입했다.또 다른 돌파구는 엔진에 멀티플레이어 능력을 도입하는 것이었다.^[1]그러나 여전히 2.5D를 사용하고 있었기 때문에 둠에서는 위아래를 제대로 살피는 것이 불가능했고, 모든 둠 레벨은 사실 2차원이었다.^[1][4]z축이 없어 엔진은 룸오버룸 지원을 허용하지 않았다.

둠의 성공은 같은 엔진이나 비슷한 기술을 사용하는 여러 게임을 낳았고, 그들에게 둠 클론이라는 이름을 붙여주었다.듀크 누켐 3D(1996)에서 사용된 빌드 엔진은 나중에 빌드 엔진이 섹터 위에 섹터를 쌓아 룸 오버 룸을 지원할 수 있는 등 id Tech 1의 한계를 일부 제거했지만 사용된 기법은 그대로였다.

1990년대 중반: 3D 모델, 하드웨어 가속화의 시작

1990년대 중반, 게임 엔진은 임의 수준의 기하학으로 진정한 3D 세계를 재현했다.엔진은 스프라이트 대신 단순한 텍스처(단일 패스 텍스처링, 조명 디테일 없음) 다각형 물체를 사용했다.

FromSoftware는 1994년 12월 소니 플레이스테이션의 풀 폴리곤 무료 로밍 1인칭 실시간 액션 타이틀인 킹스필드를 출시했다.세가의 32X 릴리즈 메탈 헤드(Metal Head)는 1인칭 슈팅메카 시뮬레이션 게임으로, 완전 텍스처 맵핑 3D 폴리곤알 그래픽을 사용했다.^[5]스트래프트는 1년 전 플랫폼 게임 역학을 채용하고 액션의 대부분을 울펜슈타인 3D의 복도 미로가 아닌 자유 로밍 아웃도어 환경에서 이뤄낸 완전 3D 폴리곤 1인칭 슈터인 샤프 X68000 컴퓨터 게임 지리 씰을 출시했다.이듬해 스트래프트는 같은 게임 엔진을 사용하면서도 슈팅보다는 플랫폼화에 중점을 두도록 적응시킨 플레이스테이션 콘솔 '점핑 플래시!'의 후속 제품을 출시했다.점프 플래시 시리즈는 계속해서 같은 엔진을 사용했다.^[6][7]

1995년 루카스아츠가 출시한 다크 포스는 최초의 '진정한 3D' 1인칭 슈팅 게임^{[citation needed]} 중 하나로 꼽혀 왔다.그것의 엔진인 제다이 엔진은 3차원의 환경을 지탱한 최초의 엔진들 중 하나였다: 구역들은 서로 꼭대기를 포함한 3개의 모든 면에서 서로 옆에 존재할 수 있다.다크 포스에 있는 대부분의 물체는 스프라이트지만, 이 게임에는 질감 있는 3D 렌더링 물체에 대한 지원이 포함되어 있다.최초의 진정한 3D 1인칭 슈터 중 하나로 여겨지는 또 다른 게임은 Parallax Software의 1994년 슈터 다운이다.^{[citation needed]}

퀘이크 엔진(Quake, 1996년)은 렌더링 속도를 높이기 위해 z-버퍼링과 같은 정교한 기술을 사용하여 애니메이션 스프라이트를 줄이고 진정한 3D 기하학과 조명을 사용했다.퀘이크는 또한 3D 환경을 사전 처리하고 사전 렌더링하기 위해 특별한 지도 설계 시스템을 사용한 최초의 True-3D 게임으로, 게임이 일어난 3D 환경(지도로는 처음으로 언급됨)을 맵 생성 중에 간소화하여 게임을 할 때 필요한 처리량을 줄였다.

레벨을 저장하는 BSP 파일에도 정적 광맵과 3D 광원이 추가되어 보다 사실적인 조명이 가능했다.

최초의 그래픽 처리 장치는^[8] 1990년대 후반에 등장했지만, 많은 게임들이 여전히 그 당시 소프트웨어 렌더링을 지원했다.id Tech 2(Quake II, 1997년)는 하드웨어 가속 그래픽^[9](id Software)을 활용한 최초의 게임 중 하나였다(id Software는 나중에 Dezze를 재작업하여 OpenGL 지원을 게임에 추가했다.

GoldSrc는 밸브 for Half-Life(1998)에 의해 퀘이크 엔진에서 파생된 엔진으로 다이렉트3D 지원과 골격 프레임워크를 추가하여 NPC를 더 잘 렌더링했으며,^[10][11] 퀘이크 엔진에 비해 NPCs 인공지능(AI)^[10]을 크게 개선했다.

1990년대 후반: 풀 32비트 컬러, GPU가 표준이 됨

이 시기에는 T&L(Transform), 클리핑, 조명(T&L)이 적용된 최초의 비디오 카드가 도입되었다.이 혁신적인 기술을 가진 최초의 카드는 지포스 256이었다.이 카드는 당시 3dfx가 제시해야 했던 것, 즉 T&L이 없어 부족할 뿐이었던 부두3보다 우위에 있었다.G400을 앞세운 매트로스와 새비지4를 앞세운 S3 등 기업들은 이 기간 3D 게임 시장에서 철수할 수밖에 없었다.1년 후, ATI는 진정한 경쟁 그래픽 카드 제품군인 Radeon 7200을 출시했다.

이 시기의 모든 게임이 16비트 색상을 지원했지만, 많은 게임들이 32비트 색상(8비트 알파 채널이 있는 24비트 색)을 채택하고 있었다.곧 많은 벤치마크 사이트들이 32비트를 표준으로 내세우기 시작했다.출시 이후 다수의 FPS 게임에 사용된 언리얼 엔진은 당시 중요한 이정표였다.^[12]OpenGL 대신 3dfx GPU용으로 특별히 개발된 Glide API를 사용했다.^[11]아마도 그것의 인기의 가장 큰 이유는 엔진 구조와 스크립팅 언어의 포함이 그것을 쉽게 조절할 수 있게 했기 때문일 것이다.^[13][14]언리얼이 이전 세대 엔진에 비해 개선된 또 다른 점은 네트워킹 기술이었는데, 이는 멀티플레이어 엔진의 확장성을 크게 향상시켰다.^[15]

id Tech 3는 퀘이크 3 아레나에서 처음 사용되었으며, 훨씬 더 복잡하고 부드러운 애니메이션을 저장할 수 있게 함으로써 이전보다 개선되었다.조명과 그림자 기능도 개선했고 쉐이더와 곡면도 선보였다.^[16]

2000년대 초반:세부 정보, 실외 환경 및 래그돌 물리학 증가

새로운 그래픽 하드웨어는 새로운 기능을 제공함으로써 새로운 엔진들이 입자 효과나 안개와 같은 다양한 새로운 효과를 더하는 것은 물론 질감과 폴리곤 디테일을 증가시킬 수 있었다.많은 게임들은 큰 야외 환경, 자동차, 그리고 래그돌 물리학을 특징으로 했다.

평균 비디오 하드웨어 요구 사항: DirectX 7.0 GeForce 2 또는 Radeon 7200과 같은 하드웨어 T&L을 갖춘 GPU가 일반적으로 필요했다.차세대 GeForce 3 또는 Radeon 8500은 DirectX 8.0 정점과 픽셀 쉐이더는 거의 사용하지 않았지만, 보다 효율적인 아키텍처 때문에 권장되었다.RIVA TNT2 및 Rage 128과 같은 DirectX 6.0 칩셋과 소프트웨어 렌더링(Intel GMA 통합)을 지원하는 게임도 몇 개 있었지만, 이는 강력한 CPU로도 하드웨어 T&L의 부족을 보완할 수 없는 것이 분명했다.

언리얼 엔진 2.0과 같이 원래 PC 플랫폼용으로 개발된 게임 엔진은 그래픽 집약적인 비디오 게임을 처리할 수 있는 컴퓨터 파워를 가진 플레이스테이션 2나 게임큐브와 같은 6세대 콘솔에 적용되기 시작했다.

2000년대 중반:조명 및 픽셀 쉐이더, 물리학

차세대 그래픽 칩은 픽셀 셰이더 기반의 텍스처, 범프 매핑, 조명 및 섀도잉 기술이 보편화되도록 했다.셰이더 기술은 HLSL(DirectX), GLSL(OpenGL) 또는 Cg를 포함했다.

그 결과 널리 보급된 GeForce 2와 Radeon 7200과 같은 DirectX 7.0 그래픽 칩은 물론 RIVA TNT2와 Rage 128과 같은 DirectX 6.0 칩셋이 노후화되었고 통합형 온보드 그래픽 가속기가 되었다.이 세대의 게임까지는 강력한 CPU가 구형 비디오 카드를 어느 정도 보완할 수 있었다.평균 비디오 하드웨어 요구 사항: 최소는 GeForce 3 또는 Radeon 8500, 강력 권장되는 GeForce FX, Radeon 9700(또는 Pixel Shader 2.x가 지원되는 기타 카드)라데온 9700은 항 앨리어싱(AA) 및/또는 비등방성 필터링(AF)이 당시 가장 최신의 까다로운 타이틀에서도 충분히 사용할 수 있는 옵션이 될 수 있음을 입증했고, 결과적으로 AA와 AF를 표준 기능으로 널리 수용하게 되었다.AA와 AF는 이전까지 많은 초기 그래픽 칩에 의해 지원받았지만 엄청난 히트를 기록했고 그래서 대부분의 게이머들은 이러한 기능을 사용하지 않기로 선택했다.

이러한 신기술로 인해 게임 엔진은 실내/외 환경을 원활하게 통합하고, 좀 더 사실적인 애니메이션(charactor, 물, 날씨 효과 등)을 위해 쉐이더를 사용하며, 일반적으로 현실감을 높였다.GPU가 이미 CPU에 의해 수행된 일부 작업을 수행했다는 사실, 그리고 보다 일반적으로 이용 가능한 처리 능력이 증가했다는 사실은 예를 들어 대부분의 비디오 게임에서 하복 물리학 엔진을 포함하는 것과 같은 현실적인 물리 효과를 게임에 추가할 수 있게 했다.^[17]물리학은 이미 1998년 쥬라기 공원: 침입자(Triters)와 함께 비디오 게임에서 추가되었지만, 당시에는 하드웨어 기능이 제한되었고, 물리학을 다룰 하복과 같은 미들웨어가 없는 것이 기술적, 상업적 실패로 작용했다.^[18]

둠 3(2004)에 처음 사용된 id Tech 4는 완전히 동적인 픽셀 단위 조명을 사용했지만, 이전에는 3D 엔진은 주로 미리 계산된 버텍스 단위 조명이나 라이트맵, 구라우 음영에 의존했었다.Doom 3에서 사용된 Shadow 볼륨 접근법은 좀 더 사실적인 조명과 그림자를 허용했지만,^[19] 이것은 부드러운 그림자를 연출할 수 없는 가격이었고, 엔진은 주로 실내에서 좋았다.후에 이것은 id Tech 4 엔진에 MegaTeatures 기술이 도입되면서 광대한 야외 공간에서 작동하도록 수정되었다.

같은 해, 밸브는 새로운 Source 엔진에 의해 구동되는 Half-Life 2를 출시했다.이 새로운 엔진은 무엇보다도 인상적인 립싱크 기술로 묘사된 것을 포함하여 NPC를 위한 매우 사실적인 얼굴 애니메이션을 가지고 있다는 점에서 주목할 만했다.^[20]

2000년대 후반:포토레알리즘에 대한 접근법

GeForce 7 또는 Radeon X1xxx 시리즈와 같은 새로운 그래픽 칩셋에 의해 가능해진 쉐이더 모델 3 및 쉐이더 모델 4와 같은 GPU의 추가 개선으로 그래픽 효과의 개선이 허용되었다.

이 3D 엔진 시대의 개발자들은 종종 점점 더 사실적인 품질을 자랑한다.비슷한 시기에, e스포츠는 우리가 관심을 끌기 시작하고 있다.이러한 엔진에는 물리학을 미리 정의한 사실적인 쉐이더 기반 재료, 절차적 및 꼭지점 쉐이더 기반 객체(채소, 파편, 책이나 도구와 같은 인간이 만든 객체), 절차적 애니메이션, 촬영적 효과(장 깊이, 모션 블러 등), 하이 다이내믹 레인지 렌더링, 통합 조명 모델 wi 등이 포함된다.부드러운 그림자 및 부피 조명.

그러나 이러한 효과를 낼 수 있는 엔진의 대부분은 언리얼 엔진 3, 두니아 엔진 및 크라이엔진 2, id Tech 5(Rage와 함께 사용되어 새로운 Virtual Textureing 기술을^[21] 사용함)와 같은 이전 세대의 엔진의 진화다.

2006년 11월에는 언리얼 엔진 3을 사용한 첫 번째 게임이 출시되었고, 2007년에는 크라이엔진 2(크라이시스)를 사용한 첫 번째 게임이 출시되었다.

2010년대 초반: 그래픽 기법 혼합

GeForce 400 Series 또는 Radeon HD 5000 시리즈와 같은 새로운 그래픽 칩셋에 의해 가능하게 된 Shader Model 5와 같은 GPU의 추가 개선은 그래픽 효과의 개선을 가능하게 했다.예를 들어 동적 변위 매핑 및 다듬기.

2010년 현재, 기존 주요 엔진의 향후 진화가 두 가지 발표되었다.사마리탄 데모를^[22] 작동시킨 DirectX 11의 언리얼 엔진 3(배트맨과 함께 사용): 아캄 시티, 배트맨: 아캄 나이트 및 그 이상의 DX11 기반 UE3 게임)와 크라이시스 2와 크라이시스 3의 파워를 발휘하는 크라이엔진 3.

id Tech 5의 최종 후계자인 id Tech 6는 예외였다.아직 개발 초기 단계였던 이 엔진에 대한 예비 정보는 ID 소프트웨어가 레이 트레이싱과 클래식 래스터 그래픽이 혼합된 방향을 지향하고 있음을 보여주는 경향이 있었다.^[23]그러나, 존 카맥에 의하면, 테크 6 id가 가능한 하드웨어는 아직 존재하지 않았다.^[24]엔진을 이용한 첫 번째 타이틀인 둠은 2016년 중반에 발매되었다.

2015년 9월, 밸브는 도타 2에 대한 업데이트를 통해 소스 2를 출시했다.^[25]

참고 항목

• 게임 엔진
• 게임 엔진 목록
• 1인칭 슈터 엔진 목록

참조