[C++로 배우는 게임 엔진 개발] Day 5: 기본 렌더링 파이프라인 이해

기본 렌더링 파이프라인 이해

오늘은 그래픽스를 화면에 렌더링하는 기본 방법을 학습하고, 간단한 도형을 그리는 방법을 배워보겠습니다. 렌더링 파이프라인은 그래픽스를 화면에 그리기 위한 일련의 단계를 의미합니다.

1. 기본 렌더링 파이프라인

기본 렌더링 파이프라인은 다음과 같은 단계로 구성됩니다:

1. 모델링 변환 (Model Transformation): 객체의 위치, 크기, 회전을 설정합니다.
2. 뷰 변환 (View Transformation): 카메라의 위치와 방향을 설정합니다.
3. 투영 변환 (Projection Transformation): 3D 좌표를 2D 화면에 투영합니다.
4. 뷰포트 변환 (Viewport Transformation): 투영된 좌표를 실제 화면 좌표로 변환합니다.

2. SDL2를 사용한 기본 렌더링

SDL2를 사용하여 간단한 도형을 그려보겠습니다. 이번 예제에서는 SDL2의 기본적인 렌더링 기능을 사용하여 직사각형을 그립니다.

 

헤더 파일 작성

include/GameEngine.h 파일을 다음과 같이 작성합니다.

#ifndef GAMEENGINE_H
#define GAMEENGINE_H

#include <SDL2/SDL.h>

class GameEngine {
public:
    GameEngine();
    ~GameEngine();
    bool Initialize(const char* title, int width, int height);
    void Run();
    void Shutdown();

private:
    SDL_Window* window;
    SDL_Renderer* renderer;
    bool isRunning;

    void Render();
};

#endif // GAMEENGINE_H

 

소스 파일 작성

src/GameEngine.cpp 파일을 다음과 같이 작성합니다.

#include "GameEngine.h"
#include <iostream>

GameEngine::GameEngine()
    : window(nullptr), renderer(nullptr), isRunning(false) {}

GameEngine::~GameEngine() {
    Shutdown();
}

bool GameEngine::Initialize(const char* title, int width, int height) {
    if (SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO) != 0) {
        std::cerr << "SDL_Init Error: " << SDL_GetError() << std::endl;
        return false;
    }

    window = SDL_CreateWindow(title, SDL_WINDOWPOS_CENTERED, SDL_WINDOWPOS_CENTERED, width, height, SDL_WINDOW_SHOWN);
    if (window == nullptr) {
        std::cerr << "SDL_CreateWindow Error: " << SDL_GetError() << std::endl;
        return false;
    }

    renderer = SDL_CreateRenderer(window, -1, SDL_RENDERER_ACCELERATED | SDL_RENDERER_PRESENTVSYNC);
    if (renderer == nullptr) {
        std::cerr << "SDL_CreateRenderer Error: " << SDL_GetError() << std::endl;
        return false;
    }

    isRunning = true;
    return true;
}

void GameEngine::Run() {
    while (isRunning) {
        SDL_Event event;
        while (SDL_PollEvent(&event)) {
            if (event.type == SDL_QUIT) {
                isRunning = false;
            }
        }

        Render();
    }
}

void GameEngine::Render() {
    // 화면을 검은색으로 지우기
    SDL_SetRenderDrawColor(renderer, 0, 0, 0, 255);
    SDL_RenderClear(renderer);

    // 빨간색 직사각형 그리기
    SDL_Rect rect = { 200, 150, 400, 300 };
    SDL_SetRenderDrawColor(renderer, 255, 0, 0, 255);
    SDL_RenderFillRect(renderer, &rect);

    // 렌더링 결과를 화면에 출력
    SDL_RenderPresent(renderer);
}

void GameEngine::Shutdown() {
    if (renderer) {
        SDL_DestroyRenderer(renderer);
        renderer = nullptr;
    }
    if (window) {
        SDL_DestroyWindow(window);
        window = nullptr;
    }
    SDL_Quit();
}

 

main 파일 작성

src/main.cpp 파일을 다음과 같이 작성합니다.

#include "GameEngine.h"

int main(int argc, char* argv[]) {
    GameEngine gameEngine;

    if (!gameEngine.Initialize("Game Engine", 800, 600)) {
        return -1;
    }

    gameEngine.Run();
    gameEngine.Shutdown();

    return 0;
}

3. GLFW를 사용한 기본 렌더링

GLFW를 사용하여 OpenGL 컨텍스트에서 간단한 도형을 그려보겠습니다. 이번 예제에서는 OpenGL을 사용하여 삼각형을 그립니다.

 

헤더 파일 작성

include/GameEngine.h 파일을 다음과 같이 작성합니다.

#ifndef GAMEENGINE_H
#define GAMEENGINE_H

#include <GLFW/glfw3.h>

class GameEngine {
public:
    GameEngine();
    ~GameEngine();
    bool Initialize(const char* title, int width, int height);
    void Run();
    void Shutdown();

private:
    GLFWwindow* window;
    bool isRunning;

    void Render();
};

#endif // GAMEENGINE_H

 

소스 파일 작성

src/GameEngine.cpp 파일을 다음과 같이 작성합니다.

#include "GameEngine.h"
#include <iostream>

GameEngine::GameEngine()
    : window(nullptr), isRunning(false) {}

GameEngine::~GameEngine() {
    Shutdown();
}

bool GameEngine::Initialize(const char* title, int width, int height) {
    if (!glfwInit()) {
        std::cerr << "GLFW Initialization failed!" << std::endl;
        return false;
    }

    window = glfwCreateWindow(width, height, title, NULL, NULL);
    if (!window) {
        std::cerr << "GLFW Window creation failed!" << std::endl;
        glfwTerminate();
        return false;
    }

    glfwMakeContextCurrent(window);
    isRunning = true;
    return true;
}

void GameEngine::Run() {
    while (isRunning && !glfwWindowShouldClose(window)) {
        glfwPollEvents();
        Render();
        glfwSwapBuffers(window);
    }
}

void GameEngine::Render() {
    glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

    // OpenGL 삼각형 그리기
    glBegin(GL_TRIANGLES);
    glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f);
    glVertex2f(0.0f, 0.5f);
    glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);
    glVertex2f(-0.5f, -0.5f);
    glColor3f(0.0f, 0.0f, 1.0f);
    glVertex2f(0.5f, -0.5f);
    glEnd();
}

void GameEngine::Shutdown() {
    if (window) {
        glfwDestroyWindow(window);
        window = nullptr;
    }
    glfwTerminate();
}

 

main 파일 작성

src/main.cpp 파일을 다음과 같이 작성합니다.

#include "GameEngine.h"

int main(int argc, char* argv[]) {
    GameEngine gameEngine;

    if (!gameEngine.Initialize("Game Engine", 800, 600)) {
        return -1;
    }

    gameEngine.Run();
    gameEngine.Shutdown();

    return 0;
}

4. 프로젝트 빌드 및 실행

1. Visual Studio에서 CMake 프로젝트 열기:
   • Visual Studio를 실행하고, File -> Open -> CMake...를 선택합니다.
   • GameEngine 디렉토리를 선택하여 프로젝트를 엽니다.
2. SDL2/GLFW 라이브러리 설치:
   • SDL2 또는 GLFW 라이브러리를 프로젝트에 설정합니다.
3. 프로젝트 빌드:
   • Visual Studio 상단의 Build 메뉴에서 Build All을 선택하여 프로젝트를 빌드합니다.
4. 프로젝트 실행:
   • Debug 메뉴에서 Start Without Debugging을 선택하여 프로그램을 실행합니다.
   • SDL2를 사용하는 경우, 윈도우 창에 빨간색 직사각형이 렌더링되고, GLFW를 사용하는 경우, OpenGL 삼각형이 렌더링됩니다.

마무리

오늘은 기본 렌더링 파이프라인을 이해하고, SDL2와 GLFW를 사용하여 간단한 도형을 렌더링하는 방법을 학습했습니다. 다음 단계에서는 이벤트 처리 및 입력 시스템을 구현하여 사용자 입력을 처리하는 방법을 배워보겠습니다.

질문이나 추가적인 피드백이 있으면 언제든지 댓글로 남겨 주세요.

Day 6 예고

다음 날은 "이벤트 처리 및 입력 시스템 구현"에 대해 다룰 것입니다. 키보드와 마우스 입력을 처리하고, 게임 내에서 입력을 사용하여 캐릭터를 제어하는 방법을 학습하겠습니다.