호라이즌 포비든 웨스트: 버닝 쇼어스, 놀라운 비주얼의 하늘과 구름을 구현해낸 방법

호라이즌의 세계는 광대하고 장엄하며, 끝없이 펼쳐진 듯한 하늘 아래에는 광활한 숲이 있습니다. Guerrilla가 이 세계를 만들기 시작했을 때, 다양한 분야의 개발자들은 현실에 가까운 수준의 몰입감을 구현하기 위해 고심했습니다. Guerrilla의 환경 관련 팀에게는 실물과 똑같은 구름으로 하늘을 채워야 한다는 과제가 주어졌죠.

현실적인 세계를 구현하는 작업은 호라이즌 포비든 웨스트에 이르기까지 계속 발전해 왔습니다. 이제 버닝 쇼어스에서 에일로이는 이전보다 훨씬 더 아름답고 현실적인 하늘로 날아오릅니다.

접근법

“호라이즌이라는 단어를 생각하면 탁 트인 바다처럼 광활한 공간, 그리고 구름과 태양이 아득히 먼 거리에서 바다에 닿을 듯 호를 그리는 모습이 떠오릅니다.” Guerrilla의 수석 FX 아티스트 앤드류 슈나이더(Andrew Schneider)가 말합니다. “비유적으로 말하자면, 오픈 월드 게임은 개발자에게 이와 유사한 질문을 던집니다. ‘플레이어가 끝이 정해지지 않은 세계에 있다고 느끼게 하려면 어떤 식으로 게임을 확장해야 할까?’하는 질문이죠.”

이런 질문을 하는 것도 쉽지 않았지만, 구체적인 기술로 필요한 단계를 체계화하는 것은 더더욱 어려웠습니다.

2010년대 초반에 장편 영화와 애니메이션 VFX 분야에서는 구름을 만들기 위해 볼류메트릭 렌더링 기술을 사용하기 시작했습니다. 비디오 게임 분야에서는 이러한 기술을 사용하며, 상호작용이 가능한 프레임률로, 고화질 그래픽을 렌더링하려면 시간이 너무 많이 걸렸지만, 개발자들은 이 기술의 놀라운 잠재력을 알아봤습니다.

하드웨어의 혁신과 함께 변화가 시작되었습니다. 2015년에 Guerilla팀은 이러한 형식을 PlayStation 4에 효율적으로 적용시키는 방법을 찾았고, Andrew는 Guerrilla의 수석 기술 프로그래머인 Nathan Vos와 협업했습니다. 둘은 함께 매우 효율적인 오픈 월드 볼류메트릭 구름 시스템을 개발했는데, Horizon Zero Dawn에 이 시스템이 적용되었습니다. 복잡하고 세부적인 구름 표현 덕에 에일로이의 세계는 한층 더 희망적이고 아름답게 느껴졌습니다. 구름은 시간이 흐름에 따라 함께 변화하고 사실적인 애니메이션을 지원해 현실처럼 살아 숨 쉬는 느낌의 세계를 완성했습니다.

이 풍경은 호라이즌 포비든 웨스트를 제작하는 토대가 되었습니다.

발전

비디오 게임에서 구름은 분위기를 전달하는 데 도움을 줍니다. 호라이즌의 구름은 무성한 식물, 맑은 물, 울퉁불퉁한 절벽과 함께 감성적인 세계를 만들어줍니다. 이를 위해서 구름은 에일로이의 머리 위에 떠다니는 흰색 연기 그 이상이어야 했고, 더욱 역동적이고, 선명하며 다양해져야 했습니다.

“저희는 19세기의 화가 알버트 비어슈타트와 같은 인상파 루미니즘 화가들을 주목했습니다. 당시 화가들은 구름과 땅이 빚어내는 풍경에 정통했습니다. 이들은 빛과 세부 묘사로 공간을 구현하여 정말로 인상적인 풍경화를 그렸죠.”

“이 효과를 3D로 재창조하려면 구름을 모델링하는 방법을 개발해야 했습니다. 호라이즌 제로 던에서 사용할 구름을 생성하기 위해 다양한 방법을 탐구했죠. 복셀은 볼류메트릭 3D 구름을 빌드하는 블록입니다. 실제로 구름 시뮬레이터를 만들어 3차원 ‘복셀’ 데이터를 실시간으로 렌더링하는 실험을 하기도 했죠.”

“하지만 당시에 이를 사용하기에는 너무 일렀습니다. 기술적인 한계가 있었죠.” 슈나이더가 당시 상황을 회상하며 말했습니다. “당시 하드웨어와 소프트웨어는 저희가 원하는 수준에 미치지 못했습니다. 그래서 구름 모델링을 효율적으로 렌더링하면서 여전히 고화질 그래픽을 얻을 수 있는, 시뮬레이션보다는 모델링 작업이 더 필요한 방식으로 작업을 하기로 했습니다.”

그래서 구름을 하나씩 배치하는 대신, 고정된 구름층을 그리는 식으로 해결했습니다. 그러나 호라이즌 포비든 웨스트에 추가된 비행 탈것을 위해서는 해당 프로세스를 확장해야 했습니다.

슈나이더와 보스는 속편을 위해 Zero Dawn에서 사용된 기존 시스템의 렌더링 퀄리티를 업그레이드하여 플레이어가 낮은 고도로 비행할 때 지나치는 안개와 같은 구름을 표현했습니다. 이로써, 강력한 소용돌이 모션과 번개 효과가 있는 초대형 폭풍우 같은 것들을 구현할 수 있게 되었습니다. 이제 구름은 그 자체로 긴장감을 조성하는 중요한 요소가 되었습니다.

다음 도전

다음 단계는 당연히 호라이즌 포비든 웨스트: 버닝 쇼어스를 위해 이 시스템을 계속해서 혁신하는 것이었습니다. 제작진은 복셀 기술을 비롯한 게임 내 여러 기술적 발전을 활용해 확장판의 수준을 한층 더 높였습니다.

“Horizon Zero Dawn과 호라이즌 포비든 웨스트를 위해 개발했던 구름 시스템은 구름을 3D 오브젝트로 저장하지 않고, 제한된 2D 정보로 3D 구름을 생성하는 인스트럭션을 사용해 매우 빠르게 작동했습니다. PlayStation 5는 더 많은 데이터셋을 처리할 수 있습니다. 그래서 포비든 웨스트를 마무리한 뒤, 저희의 퀄리티 기준에 부합하고 플레이어가 매우 디테일한 구름 사이 사이를 비행할 수 있도록 복셀 구름 렌더링 프로토타입을 만드는 작업에 착수했습니다.”

플레이어가 지상에 있을 때와 공중에 있을 때, 성능과 품질 간의 균형을 맞추는 것은 저희에게 있어 야심 찬 도전이었습니다. 하지만 결국 저희는 프로토타입으로 저고도와 고고도에서 모두 더욱 밀도 높고 동적인 결과를 내는 프로토타입을 개발해냈습니다. 물론, PlayStation 5의 향상된 성능이 도움이 되었습니다.

하지만 이제 구름 하나를 만들었을 뿐입니다. 모든 구름을 빌드하는 일은 까마득했죠.

슈나이더는 자칭 ‘Frankencloudscapes’라고 부르는 거대한 구름 대형을 생성해 마치 지형 모델러로 만든 것이라고 착각할 법한 풍경을 만들어 냈습니다. 그 결과 이 구름은 배경 요소인 동시에 탐험할 수 있는 환경이 되었습니다.

버닝 쇼어스에 적합한 규모로 이 풍경을 구현할 수 있도록 Guerrilla의 스트라이크 팀은 구름 사이를 비행하며, 성능과 품질을 시험했습니다. 슈나이더는 보스와 팀을 이루고 최고 수석 기술 프로그래머인 휴 말란(Hugh Malan)을 영입했습니다.

이들은 가장 먼저 ‘대량의 볼류메트릭 복셀 데이터를 어떻게 처리할 것인가’라는 기술적인 문제를 마주했습니다.

“말란과 저는 이 문제를 나누어서 해결했습니다. 저는 로우 디테일 복셀 데이터를 확보한 후, 이 데이터의 렌더링 과정 중에 디테일을 추가하는 방법을 개발했습니다. 동시에 말란은 메모리에서 데이터를 빠르게 가져올 수 있도록 데이터를 압축하는 작업을 했죠. 둘을 합치니 볼류메트릭 복셀 구름 렌더링 처리 속도가 기하급수적으로 빨라졌습니다.”

“그래도 여전히 기대한 수준에는 미치지 못했죠.” 슈나이더가 당시 상황을 회상하며 말합니다. “이 과정에서 시스템 부하가 가장 큰 것은 구름의 빛 처리였습니다. 그 자체로 복잡한 문제죠. 이를 해결하기 위해 보스는 표준 모드와 고속 프레임률 모드 모두에 적용 가능한 수준으로 렌더링 시간을 줄이는 방법을 고안했습니다.

“최적화를 통해 시각적으로 더 뛰어난 결과가 나온 흔치 않은 경우기도 했습니다. 덕분에 더욱 넑은 범위에서 구름이 다른 구름에 그림자를 드리우는 효과를 구현해내 현실감을 높일 수 있게 됐죠. 이 시점에서 저희는 지상과 공중에서 볼류메트릭 구름을 렌더링하는 방법을 얻게 되었습니다.”

두 번째 도전 과제는 균형을 잡는 것이었습니다. “리얼타임 그래픽 엔지니어들이 성능과 품질간의 균형을 맞추기 위해 하는 작업이 있습니다.” 슈나이더가 계속해서 말했습니다. “일반적으로 퀄리티를 높이기 위해서는 프로세싱 ‘비용’이 듭니다. 따라서 구름 퀄리티를 개선할 때마다 비용을 고려하며 기존의 구름 시스템과 동일하거나 이보다 더 낮은 비용으로 개선할 방법을 찾아야 합니다.”

이 균형을 찾기 위해 제작진은 최고 수석 기술 프로그래머이자 그래픽 엔지니어인 제임스 맥라렌(James McLaren)의 도움을 받아 PlayStation 하드웨어에서 로우 레벨 코드가 어떻게 작동하는지 파악했습니다. 그의 전문 지식 덕분에 제작진은 PlayStation 5를 위해 코드를 최적화함으로써 하드웨어의 모든 기능을 최대한 활용할 수 있게 되었습니다. “맥라렌은 개발 초기 단계에 기반을 만들 때 큰 도움이 되었습니다. 이를 통해 Guerrilla가 제작 과정에서 한계를 뛰어넘을 수 있었습니다.” 슈나이더가 당시 상황을 회상하며 말했습니다.

결국 이 모든 조각이 하나로 합쳐져 플레이어는 지상과도 같이 정밀하고 다채로운 구름 속으로 날아오르며 비행하는 멋진 경험을 할 수 있게 되었습니다. 선윙의 등에 올라타서 말이죠.

버닝 쇼어스에서 기대되는 요소

불타는 해안으로 향하는 에일로이는 익숙한 기계 생명체, 그리고 익숙한 사람들과 마주치게 됩니다. 또한 에일로이는 자신의 세계를 탐험하는 새로운 방법을 발견하죠.

“메인 게임플레이 외에 그 자체로도 재미있고 즐거운 경험을 만드는 게 중요했습니다. 구름은 단순히 몰입감을 높여주는 배경이 아니라 그 자체로 탐험이 가능한 지형이죠. 플레이어는 구름 사이의 터널과 동굴 등 생각지도 못했던 요소를 탐험하면서 비행을 즐길 수 있습니다.” 슈나이더가 말합니다.