[eBook]셰이더 프로그래밍 입문 : 게임학과 학부생, 게임 프로그래머 지망생, 게임 프로그래머 1~3년차, 테크니컬 아티스트를 위한

출판사 : 한빛미디어발행일 : 2020년 01월14일 | 종이책 발행일 : 2012년 08월01일

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이 책이 제시하는 핵심 내용
실무에 바로 사용할 수 있는 셰이더 프로그래밍 입문서

어떤 독자를 위한 책인가?
게임 프로그래밍 학부생
게임 프로그래머 지망생
클라이언트쪽 게임 프로그래머 1~3년차
테크니컬 아티스트

이론이나 수학에 치우치지 않고 실무에 곧바로 쓸 수 있는 실용적인 셰이더 프로그래밍 입문서

이 책에서 다루는 내용은 정점셰이더와 픽셀셰이더를 이용한 셰이더 기법이다.

주요 내용
01 셰이더란 무엇이죠?
02 진짜 쉬운 빨강셰이더
03 텍스처매핑
04 기초적인 조명셰이더
05 물체에 색을 입히는 디퓨즈/스페큘러매핑
06 만화같은 명암을 입히는 툰셰이더
07 폴리곤 수를 늘리지 않고도 디테일을 추가할 수 있는 법선매핑
08 입방체 텍스처만 있으면 코드 2줄 만으로도 만들 수 있는 환경매핑
09 UV 애니메이션과 울렁효과
10 그림자 기법을 평정한 그림자매핑
11 흑백세피아 사진 만들기
12 외곽선 찾기와 양각효과

※ 이 책에서 DirectX 10과 11에서 새로 추가된 지오메트리(geometry), 헐(hull), 연산(compute) 셰이더를 다루지 않는 이유는 초급자에겐 좀 어려운 내용일 뿐만 아니라 아직 실무에서 널리 이용되지 않기 때문이다.

셰이더란?
화면에 출력할 픽셀의 위치와 색상을 계산하는 함수로서 셰이더의 최종 결과는 농담, 색조, 명암 효과를 조합한 RGB(Red, Green, Blue, Alpha) 색상 값 하나로 나타납니다. 미술시간에 수채화를 그려봤던 것을 떠올려봅시다. 일단 밑그림을 완성한 다음 물감의 색을 고르고, 여기에 물을 혼합시키는 양을 바꿔가면서 다양한 명암 효과를 만들어 냅니다. 하지만, 일단 그림이 완성되면 캔버스에 있는 결과는 결국 최종 색상뿐이죠? 셰이더 역시 온갖 기법을 이리저리 섞어 픽셀의 최종 색상 값을 구하는 것입니다.

예제 코드: http://www.hanb.co.kr/exam/1949
Q/A : http://kblog.popekim.com

책을 쓰게 된 배경
2007년 강의를 시작할 때 수업에 사용할 교과서를 찾기 위해 정말 많은 노력을 했지만 시중에 출간된 도서들 중 셰이더 입문서를 찾기란 거의 불가능했습니다. 몇 년이 지난 지금도 마찬가지입니다. 시중에 나와있는 셰이더 책들 대부분은 셰이더 코드를 작성할 수 있는 중고급 프로그래머만을 위한 것이었기 때문에 셰이더에 입문하는 학생들은 내용을 이해하지 못하고 포기하는 경우가 많았습니다. 그나마 셰이더 입문 내용이 DirectX 책에 담겨있는 경우가 있었지만 저자 나름 마땅한 책이 없다고 생각했던 이유는,

__ 셰이더는 구색 맞추기 식으로 포함되어 너무 수박 겉핥기식이다.
__ 학계에 계신 분들이 집필한 서적은 이론이나 문법 중심으로 이해하기 힘들다.
__ 실무에 사용되지 않는 내용을 너무 많이 담고 있다.
__ 지면수만 많아 책 값이 비싸다.

등 이었습니다. 결국 교과서 없이 강의를 시작했고 이론이나 수학에 치우치기보다는 실무에 적용할 수 있거나, 실무에서 사용할 수 있는 기초 개발 기법 중심으로 수업을 진행했습니다. 강의를 하면서 좋았던 점은 그리 어렵지 않게 생각했던 내용 중에 학생들이 이해하지 못하는 것을 하나씩 알아낼 때였습니다. 그래서 그걸 다시 쉽게 이해시킬 수 있도록 강의자료를 다듬고 다듬은 결과가 바로 이 책입니다.
강의를 하는 3년 내내 게임프로그래밍 학과 학생들이 이 과목을 AI 대학의 가장 훌륭한 수업으로 꼽을 정도였으니 좀 부끄럽지만 이 책을 여러분에게 자신있게 권해드립니다. 그리고 제 과목에서 만든 데모 프로그램을 포트폴리오로 삼아 Ubisoft 및 EA 같은 세계 유수의 회사에 취직한 학생들도 몇 됩니다. 저자 나름 가슴 뿌듯한 일입니다. 현 ...

추천사 TOP

셰이더란 참 이상한 기술입니다. 분명히 프로그래머가 알아볼 수 있는 언어로 구성되어 있고, 그 안의 프로세스도 지극히 하드코어한 공학적 내용입니다. 그렇지만 그런 수학적 프로그래밍 결과물이 예술이 되어 나오는, 공학과 예술이 조합된 신기한 세계라고 할 수 있습니다. 그 때문에 3D 게임을 제작할 때, 그래픽 아티스트가 셰이더에 대해 민감하게 관심을 가지고 접근하고 싶어하는 것도 이상한 일이 아닐 것입니다. 자신들의 작품이 더욱 아름답고 예술적으로 보이고 싶어하는 것은 아티스트의 본능에 가까운 것이니까요. 아티스트였던 저 역시 그랬습니다.
그 후에 제가 처음 셰이더라는 것에 관심을 가지고 프로그래머가 보는 책을 뒤적거렸을 때가 생각납니다. 지금은 물론 많이 바뀌었지만, 그 때에는 더더욱 셰이더라는 것은 엄연한 프로그래머의 분야였으며(외국은 어땠을지 잘 모르겠지만) 그래픽 아티스트는 범접할 수 없는 미지의 세계였었습니다. 물론 그 당시 그래픽 아티스트가 볼 수 있는 셰이더와 관련된 책은 전무했으며, 프로그래머를 위한 기초 셰이더 책도 기껏해야 한두 권 정도였습니다. 그리고 놀랍게도 지금도 크게 변하지 않았습니다. 여전히 많은 책에서 기초 셰이더는 3D 프로그래밍에 소속된 한 단원에 불가한 경우가 대부분이며, 그나마도 빈약하거나, 그래픽 아티스트를 전혀 배려하지 않은 철저하게 3D 프로그래머를 위해 씌여진 책이었습니다. 그래서 저와 같이 셰이더에 관심을 가지게 된 그래픽 아티스트는 전혀 알아듣지도 못하는 C++와 DirectX 프레임워크를 공부하며, 어떻게든 셰이더에 근접해 가기 위해 발버둥을 치다가 많은 좌절을 겪곤 했었습니다. 그리고 그때 정말 아쉬웠던 것이, 그래픽 아티스트를 조금이라도 배려한 셰이더 책이 한 권쯤 있으면 좋겠다는 것이었습니다. 셰이더는 사실 DirectX의 프레임워크를 제외하고, 구현이나 프로그래밍 수준은 무척 간단합니다. 그래픽 아티스트도 조금만 관심을 가지면, 적어도 어느 정도까지는 크게 어렵지 않게 접근할 수 있도록 만들어 놓은 언어입니다. 그렇지만 아티스트의 그 마음과 수준을 이해하고 고려하면서, 이런 전문적인 내용을 쉽게 설명할 수 있는 책을 집필할 수 있는 사람이 없었다는 것이 문제였습니다. 그리고 드디어, 프로그래머와 그래픽 아티스트를 모두 친절하게 고려한 셰이더 책이 처음으로 세상에 나오게 되었습니다. 이 책을 집필한 Pope Kim님은 캐나다에서 일류 그래픽 프로그래머로 오랜 기간 근무하면서, 대학에서 강의하면서 준비하고 정리한 지식을 이 책에 정리해 놓았습니다. 프로그래머와 그래픽 아티스트 모두를 고려한 내용을 말이지요!
다른 책에서는 한 번에 묶어서 설명하기 때문에 그래픽 아티스트도 어쩔 수 없이 같이 배워야 했던 DirectX 프레임워크를, 이 책에서는 선택사항으로 단원마다 분리해서 필요없는 그래픽 아티스트는 건너뛸 수 있도록 배려하고 있습니다. 게다가 어려운 수학과 이론은 건너뛰고, 바로 실습해 볼 수 있도록 친절하게 준비되어 있는 모습이 마치 그래픽 아티스트를 위해 씌여진 책으로 보일 정도라고 할 수 있습니다. 그렇다고 프로그래머에게 부족한 책도 아닙니다. 셰이더를 처음 시작하는 프로그래머가 셰이더에 대한 기본 개념을 실습을 통해 쉽게 잡을 수 있도록 구성되어 있기 때문에, 이 책은 그래픽 아티스트나 프로그래머 모두 만족할 수 있는 '실용적인' 책이라고 말할 수 있을 것입니다. 부디 이 책이 많은 사람에게 읽히고, 그들의 '즐거운 결과물'을 완성하는 데 밑거름이 되기를 바라는 바입니다.
- 정종필 / Ndoors Tecnical Art Director

...

목차 TOP

PART 1 셰이더 프로그래밍 기초
CHAPTER 01 셰이더란 무엇이죠?
__셰이더의 정의
____어휘적 접근
____구조적 접근
__셰이더 프로그래밍을 위한 기본준비
____렌더몽키
__DirectX 프레임워크 [선택사항]
__정리

CHAPTER 2 진짜 쉬운 빨강셰이더
__기초설정
__정점셰이더
____전역변수 vs 정점데이터
____정점셰이더의 입력데이터
____정점셰이더의 출력데이터
____전역변수
____정점셰이더 함수
__픽셀셰이더
____색의 표현방법
____픽셀셰이더 함수
__DirectX 프레임워크 [선택사항]
__정리

CHAPTER 3 텍스처매핑
__텍스처매핑과 UV 좌표
__기 ...

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