Deferred Rendering

Deferred Rendering

• 전통적인 방법인 Forward Rendering의 경우 Mesh 하나를 그릴 때 모든 계산을 한번에 시행하는 방법을 이용한다. 따라서 라이팅 계산수가 Mesh의 수에 비례하게 되고, 빛의 영향을 받지 않은 Mesh에 대해서도 연산을 시행하게 되어 불필요한 연산이 행해지게 되는 단점이 있다.

• 이러한 단점을 해결하기위해 만든 기술이 Deferred Rendering이 이번 주제이다.

• Deferred Rendering이란?

  • 멀티 렌더 타겟을 이용하여 Gbuffer라고 부르는 여러개의 버퍼에 불투명한 오브젝트의 정보를 렌더링한다.
  • GBuffer에 있는 정보는 Diffuse, Screen Space Normal, Specular, Smoothness, Screen Space Depth등의 정보가 기록된다.
  • 모든 오브젝트들의 GBuffer을 렌더링한 후(Defered) 이 정보를 토대로 라이팅을 처리하여 프레임 버퍼에 출력한다.

• GBuffer와 Light정보로 Position, Normal, Color, Diffuse Light, Specular Light 총 5개의 정보를 저장하고 저번에 만들어 놓은 UI에 출력하도록 설정하였다.

void RenderTargetGroup::Create(RENDER_TARGET_GROUP_TYPE groupType, vector<RenderTarget>& rtVec, shared_ptr<Texture> dsTexture)
{
	_groupType = groupType;
	_rtVec = rtVec;
	_rtCount = static_cast<uint32>(rtVec.size());
	_dsTexture = dsTexture;

	D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_DESC heapDesc = {};
	heapDesc.Type = D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_TYPE_RTV;
	heapDesc.NumDescriptors = _rtCount;
	heapDesc.Flags = D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_FLAG_NONE;
	heapDesc.NodeMask = 0;

	DEVICE->CreateDescriptorHeap(&heapDesc, IID_PPV_ARGS(&_rtvHeap));

	_rtvHeapSize = DEVICE->GetDescriptorHandleIncrementSize(D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_TYPE_RTV);
	_rtvHeapBegin = _rtvHeap->GetCPUDescriptorHandleForHeapStart();
	_dsvHeapBegin = _dsTexture->GetDSV()->GetCPUDescriptorHandleForHeapStart();

	for (uint32 i = 0; i < _rtCount; i++)
	{
		uint32 destSize = 1;
		D3D12_CPU_DESCRIPTOR_HANDLE destHandle = CD3DX12_CPU_DESCRIPTOR_HANDLE(_rtvHeapBegin, i * _rtvHeapSize);

		uint32 srcSize = 1;
		ComPtr<ID3D12DescriptorHeap> srcRtvHeapBegin = _rtVec[i].target->GetRTV();
		D3D12_CPU_DESCRIPTOR_HANDLE srcHandle = srcRtvHeapBegin->GetCPUDescriptorHandleForHeapStart();

		DEVICE->CopyDescriptors(1, &destHandle, &destSize, 1, &srcHandle, &srcSize, D3D12_DESCRIPTOR_HEAP_TYPE_RTV);
	}

	for (int i = 0; i < _rtCount; ++i)
	{
		_targetToResource[i] = CD3DX12_RESOURCE_BARRIER::Transition(_rtVec[i].target->GetTex2D().Get(),
			D3D12_RESOURCE_STATE_RENDER_TARGET, D3D12_RESOURCE_STATE_COMMON);

		_resourceToTarget[i] = CD3DX12_RESOURCE_BARRIER::Transition(_rtVec[i].target->GetTex2D().Get(),
			D3D12_RESOURCE_STATE_COMMON, D3D12_RESOURCE_STATE_RENDER_TARGET);
	}
}

void RenderTargetGroup::OMSetRenderTargets(uint32 count, uint32 offset)
{
	D3D12_CPU_DESCRIPTOR_HANDLE rtvHandle = CD3DX12_CPU_DESCRIPTOR_HANDLE(_rtvHeapBegin, offset * _rtvHeapSize);
	CMD_LIST->OMSetRenderTargets(count, &rtvHandle, FALSE/*1개*/, &_dsvHeapBegin);
}

void RenderTargetGroup::OMSetRenderTargets()
{
	CMD_LIST->OMSetRenderTargets(_rtCount, &_rtvHeapBegin, TRUE/*다중*/, &_dsvHeapBegin);
}

• RenderTarget의 용도를 SwapChain, Gbuffer, Lighting 총 3가지로 나누어 관리하고, 각 용도에 따라 알맞게 생성하고 관리한다.

#pragma region Object
	{
		shared_ptr<GameObject> obj = make_shared<GameObject>();
		obj->AddComponent(make_shared<Transform>());
		obj->GetTransform()->SetLocalScale(Vec3(100.f, 100.f, 100.f));
		obj->GetTransform()->SetLocalPosition(Vec3(0.f, 0.f, 150.f));
		shared_ptr<MeshRenderer> meshRenderer = make_shared<MeshRenderer>();
		{
			shared_ptr<Mesh> sphereMesh = GET_SINGLE(Resources)->LoadSphereMesh();
			meshRenderer->SetMesh(sphereMesh);
		}
		{
			shared_ptr<Shader> shader = GET_SINGLE(Resources)->Get<Shader>(L"Deferred");
			shared_ptr<Texture> texture = GET_SINGLE(Resources)->Load<Texture>(L"Leather", L"..\\Resources\\Texture\\Leather.jpg");
			shared_ptr<Texture> texture2 = GET_SINGLE(Resources)->Load<Texture>(L"Leather_Normal", L"..\\Resources\\Texture\\Leather_Normal.jpg");
			shared_ptr<Material> material = make_shared<Material>();
			material->SetShader(shader);
			material->SetTexture(0, texture);
			material->SetTexture(1, texture2);
			meshRenderer->SetMaterial(material);
		}
		obj->AddComponent(meshRenderer);
		scene->AddGameObject(obj);
	}
#pragma endregion


#pragma region UI_Test
	for (int32 i = 0; i < 5; i++)
	{
		shared_ptr<GameObject> sphere = make_shared<GameObject>();
		sphere->SetLayerIndex(GET_SINGLE(SceneManager)->LayerNameToIndex(L"UI")); // UI
		sphere->AddComponent(make_shared<Transform>());
		sphere->GetTransform()->SetLocalScale(Vec3(100.f, 100.f, 100.f));
		sphere->GetTransform()->SetLocalPosition(Vec3(-350.f + (i * 160), 250.f, 500.f));
		shared_ptr<MeshRenderer> meshRenderer = make_shared<MeshRenderer>();
		{
			shared_ptr<Mesh> mesh = GET_SINGLE(Resources)->LoadRectangleMesh();
			meshRenderer->SetMesh(mesh);
		}
		{
			shared_ptr<Shader> shader = GET_SINGLE(Resources)->Get<Shader>(L"Texture");

			shared_ptr<Texture> texture;
			if (i < 3)
				texture = GEngine->GetRTGroup(RENDER_TARGET_GROUP_TYPE::G_BUFFER)->GetRTTexture(i);
			else
				texture = GEngine->GetRTGroup(RENDER_TARGET_GROUP_TYPE::LIGHTING)->GetRTTexture(i - 3);

			shared_ptr<Material> material = make_shared<Material>();
			material->SetShader(shader);
			material->SetTexture(0, texture);
			meshRenderer->SetMaterial(material);
		}
		sphere->AddComponent(meshRenderer);
		scene->AddGameObject(sphere);
	}
#pragma endregion

• deferred 방식으로 구체 하나를 그리고, 그리는 과정을 거치면서 구체의 Gbuffer와 Lighting 정보가 RTG에 저장하여 보관된다.

*UI의 Texture를 RTG에 저장된 각 Texture로 지정하여 각 UI Box에 그려준다.

• 각각의 UI Box에 멀티 렌더 타겟에 저장된 정보를 담아주고 그것을 모두 합친 오브젝트를 그려준 모습이다.

1. Position
2. Normal Vector
3. Color
4. Diffuse Light
5. Specular Light