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3D 엔진

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개요

3D 엔진은 현재 개발 초기 단계에 있으며 아직 프로덕션용 게임 엔진에 필요한 필수 기능을 갖추고 있지 않습니다. 그러나 명확하고 미래 지향적인 개발 로드맵이 확립되었으며 완전히 동적인 전역 조명을 위한 가상화된 기하학 및 래디언스 캐스케이드와 같은 고급 시스템을 구현하기 위한 적극적인 작업이 진행되고 있습니다. 개발이 진행됨에 따라 Unity 워크플로와 원활하게 통합되는 C# 게임 엔진 구축을 목표로 내년부터 커뮤니티를 육성할 계획입니다. 귀하의 지원으로 우리는 최신 게임 개발 요구 사항을 충족하는 편집기를 갖춘 강력하고 사용자 친화적인 엔진을 만들 수 있습니다.

핵심기술

윈도우 앱 SDK

  • WinAppSDK를 사용하여 Windows 11용 아름답고 현대적인 앱을 만들어보세요.

소용돌이.Windows

  • Vortice.Windows는 다음을 포함한 주요 Windows 라이브러리에 대한 바인딩을 제공합니다.
    • DXGI, WIC, DirectWrite, Direct2D, Direct3D9, Direct3D11, Direct3D12, XInput, XAudio2, X3DAudio, DirectInput, DirectStorage, DirectML, UIAnimation 및 DirectSound.

엔터티 구성 요소 시스템(ECS)

  • ECS는 고성능의 유연한 게임 개발을 위한 디자인 패턴입니다. 이는 데이터와 동작의 분리를 강조하고 "상속보다 구성" 원칙을 지원하여 성능과 코드 재사용성을 향상시킵니다.

범용 장면 설명(OpenUSD / USD.NET)

  • OpenUSD 는 3D 컴퓨터 그래픽 데이터 교환을 위한 프레임워크입니다. 프레임워크는 협업, 비파괴 편집, 그래픽 데이터에 대한 다양한 보기 및 의견 활성화에 중점을 둡니다.

샘플 프로젝트

복셀 샌드박스

3D 엔진의 기능을 보여주는 3D 엔진 샘플 프로젝트입니다. Voxel Sandbox는 다음 기능을 구현합니다.

  • 청크 생성 : 광대한 세계를 위해 복셀 기반 청크를 절차적으로 생성합니다.
  • 노이즈 샘플링 : 노이즈 알고리즘을 활용하여 사실적인 지형 변화를 생성합니다.
  • Mesh Generation : 효율적인 렌더링을 위해 복셀 데이터를 기반으로 메쉬를 동적으로 생성합니다.
  • 캐릭터 컨트롤러 : 플레이어의 움직임과 상호작용을 위해 반응형 캐릭터 컨트롤러를 구현합니다.
  • 최적화된 셰이더 : 성능에 최적화되고 복셀 및 낮은 메모리 사용량을 목표로 하는 맞춤형 셰이더를 제공합니다.

모든 구성 요소는 C#으로 작성되어 3D 엔진의 기능을 활용하여 모든 기능을 갖춘 애플리케이션을 구축하는 방법을 보여줍니다.

NuGet 패키지

3DEngine NuGet 패키지 :

프로젝트에 통합하려면 NuGet 패키지 관리자를 통해 패키지를 설치하세요.

3DEngine dotnet add package Costura.Fody ./Project.csproj">
dotnet new console -n Project
cd Project
dotnet add package 3DEngine
dotnet add package Costura.Fody
./Project.csproj

설치 프로젝트:

3DEngine" Version="3.1.0" /> <PackageReference Include="Costura.Fody" Version="5.7.0"> <PrivateAssets>all</PrivateAssets> </PackageReference> </ItemGroup> <ItemGroup> <Content Update="$(NuGetPackageRoot) 3DEngine 3.1.0contentFilesanynet8.0-windows10.0.22621AssetsResources***"> <CopyToOutputDirectory>PreserveNewest</CopyToOutputDirectory> </Content> </ItemGroup> <ItemGroup> <None Update="AssetsGeneratorsFileNamesEnumGenerator.tt"> <Generator>TextTemplatingFileGenerator</Generator> <LastGenOutput>FileNamesEnumGenerator.cs</LastGenOutput> </None> </ItemGroup> <ItemGroup> <Service Include="{508349b6-6b84-4df5-91f0-309beebad82d}" /> </ItemGroup> <ItemGroup> <Compile Update="AssetsGeneratorsFileNamesEnumGenerator.cs"> <DesignTime>True</DesignTime> <AutoGen>True</AutoGen> <DependentUpon>FileNamesEnumGenerator.tt</DependentUpon> </Compile> </ItemGroup> </Project>">
< Project Sdk = " Microsoft.NET.Sdk " >
    < PropertyGroup >
        < OutputType >WinExe</ OutputType >
        < TargetFramework >net8.0-windows10.0.22621.0</ TargetFramework >
        < ImplicitUsings >enable</ ImplicitUsings >
        < SatelliteResourceLanguages >en</ SatelliteResourceLanguages >
        < PlatformTarget >x64</ PlatformTarget >
        < PublishAot >true</ PublishAot >
    </ PropertyGroup >

    < ItemGroup >
      < None Remove = " FodyWeavers.xml " />
    </ ItemGroup >

    < ItemGroup >
        < PackageReference Include = " 3DEngine " Version = " 3.1.0 " />
        < PackageReference Include = " Costura.Fody " Version = " 5.7.0 " >
          < PrivateAssets >all</ PrivateAssets >
        </ PackageReference >
    </ ItemGroup >

    < ItemGroup >
        < Content Update = " $(NuGetPackageRoot) 3DEngine 3.1.0contentFilesanynet8.0-windows10.0.22621AssetsResources*** " >
            < CopyToOutputDirectory >PreserveNewest</ CopyToOutputDirectory >
        </ Content >
    </ ItemGroup >

    < ItemGroup >
      < None Update = " AssetsGeneratorsFileNamesEnumGenerator.tt " >
        < Generator >TextTemplatingFileGenerator</ Generator >
        < LastGenOutput >FileNamesEnumGenerator.cs</ LastGenOutput >
      </ None >
    </ ItemGroup >
    
    < ItemGroup >
      < Service Include = " {508349b6-6b84-4df5-91f0-309beebad82d} " />
    </ ItemGroup >
    
    < ItemGroup >
      < Compile Update = " AssetsGeneratorsFileNamesEnumGenerator.cs " >
        < DesignTime >True</ DesignTime >
        < AutoGen >True</ AutoGen >
        < DependentUpon >FileNamesEnumGenerator.tt</ DependentUpon >
      </ Compile >
    </ ItemGroup >
</ Project >

Visual Studio의 Assets 폴더에 있는 파일에 대해 "PreserveNewest"가 설정되어 있는지 확인하세요. NuGet 패키지 3DEngine 3.1.0의 경로를 바꿉니다.

설치 프로그램: 

 class Program
{
    [ STAThread ]
    private static void Main ( ) =>
        new Engine . Program ( ) . Run (
            config : Engine . Config . GetDefault (
              windowCommand : Engine . WindowCommand . Show ,
              presentInterval : Engine . PresentInterval . Immediate ,
              multiSample : Engine . MultiSample . x4 ,
              resolutionScale : 1 ,
              title : "3D Engine" ,
              width : 2560 , height : 1440 ,
              renderGUI : true , defaultBoot : true ) ,
            initialization : ( ) => 
              Engine . Kernel . Instance . SystemManager . MainEntityManager . CreateEntity ( ) . AddComponent < GameManager > ( ) ,
            frame : ( ) => { } ) ;
}

예시 스크립트: 

 using System ;
using System . Collections ;
using System . Numerics ;

using Engine ;
using Engine . Buffer ;
using Engine . Components ;
using Engine . DataStructures ;
using Engine . ECS ;
using Engine . Editor ;
using Engine . Framework ;
using Engine . Graphics ;
using Engine . GUI ;
using Engine . Helper ;
using Engine . Runtime ;
using Engine . Utilities ;

public class Example : Component
{
    [ ToolTip ( "This is a ToolTip" ) ]
    [ Show ]
    private string _visibleString = "This field is private" ;
    [ Hide ]
    public string HiddenString = "This field is public" ;
    [ ShowOnly ]
    public string ShowOnlyString = "This string is not editable" ;
    public int Int ;
    public float Float ;
    public Vector2 Vector2 ;
    public Vector3 Vector3 ;
    public Vector4 Vector4 ;
    [ Slider ( 1 , 100 ) ]
    public float Slider ;
    public bool Bool ;
    [ If ( "Bool" , "True" ) ]
    [ ShowOnly ]
    public string IfField = "This field is only visible if the bool is true" ;
    [ IfNot ( "Bool" , "True" ) ]
    [ ShowOnly ]
    public string IfNotField = "This field is only visible if the bool is not true" ;
    [ Color ]
    public Vector4 Color ;
    public Entity ? _Entity ;
    [ Space ]
    [ Header ( "Header" ) ]
    public event Action ? Event ;

    // This is the base function of OnRegister.
    public override void OnRegister ( ) =>
        ScriptSystem . Register ( this ) ;
      
    public override void OnAwake ( ) { }
    public override void OnStart ( ) { }
    public override void OnUpdate ( ) { }
    public override void OnLateUpdate ( ) { }
    public override void OnFixedUpdate ( ) { }
    public override void OnRender ( ) { }
    public override void OnGUI ( ) { }
    public override void OnDestroy ( ) { }
}

사용 예: 

 Engine . Loader . ModelLoader . LoadFile ( Engine . ModelFiles . Model ) ;
Engine . Loader . ModelLoader . LoadFile ( Engine . Utilities . AssetPaths . MESHES + "Model.obj" ) ;

Engine . Loader . ImageLoader . LoadFile ( Engine . TextureFiles . TextureAtlas ) ;
Engine . Loader . ImageLoader . LoadFile ( Engine . Utilities . AssetPaths . TEXTURES + "Texture.png" ) ;

Engine . Kernel . Instance . Context . CreateShader ( Engine . Utilities . AssetPaths . SHADERS + "Shader" ) ;
Engine . Kernel . Instance . Context . CreateComputeShader ( Engine . Utilities . AssetPaths . COMPUTESHADERS + "ComputeShader" ) ;

Entity . AddComponent < Example > ( ) ;

Entity . Manager . CreateEntity ( name : "Controller" ) . AddComponent < PlayerController > ( ) . Initialize ( this ) ;
Entity . Manager . CreateEntity ( name : "Sky" ) . AddComponent < DefaultSky > ( ) . Initialize ( ) ;

var mesh = Entity . Manager . CreateEntity ( ) . AddComponent < Mesh > ( ) ;

mesh . SetMeshData ( ModelFiles . Model ) ;
mesh . SetMeshData ( Assets . Meshes [ "Model.obj" ] ) ;
mesh . SetMeshData ( vertices , indices , positions , new InputLayoutHelper ( ) . AddPosition3D ( ) . AddUV ( ) ) ;

mesh . SetRootSignature ( ) ;
mesh . SetRootSignature ( new RootSignatureHelper ( ) . AddConstantBufferView ( 2 ) . AddShaderResourceViewTable ( ) ) ;

mesh . SetMaterialTextures ( TextureFiles . Texture ) ;
mesh . SetMaterialTextures ( textureEntries : [ new ( "Texture.png" , 0 ) ] ) ;

mesh . SetMaterialPipeline ( ShaderFiles . Shader ) ;
mesh . SetMaterialPipeline ( "Shader" ) ;

Engine . Utilities . Output . Log ( Entity . Transform . Position ) ;

if ( Input . GetKey ( Key . Escape , InputState . Down ) )
{
    PAUSED = ! PAUSED ;

    if ( PAUSED )
        Input . SetMouseLockState ( MouseLockState . Unlocked ) ;
    else
        Input . SetMouseLockState ( MouseLockState . LockedInvisible , 0.5 , 0.5 ) ;
}

if ( ! PAUSED )
    Input . SetCursorIcon ( SystemCursor . IDC_CROSS ) ;

솔루션 구조

3D 엔진 저장소에는 다음이 포함됩니다.

  • 3DEngine (패키지)
  • 편집자
  • 엔진

편집기와 엔진 모두에 대해 3DEngine (패키지)을 MSIX 애플리케이션으로 빌드하거나 엔진을 이식 가능한 Win32 애플리케이션으로 빌드할 수 있습니다.

향후 기능 및 개발 로드맵

  • USD 통합
  • 재료
  • 렌더 텍스처
  • 컴퓨팅 셰이더
  • 후처리
  • 기즈모
  • 비동기 재투영
  • 래디언스 캐스케이드(Alexander Sannikov)
  • 가상화된 기하학(Nano Tech, Chris K)
  • 네트워킹
  • 공간 오디오
  • 피직스 5
  • Xbox 플랫폼으로 빌드 내보내기

빌드 지침

3D 엔진을 컴파일하려면 다음 구성 요소가 포함된 Visual Studio 2022가 있어야 합니다.

  • 윈도우 앱 SDK
  • 다음을 포함하는 Visual Studio 설치 관리자:
    • .NET 8.0 SDK
    • 윈도우 11 SDK(10.0.22621.0)

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