ISTQB CT-GaMe 실러버스를 다시 공부하며 (3. 그래픽 테스팅1)

본 ISTQB CT-GaMe 실러버스를 공부하며게시글은 이미 ISTQB CT-GaMe 자격증을 취득하였음에도 이 후 지속적으로 취업을 준비하는 중,

게임 테스트에 대한 이론 지식 습득 및 보완 및 취업 후 원활한 테스트 작업 수행을 위해 CT-GaMe 실러버스 v1.0.1을 바탕으로 학습한 내용을 정리하고 있습니다.

 

본 내용의 실러버스는 아래 첨부한 KSTQB의 학습 자료실 링크를 통해 다운 받아 학습하실 수 있습니다.

https://www.kstqb.org/board_skin/board_view.asp?idx=1874&page=1&bbs_code=4&key=0&word=&etc=

KSTQB

 

 

 

게임 그래픽의 콘텐츠의 특징

 

모든 게임은 사용자가 게임 진행 상황을 시각적으로 확인할 수 있게 하는 다양한 그래픽 요소를 가지고 있다.

 

여러 전문가가 게임용 그래픽 오브젝트를 만드는 과정에서 각자의 역할을 수행한다.

역할	책임
아티스트	게임에서 사용되는 다양한 그래픽 콘텐츠 제작
3D 모델러	게임 오브젝트의 3D 모델 제작
덱스쳐 디자이너	게임 오브젝트의 텍스쳐 제작
애니메이션 전문가	게임 오브젝트의 애니메이션 작업
테크니컬 아티스트	기술적 테스팅을 수행
테스터	비디오게임 엔진에서 그래칙 오브젝트 테스트

 

게임 테스터는 게임 예산과 그래픽 콘텐츠의 양에 관계없이 각 게임에 부분적, 전체적으로

또는 개별적으로 존재하는 다양한 영역을 염두에 두고 테스트해야 한다.

 

레벨(게임 맵)

레벨은 게임 내 가상 세계의 독립된 영역으로, 일반적으로 건물이나 도시와 같은 특정 장소를 나타낸다.

이 용어는 초기 TRPG에 있었던 던전의 레벨에서 유래한 것으로

현재는 어떤 형태로든 거의 모든 비디오게임에 레벨이 존재한다.

 

모델

모델은 컴퓨터 그래픽 오브젝트를 의미하며,

이미지를 만드는 방법에 따라 그래픽을 2D 그래픽, 3D 그래픽, CGI로 나눌 수 있다.

 

2D 그래픽

2D 컴퓨터 그래픽은 그래픽 정보의 표현 방식과 그에 따른 이미지 처리 알고리즘에 따라 분류된다.

일반적으로 2D 컴퓨터 그래픽은 벡터(vectors)와 레스터(rasters)로 구성되지만,

프랙털(fractal)을 사용한 이미지 표현 방식도 있다.

 

3D 그래픽

3D 그래픽은 3D 공간의 오브젝트를 사용하며, 3D 컴퓨터 그래픽은 영화와 컴퓨터 게임에 널리 사용한다 

 

3D 그래픽은 폴리곤과 복셀로 나눌 수 있는데

폴리곤(다각형, Polygonal) 그래픽은 3D 컴퓨터 그래픽 및 볼류메트릭 모델링에서

다면체 오브젝트의 모양을 정의하는 꼭짓점, 모서리 그리고 면의 모음이다.

면은 일반저긍로 렌더링을 단순하게 하는 삼각형, 사각형 또는 기타 단순한 볼록 다각형을 사용한다.

 

복셀(3D 화소, Voxels)은 6개의 직사각형 폴리곤을 합쳐 놓은 가상 요소이다.

가상 세계의 모든 것은 물리적 화면에 픽셀로 표시되어야 한다.

복셀 그래픽은 래스터 그래픽과 유사하며,

오브젝트는 3D 모양의 집합, 대부분의 경우에 큐브로 구성된다.

 

컴퓨터 생성 이미지(CGI) 그래픽

CGI는 계산을 기반으로 컴퓨터가 획득한 3D 이미지로 시각 예술, 인쇄, 텔레비전 및 시뮬레이터에서

영화적인 특수 효과를 내는데 사용한다.

동영상 이미지는 CGI 그래픽의 세부 영역인 컴퓨터 애니메니션으로 만들어진다.

 

텍스쳐

텍스쳐는 폴리곤 모델의 표면에 적용된 비트맵으로 색상 또는 돋움 효과를 제공한다.

넓게 봤을 때 텍스쳐는 조각 이미지 표면의 패턴으로 생각할 수 있다.

텍스쳐를 사용하면 폴리곤으로 생성하기에는 자원적으로 비효율적인 작은 표면 오브젝트와 기타 오브젝트를 재현할 수 있다.

텍스쳐 표면의 품질은 최소 텍스쳐 단위당 픽셀 수를 나타내는 텍셀에 의해 결정된다.

 

텍츠쳐 테스팅의 주요 목적은 시각적 오브젝트의 텍스쳐 존재 유뮤 및 표시 정확성과 균일성을 테스트하는 것이다.

게임 테스쳐의 해상도가 높다면 낮은 품질의 텍스쳐는 없어야 한다.

 

충돌(Collisions)

충돌은 서로 충돌하는 오브젝트를 처리하는 특성이다.

컴퓨터 게임, 특히 콘솔 게임은 제한된 하드웨어 자원과 매우 제한된 게임플레이 시간에 많은 작업을 분배해야 하는 어려움이 있다.

뿐만 아니라 비교적 원시적이고 부정확한 충돌 감지 알고리즘으로 충돌을 개발해야 한다.

그럼에도 불구하고 게임 개발자들은 게임 오브젝트 간의 상호작용을 눈으로 보기에 믿을 수 있고 비교적 사실적인 방법으로 표현할 수 있었다.

 

대부분의 컴퓨터 게임에서 충돌과 침입을 피해야 하는 주요 오브젝트는 레벨의 풍경과 환경이다.

여기에는 정적이고 상호작용하지 않으며, 파괴할 수도 없는 구조물이 포함된다.

이 경우 캐릭터는 하나의 점으로 표현되면, 공간의 이진 분할 방법이 사용된다.

결과적으로 오브젝트는 관찰자로부터의 거리에 따른 시각적 오브젝트 정렬 및 충돌 감지를 포함하여

3D 컴퓨터 그래픽에 대한 작업을 효율적으로 수행하기 위해 사용되는 데이터 구조 형태로 제공된다.

이는 캐릭터를 나타내는 점이 환경에 있는지를 테스트하는 실행 가능하고, 간단하면서 효과적인 방법을 제공한다.

캐릭터와 다른 동적 오브젝트 간의 충돌은 별도로 고려하고 처리한다.

 

애니메이션

모델에 애니메이션을 적용하기 전에 "본(skeleton)"이 만들어지며,

이 과정을 리깅(rigging)이라고 한다.

애니메이션이 필요한 모든 생명체와 오브젝트 모델은 가상 본을 가질 수 있다.

모델의 본은 손을 움직이면 손바닥의 뼈도 움직이는 것처럼 서로 의존적이다.

모든 애니메이션은 리깅과 스키닝(skinning)이 얼마나 잘 됐는지에 따라 달라진다.

 

애니메이션은 움직이는 이미지, 즉 물체의 움직임 및 모양 변경을 구현하는 환상을 만드는 기술이다.

모핑(morphing)은 빠른 주기로 서로 교차하는 정적 이미지 시퀀스를 사용한다.

 

시각효과(Effects)

시각효과는 두 가지 주요 유형으로 나눌 수 있다.

• 게임플레이 효과 (상호작용 효과)
• 자연 효과 (환경 효과)

적용되는 원칙은 프로젝트에 따라 다르며,

게임플레이 시각효과는 여러 장르 중에서도 격투 게임과 RPG에서 더욱 중요하다.

슈팅 게임 등 다른 게임 장르도 있으며 게임플레이만큼 자연효과가 중요한 특히 사실적인 장르도 있다.

 

조명(Scene Lighting)

플레이어가 장면을 보려면 조명이 필요하다.

빛은 감정에 영향을 미치며, 이미지와 감정적 반으으 사이의 연결고리에는

캐릭터, 플롯, 사운드, 게임 메커니즘 구축에 사용할 수 있는 또 하나의 강력한 수단을 제공한다.

이 경우 빛과 표면의 상호작용은 밝기, 색상, 대비, 그림자, 또 기타 여러 효과에 영향을 줄 수 있다.

 

인간의 눈은 구조적 특성상 110° 이내에서 3차원으로 물체를 인식하고,

색깔의 경우 더 좁은 범위에서 인식한다.

인간이 가장 먼저 인식하는 것이 중심 시야이기 때문에 디자이너가 의도한 대로

플레이어가 확실히 보아야 하는 중요한 요소는 여기에 두어야 한다.

 

주변 시야는 정황을 제공하고 중심 시야를 보강한다.

비디오게임에서 주변 시야에 속한 요소가 필요한 정황을 제공하지 않거나, 중심 시야에 있는 요소와 모순되면

디자이너와 플레이어 간의 연결이 끊어지게 된다.

 

조명의 올바른 사용에 대한 예시

• 중심 시야로 떨어지는 빛이 플레이어를 안내한다.
• 조명은 프레임을 바꿀 수도 있다.
• 조명은 두려움과 같은 분위기를 연출하고 조성할 수 있다.
• 빛의 방향은 게임 레벨에서 특정 요소를 찾는 것을 더 쉽게 하거나 더 복잡하게 만들 수 있다.
• 조명을 부족하게 또는 과다하게 주는 방법을 통해 플레이어가 특별한 아이템 사용이나 행동을 하도록 강요할 수 있다.

조명은 게임의 미학을 만들고 게임 경험에 영향을 미치기 떄문에 가장 중요한 벨리데이션 대상 중 하나이다.

따라서 시각 예술, 영화, 건축에서 볼 수 있는 많은 조명 기술이

컴퓨터 게임 가상 공간의 미학을 보완하고, 플레이어의 경험을 향상하는데 사용된다.

그러나 영화나 연극과는 매우 다르게 게임의 조명 환경은 역동적이고 예측하기 힘들다.

정적 조명 외에 동적 조명도 사용한다.

조명은 상호작용성과 적합한 감정을 더해주는 역할을 한다.

 

역사적 사실의 정확성

그래픽 요소, 애니메이션, 효과 등 모든 항목은 전체 플레이 스타일과 맞아야 한다.

오브젝트, 모델 또는 위치를 설명하는 텍스트 또는 음성은 이전 프로토타입에서의 설명과 일치해야 한다.

 

풍부하고 복잡한 그래픽 콘텐츠는 컴퓨터 게임과 다른 소프트웨어의 주요 차이점 중 하나이다.

이것은 테스트 접근법에 큰 영향을 주는데,

게임에서 그래픽을 테스트하려면 테스터는 물리한 및 광학 지식도 있어야 하며, 색상 조합 기술 및 역사 지식도 가지고 있어야 한다.

그래픽 테스팅이 중요한 테스팅 활동 중 하나인 이유는 여기에 대부분의 결함이 집중되어 있으며,

게임에 대한 사용자의 인식과 게임 경험에 직접적인 영향을 미치기 때문이다.

 

 

그래픽 콘텐츠 결함 유형

 

그래픽 테스팅에서 많이 식별하는 결함 유형은 시각적 결함이다.

그래픽 결함에는 화면의 이미지 깨짐, 텍스쳐 없음, 이미지 특정 영역이 예기치 않게 잘리는 문제 등이 포함된다.

 

모바일 게임용 그래픽과 애니메이션을 만들 때 PC 와 동일한 엔진을 사용한다.

차이점은 특정 플랫폼과 해당 플랫폼에 사용되는 하드웨어 및 기능에 맞게 엔진을 조정한다는 것이다.

따라서 이러한 게임에서 발생한느 결함은 비슷하다.

 

텍스쳐 누락(Lack of texture)

텍스쳐를 테스트할 때 가장 자주 발생하는 결함은 다음과 같다

• 그래픽 오브젝트의 텍스쳐 누락
• 게임플레이 중 텍스쳐 사라짐
• 임시 텍스쳐 및 스텁(stubs)

처음 두 가지 유형의 결함은 그래픽 프로세서의 성능 부족 또는 오래된 그래픽 카드 드라이버와 관련된 경우가 많다.

이에 비해 마지막 유형의 결함은 개발 과정에서의 오류로 나타날 수 있다.

 

세부 표현 수준(LoD, Level of Detail)

최근 3D 게임에서는 카메라와 거리가 다른 많은 물체를 동시에 표현하는 경우가 있으며,

시스템 부하를 줄이기 위해 개발자는 LoD 기술을 사용한다.

개발자가 새로운 게임 오브젝트를 만들 때 오브젝트 모델의 여러 변형을 게임에 추가한다.

여기에는 폴리곤이 적고 형상(geometry)이 단순한 모델(로우-폴리 모델)과

폴리곤이 많고 보다 구체적인 모델(하이-폴리 모델)이 포함된다.

 

카메라까지 거리에 따라 폴리곤 수가 다른 동일한 오브젝트 모델을 사용하여 표현한다.

카메라에 근접하여 최대 이미지 품질을 달성해야 하는 경우엔 하이-폴리 모델을 사용한다.

카메라가 멀어지면 폴리곤이 적게 사용된 덜 상세한 모델로 대체한다.

충분히 먼 거리에서는 모델이 실루엣으로만 표현되거나, 전혀 렌더링 되지 않는다.

이로서 처리해야 하는 폴리곤의 수를 줄이고, 게임 성능을 높일 수 있다.

 

LoD 기술은 자동화된 프로그램이 인간 플레이어를 대신하여 게임을 플레이하는 봇의 애니메이션, 본, 인공지능에도 사용된다.

 

개발자는 또한 현재 프레임 속도, 화면에서 오브젝트의 이동 속도 및 동시에 표시되는 오브젝트의 총 수 에 따라

세부 표현 수준을 변경한다.

 

LoD 사용으로 인한 결함은 주로 시스템의 낮은 성능과 관련이 있다.

개발자는 오브젝트의 세부 정보 증가 또는 모델 변경이 플레이어의 눈에 띄지 않고 원활하게 되도록 노력하지만, 항상 그렇게 되진 않는다.

성능이 낮은 하드웨어에서 실행되는 게임의 경우, 로우-폴리 모델이 하이-폴리 모델로 충분히 빨리 교체되지 않을 수 있다.

결과적으로 물체에 접근하는 플레이어는 더 나은 모델로 대체되기 전에 먼저 "엉성한" 모델을 보게 될 수 있다.

 

충돌

총돌은 게임의 오브젝트가 정해진 영역을 가지고 다른 오브젝트와의 충돌에 반응하는 방식이다.

오브젝트 모델이 완성되면 환경 및 다른 오브젝트와 상호작용할 수 있도록

콜리전 메시(collision mesh) 또는 콜라이더(collider)를 생성한다.

이것은 보이진 않지만, 다른 오브젝트와의 충돌을 계산하기 위한 오브젝트의 단순화된 형태이다.

콜라이더는 오브젝트의 물리적 모델이라고 할 수 있다.

플레이어에게 보이지 않지만, 모든 콜라이더의 충돌은 비디오게임 엔딘에 의해 처리된다.

 

콜라이더는 모델의 메시와 모량이 대략 비슷해야 하지만, 상당히 대략적인 근사치로도 충분한 경우가 많다.

환경에 속한 대부분의 정적 오브젝트의 경우 개발자는 로우-폴리 콜라이더를 사용한다.

이렇게 하면 게임플레이 상으로는 차이를 느낄 수 없지만, 화면에 보이는 모든 오브젝트의 처리 효율성이 향상된다.

이 경우 콜라이더의 크기는, 특히 플레이어가 특정 오브젝트와 직접 상호작용할 수 있는 경우, 보이는 모델과 일치해야 한다.

 

오브젝트의 콜라이더가 시각적 모델보다 훨씬 작으면 캐릭터가 "텍스쳐로 들어가거나" 통과할 수 있다.

엄밀히 말하면 텍스쳐로 들어간다는 문장은 올바르지 않지만,

캐릭터가 다른 오브젝트와 부분적으로 또는 완전히 겹쳤을 때 플레이어가 보게 되는 것을 완벽하게 설명한다.

이러한 장애는 플레이어에게 불공정한 게임 이점을 제공할 수 있으므로, 멀티플레이어 게임에서 가장 치명적이다.

그렇기에 PvP 모드의 맵에서 이러한 오브젝트에 더 많은 주의를 기울여야 한다.

 

그렇지만 게임의 일부 오브젝트는 장식이며 충돌이 전혀 일어나지 않을 수 있는데

게임 메커니즘이 여기에 적용된다.

 

오브젝트의 콜라이더 크기가 보이는 모델보다 크면 캐릭터가 보이지 않은 벽에 기대거나

작은 지지대 위에 공중 부양하는 상황이 발생할 수 있다.

이러한 장애는 의도하지 않은 방법으로 게임을 정복하는데 사용되기도 한다.

이른바 스피드 러너는 개발자가 게으르거나 잊어버려서 주변 오브젝트의 콜라이더 크기를 조정하지 않은 위치를 찾게 된다.

그래서 플레이어는 해당 영역의 상당 부분을 우회하여 정복 시간을 줄일 수 있게 된다.

 

타격 영역(Hit boxes)

캐릭터 또는 게임 오브젝트가 적의 총알/발사체 등으로부터 피해를 볼 수 있다고 가정하면

전투 중 오브젝터 표면의 각 지점의 위치를 계산하고 명중 여부를 판단해야 한다.

복잡한 모양의 오브젝트인 경우 여기에 많은 연산이 필요하고 항상 정확한 것도 아니다.

이러한 계산을 단순화하기 위해 타격 영역의 개념을 사용한다.

 

타격 영역의 예시로

2D 플랫폼 또는 격투 게임의 경우 하나 이상의 직사각형을 사용할 수 있으며,

그럴 경우 상대적 위치도 계산하기 쉽다.

 

3D 오브젝트의 경우 가장 간단한 형태의 타격 영역은 구체가 되는데,

계산을 하려면 중심과 반경만 있으면 된다.

이렇게 하면 특정 시점에 총알이나 다른 물체가 이 구 안에 있는지 쉽게 판단할 수 있기 때문이다.

하지만, 구체에 비해 빈 곳이 적기때문에 평행 파이프 타격 영역이 더 적합한 모양으로 밝혀졌으며,

계산도 물체의 중심점과 길이, 너비, 높이 등 세 가지 값만 있으면 된다.

 

신뢰성을 높이기 위해 모델의 각 영역에 대한 복수의 타격 영역으로 오브젝트를 묘사할 수 있다.

그러나 모델에서 손상될 수 있는 부분과 피해를 줄 수 있는 부분이 항상 일치하는 것은 아니다.

따라서 일부 게임에서는 동일한 오브젝트에 대해 타격 영역과 피격 영역을 별도로 할당하여

피해를 주는 영역과 피해를 받는 영역을 정의한다.

 

캐릭터가 피해를 보아야 하는 지 여부를 결정하기 위해 무기의 타격 영역과 캐릭터의 피격 영역이 겹치는지 테스트한다.

타격 영역을 다룰 때 테스터의 주요 임무는 공격받은 것으로 보이는 영역이 실제 결과와 일치하는지 테스트하는 것이다.

 

기타 결함

주요 프로젝트를 진행할 때 모델 제작의 각 단계는 많은 승인과 확인 과정을 거친다.

아티스트, 모델러, 텍스쳐 아티스트 등이 테스트를 수행한다.

그런데도 테스터는 개발 과정에서 생성된 시각적 결함을 여전히 찾을 수 있다.

 

역사적 사실과 프로토타입과의 불일치

게임의 장르에 따라 플레이어는 비현실적인 요소도 받아들일 수 있다.

그러나 현실성을 주장하는 게임의 경우 비고증 요소에 대해 지적하는 세심한 플레이어가 있을 수 있다.

그렇기 때문에 테스터는 테스트 대상이 실제로 어떻게 생겼는지 상상하기 위해

가능하면 테스트 대상의 사진을 적어도 두 장 이상 살펴보는 것이 좋다.

 

공중 부양 오브젝트

여러 전문가가 동시에 한 장소에 대한 작업을 할 수 있다.

일부는 오브젝트를 추가하거나 제거하고 다른 전문가는 지형의 형상을 바꾸거가 타일을 수정하고 있을 수 있다.

이 때문에 기존의 "지지대"가 제거되어 오브젝트가 지형에 함몰되거나 공중에 매달리는 결함이 나타날 수도 있다.

 

텍스쳐의 시각적 결함

이러한 결함은 큰 맵 및 지형에서 여러 텍스쳐가 혼합된 위치에서 가장 자주 발견된다.

 

조명 결함

• 조명 결함은 다음과 같다.
• 전반적인 조명 결함
• 점광원의 결함
• 탐조등 광원의 결함
• 면적을 갖는 광원의 결함
• 방향성 광원의 결함
• 발광 광원의 결함
• 확산 광원의 결함

최신 비디오게임 엔진에는 광학 법칙에 따라 다양한 유형의 광원을 만드는 고급 기능이 포함되어 있다,

그러나 조명 설정 오류, 개발자 경험 부족 등으로 조명이 이상적이지 않은 게임이 여전히 존재한다.

시각적 구성은 플레이어가 게임 환경을 인식하는 방식에 큰 영향을 미치며

그들이 감정적으로 빠져들기에 적절한 분위기를 조성한다.

디자이너는 시각적 무결성을 만들어 이에 대처해야 한다.

 

애니메이션 결함

이 결함은 스키닝이라고 하는 모델에 본을 맞추는 과정에서 발생한다.

모델에 본이 많을수록 더 실제처럼 느껴지는 애니메이션을 만들 수 있다.

주인공의 머리카락 등 다양한 오브젝트를 애니메이션 할 수 있다.

모델의 뼈는 서로 연결되어 있으며, 따라서 손이 움직이면 손바닥의 뼈도 움직인다.

이후의 모든 애니메이션은 리깅 및 스키닝 중 모든 것이 얼마나 실제처럼 수행되고 설정되었는지에 따라 달라진다.

디자이너의 실수로 다양한 애니메이션에서 캐릭터의 팔/다리가 길어지고,

일부 모델 구성요소가 나머지와 "분리되는" 현상이 생길 수 있다.

이러한 오류는 다른 모델과 충돌하는 경우나 모델의 다양한 애니메이션에서 나타나는 경우가 많다.

 

시각효과(VFX) 결함

게임은 캐릭터의 행동, 이벤트, 자연 현상과 연관된 폭발, 스파크, 연기, 사라짐, 나타남 등을 표현하기 위해 다양한 효과를 사용한다.

애니메이션 작업 시 시각효과는 보톤 본, 헬퍼, 장면의 오브젝트에 연결된다.

시각효과를 만드는 것은 애니메이션팀과 시각효과 아티스트가 상호작용하는 반복적인 과정이다.

 

이런 효과는 그 효과가 나타나도록 한 이벤트와 동기화하는 것이 중요하다.

그렇지 않으면 이벤트의 사실성이 떨어지고 곧 이러한 현상은 전통적으로 장애로 간주한다.

 

VFX 오류를 일으키는 또 다른 문제는 프레임 속도 유지와 효과를 올바르게 표시하는 데 필료한 하드웨어 자원 최적화와 관련된 기술 조건을 준수하지 않는 것이다.

효과의 규모가 아무리 크더라도 화면에 먼지구름이나 폭발이 멈춰 있다면 플레이어가 그것을 보고 기뻐하진 않는다.

그렇기 때문에 게임의 특수 효과에는 엄격한 기술적 제약이 있으며, 그 목적은 표시되는 프레임 수를 안정적으로 유지하는 것이다.

 

VFX를 테스트할 때 테스터는 게임 기기의 하드웨어 성능이 최적으로 사용되고 있는지,

효과가 그것을 트리거하는 이벤트와 동기화되는지 확인해야 한다.

모델 개발 단계에서 가능한 많은 결함을 찾는 것이 바람직하다.

 

이를 테스트하려면 개발자는 LoD 및 충돌 모델과 같은 요소에 대해 미리 결정되고 배포된 요구사항을 받아야한다.

일반적으로 테스터는 장애 및 실패를 포함한 이러한 결함의 징후를 찾아야 한다.

오브젝트가 폴리곤이 너무 많은 충돌 모델을 가졌지만 그 오브젝트와 상호작용하는 동안 프레임 속도가 높게 유지된다면

결함을 감지하지 못할 수 있다.