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Module Render

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yoshin edited this page Feb 12, 2026 · 4 revisions

Module: Render

렌더링 루프, 카메라 레이 생성, 메트릭 수집을 담당하는 모듈입니다.

소스 파일

파일 역할
render.c 렌더 루프 (render_scene_to_buffer)
trace.c trace_ray — BVH/brute-force 분기 및 조명 적용
camera.c 카메라 레이 생성 (create_camera_ray)
metrics_frame.c 프레임 시간 측정 (metrics_start_frame, metrics_end_frame)
metrics_counters.c 레이/교차/BVH 카운터 갱신
metrics_calc.c FPS, BVH 효율, 테스트/레이 평균 계산
metrics_shadow.c shadow 교차 테스트 카운터
pixel_timing.c 픽셀 단위 시간 샘플링 (pixel_timing_add_sample)
pixel_timing_print.c 픽셀 타이밍 통계 출력 (min/max/avg/p95/p99)
render_debounce.c 디바운스 상태 머신
render_debounce_timer.c 디바운스 타이머 유틸리티

렌더링 루프

render_loop()은 MiniLibX의 mlx_loop_hook에 등록되어 매 프레임 호출됩니다.

render_loop(render)
 ├── debounce_update()              // FSM 상태 전이
 ├── rebuild_bvh_if_dirty()         // BVH 재구축 (필요 시)
 ├── [RENDER_DIRTY] execute_render_pass()
 │    ├── metrics_start_frame()
 │    ├── render_scene_to_buffer(scene, render)
 │    │    ├── [full quality] render_pixel() per pixel
 │    │    │    ├── create_camera_ray()
 │    │    │    ├── [PIXEL_TIMING 활성] get_time_ns()  // 시작
 │    │    │    ├── trace_ray()
 │    │    │    ├── [PIXEL_TIMING 활성] get_time_ns()  // 종료
 │    │    │    ├── [PIXEL_TIMING 활성] pixel_timing_add_sample()
 │    │    │    └── put_pixel_to_buffer()
 │    │    └── [low quality] render_low_quality()
 │    │         ├── create_camera_ray()
 │    │         ├── trace_ray()
 │    │         └── draw_pixel_block()   // 블록 단위 채우기
 │    ├── metrics_end_frame()
 │    └── mlx_put_image_to_window()
 ├── [rendered] keyguide.dirty = 1
 └── [HUD visible && (dirty || rendered)]
      ├── hud_render()
      └── keyguide_render()

trace_ray 흐름

t_color trace_ray(t_scene *scene, t_ray *ray)
  1. metrics_add_ray() — 레이 카운터 증가
  2. 교차 검사:
    • BVH 활성화: bvh_intersect() + plane 별도 루프
    • BVH 비활성화: 전체 오브젝트 순회 (brute-force)
  3. Hit 발생 시 apply_lighting() → 색상 반환
  4. Miss 시 검정색 (0, 0, 0) 반환

카메라 레이 생성

create_camera_ray(camera, x, y):

  1. t_camera_cache가 유효하면 캐싱된 basis 벡터 사용
  2. 무효하면 camera->direction에서 right/up 벡터 계산 후 캐시
  3. 뷰포트 좌표 (x, y) → 정규화 → basis 벡터 조합 → 레이 방향
  4. inv_dir (1/direction) 사전 계산 (AABB 교차 최적화)

품질 모드

모드 조건 설명
Full quality RENDER_LOW_QUALITY 플래그 없음 픽셀 개별 렌더링, timing 측정 (RENDER_ENABLE_PIXEL_TIMING 시)
Low quality RENDER_LOW_QUALITY 플래그 있음 블록 단위 렌더링, timing 미측정

인터랙션(키 입력) 시 low quality로 전환하여 빠른 피드백을 제공하고, 디바운스 타이머 후 full quality로 재렌더링합니다.

디바운스 메커니즘

4-상태 FSM:

IDLE ─(입력)─→ ACTIVE ─(150ms 만료)─→ FINAL ─(FQ 렌더 완료)─→ COOLDOWN ─(350ms)─→ IDLE
                 ↑ ↺                     │                                          │
                 │ (재입력: 타이머 리셋)   │                                          │
                 │                       └──────────(재입력 시)──────────────────────┘
                 └──────────────────────────(재입력 시)──────────────────────────────┘
  • IDLE: 대기 상태
  • ACTIVE: 디바운스 타이머 시작 (150ms). 추가 입력 시 타이머 리셋하여 대기 연장
  • FINAL: FQ 렌더 대기 상태. ACTIVE→FINAL 전이 시 RENDER_LOW_QUALITY 해제 + RENDER_DIRTY 설정
  • COOLDOWN: FQ 렌더 완료 후 350ms 쿨다운. 재입력 시 ACTIVE로 복귀

LQ preview: debounce_on_input() 호출 시 상태와 무관하게 debounce_check_preview_throttle()로 50ms 간격 제한하여 LQ 프리뷰 트리거

메트릭 수집

t_metrics 구조체에 수집하는 지표:

카테고리 지표 설명
Frame render_time_us 프레임 렌더링 시간 (μs)
fps 초당 프레임 수
Ray rays_traced 추적된 레이 수
intersect_tests primary 교차 테스트 수
shadow_intersect_tests shadow 교차 테스트 수
BVH nodes_visited 방문한 BVH 노드 수
tests_skipped AABB 스킵된 테스트 수

메트릭은 HUD에 실시간 표시됩니다. RENDER_ENABLE_METRICS_PRINT 플래그 설정 시 콘솔에도 출력됩니다.

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