40년 전, Z80 어셈블리로 구현한 3D 그래픽의 부활!
by DD
2개월 전
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40년 전 출시된 ZX Spectrum에서 3D 그래픽 렌더링을 구현하기 위해 Z80 어셈블리어를 사용함
C 언어 대비 어셈블리 최적화를 통해 6.2 FPS에서 14 FPS로 성능을 향상시킴
사전 계산(Pre-calculation) 기법을 활용하여 40 FPS까지 성능을 끌어올림
3D 투영(3D Projection)을 위한 수학적 원리를 상세히 설명하며, 개발 과정의 기술적 난관을 제시함
Z80 어셈블리 최적화 기법
저자는 C 컴파일러의 한계를 극복하기 위해 Z80 어셈블리어를 직접 사용하여 성능 최적화(Performance Optimization)를 시도했다. 특히, 나눗셈 연산을 Lookup Table을 활용한 곱셈으로 대체하여 속도를 향상시켰다. 또한, 페이지 기반 Lookup을 적용하여 속도를 더욱 개선했다. 이러한 과정을 통해 C 버전 대비 2배 이상의 프레임 속도(Frame Rate) 향상을 달성했다.
3D 투영(3D Projection) 수학적 원리
저자는 3D 투영을 위한 수학적 원리를 상세히 설명하며, 실제 구현에 사용된 공식을 제시했다. 특히, 카메라 궤도(Camera Orbit)를 위한 사인/코사인 값을 사전 계산하고, 이를 활용하여 런타임 시 연산량을 최소화했다. 또한, 3D 모델의 좌표 변환, 스케일링, 화면 좌표 계산 등 파이프라인(Pipeline) 전반에 걸친 과정을 설명하여, 독자들이 3D 그래픽 구현의 핵심 원리를 이해하도록 돕는다.
