[UE][번역] 언리얼5 렌더링 플로우 총정리(2024) 기초편 - 2 (BasePass)

요약

BasePass 개요

• 불투명(Opaque)/마스크(Masked) 머티리얼 오브젝트를 렌더링하여 G-Buffer 생성
• G-Buffer: 라이팅과 포스트 이펙트에 사용되는 중간 버퍼로, 오브젝트의 법선과 머티리얼 정보 포함

객체의 기본 구성 요소

1. 폴리곤 메시: 삼각형으로 구성된 표면
2. 텍스처: 표면 디테일
3. 머티리얼/셰이더: 라이팅과의 상호작용 방식

Level of Detail (LOD)

• 거리에 따라 저폴리곤 모델로 전환하여 렌더링 부하 감소
• UE 내에서 자동 생성 또는 수동 설정 가능
• 각 LOD의 전환 타이밍과 거리 설정 가능
• 플랫폼별 최대 LOD 설정으로 성능 및 패키지 크기 최적화
• 관련 설정: Project Settings > 플랫폼별 LOD 설정

MipMap

• 원본의 1/2, 1/4, 1/8 등 축소된 텍스처 시리즈
• 메모리 접근 효율화로 처리 속도 향상 및 원거리 모아레 방지
• UE5.1부터 2의 거듭제곱이 아닌 해상도도 MipMap 생성 가능

텍스처 스트리밍

• 필요한 MipMap 단계만 메모리에 로드하고 불필요한 것은 제거
• 문제점:
  1. 스트리밍이 따라가지 못하는 상황: 객체가 갑자기 가까워질 때 고해상도 텍스처 로딩 지연
  2. 스트리밍 메모리 풀 부족: 설정된 메모리 크기보다 많은 텍스처 필요 시 발생
• 관련 명령어: r.Streaming.PoolSize - 텍스처 스트리밍 메모리 크기 설정

Virtual Texture

• 텍스처를 타일 단위로 분할하여 필요한 타일만 로드
• MipMap 내에서도 타일 단위로 로드 가능
• 카메라에 가까운 부분만 상세 MipMap을 로드하여 메모리 효율화

텍스처 압축

• GPU가 고속으로 처리할 수 있는 형식으로 압축 (DXT1/5, BC4 등)
• 각 플랫폼별 최적 압축 형식 존재

Nanite (가상화된 지오메트리)

• Virtual Texture의 폴리곤 메시 버전
• 초고밀도 폴리곤을 실시간으로 렌더링, LOD 생성 불필요
• 사전 준비: 객체를 클러스터화하고 계층화
• 런타임: 시점(픽셀)에 따라 필요한 상세도의 클러스터 로드/제거
• UE5.5 현재 지원 상태:
  • 지원: Opaque(불투명), Masked(마스크) 머티리얼
  • 미지원: Translucent(반투명) 머티리얼
  • 베타 지원: World Position Offset
  • 검증 중: Skeletal Mesh
• Nanite와 일반 메시의 렌더링 패스는 G-Buffer 상에서 병합되며, G-Buffer 내에 "Nanite로 생성되었는지 여부"는 기록되지 않음
• 카메라 컷이 급격히 변할 때 스트리밍이 따라가지 못하는 제약 존재

Material?

• UE의 머티리얼은 노드 기반 시스템으로 구성되어 있으며, 다양한 질감 표현이 가능
• “질감(Shading)”은 조명에 반응하는 방식이며, 이것을 정의하는 핵심이 Shading Model

Shading Model과 PBR 원칙

• PBR(Physically Based Rendering)은 물리 기반 광학 원리에 따라 설계됨
• BaseColor, Metallic, Roughness 등 입력값이 현실의 빛 반응을 시뮬레이션
• 에너지 보존의 법칙(100 들어오면 100 안에서 반응)을 준수

Shader Compile 문제와 Permutation 폭발

• 하나의 머티리얼이 다양한 상황(광원 타입, 기기 등)에 맞춰 수십~수백 개의 셰이더를 생성함
• 복잡한 머티리얼 구조는 240개 이상의 셰이더 생성도 가능
• 프로젝트가 커질수록 “셰이더 컴파일이 끝나지 않는다”는 이슈가 빈번해짐

Shader Permutation 최적화 전략

• 사용하지 않을 기능을 설정에서 제거하여 셰이더 생성 수 자체를 줄이는 설정:
  • Shader Permutation Reduction 옵션
• 공유 및 분산 컴파일 전략:
  • DDC (Derived Data Cache) 공유
  • UBA (Unreal Build Accelerator)를 통한 분산 컴파일

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Base Pass

LOD

MipMap

Streaming

Virtual Texture

Nanite

 

Material?

Shading Model

Shader 컴파일 문제