유니티5 렌더링 파이프라인 확장 기능 : 커맨드 버퍼(Command Buffer)

본 포스팅은 유니티 공식 블로그의 "Extending Unity 5 Rendering pipeline : Command Buffer"을 요약 및 보강한 글입니다.

Unity5에는 스탠타드 셰이더(Standard Shader), 실시간 글로벌 일루미네이션(Real-time Global Illumination), 리플렉션 프로브(Reflection Probe), 향상된 라이트맵(Lightmap) 워크플로우 등 시각적으로 두드러지는 새로운 기능들이 대거 추가가 되었습니다. 뿐만 아니라 성능 및 색공간 등에 관한 내부적인 개선 사항들도 많습니다.

그리고 또 다른 개선사항으로는 기능 확장성에 대한 것을 들 수 있겠습니다. 많은 고민을 통해 커맨드 버퍼(Command Buffer)라는 기능을 추가하였습니다. 이 기능을 사용하면 렌더링 관련 명령 목록을 만듦으로써 렌더링 파이프라인을 확장시킬 수 있습니다.

사실 원래는 그래픽스에서 커맨드 버퍼라는 것은 저수준(low-level)의 컨셉입니다. 어플리케이션에서 DirectX나 OpenGl 같은 그래픽스 API에 명령을 주면 커맨드 버퍼라는 곳에 명령이 쌓이고 GPU는 여기서 정보을 꺼내가서 렌더링을 합니다. 본 포스팅에서 말하는 커맨드 버퍼도 이와 비슷한 개념입니다. 다만 GPU에게 “레지스터 X에게 Y값을 셋팅해”라는 저수준의 명령이 아니라, “이 메시를 저 매터리얼을 사용해서 그려” 등의 명령 목록을 만들 수 있는 고수준(high-level)의 개념인 것입니다.

스크립트에서 커맨드 버퍼를 생성하여 렌더링 명령 설정할 수 있습니다. 이 명령을 카메라 렌더링 과정에서 많은 용도로 사용이 가능합니다. 예를 들자면, 디퍼드 렌더링 과정 중 G버퍼가 끝난 후 추가적인 오브젝트 렌더를 하거나, 일반적인 스카이박스 렌더 후 구름들 추가하는 등 다양한 작업들을 할 수 있게 됩니다. 자세한 내용은 공식 메뉴얼을 참고해주세요.

CommandBuffer :http://docs.unity3d.com/500/Documentation/ScriptReference/Rendering.CommandBuffer.html

CameraEvent :http://docs.unity3d.com/500/Documentation/ScriptReference/Rendering.CameraEvent.html

예시들

그 활용 예로 블러된 굴절 효과를 들 수 있습니다. 스카이박스와 일반적인 불투명 오브젝트가 렌더링 되고나면 현재 렌더된 이미지는 임시적인 렌더 타겟에 저장됩니다. 불투명 오브젝트 앞에 위치한 유리 오브젝트에 설정한 셰이더에서는 이 이미지를 굴절시켜 보여주면 이러한 효과를 얻을 수 있습니다. 이는 shader GrabPass does와 흡사한 개념입니다만 그 보다는 더 많은 커스터마이징 작업을 할 수 있게 됩니다.

또 다른 예로는 커스텀한 디퍼드 라이트(custom deferred light)를 들 수 있습니다. 일반적인 포인트 및 스팟 라이트가 아닌 튜브나 구체 모양 등의 라이트를 표현 할 수 있는 것입니다. 일반적인 디퍼드 셰이딩 라이트 과정이 끝난 후, 커스텀한 라이트를 라이트 버퍼에 그려줄 수 있습니다.

마지막으로 디퍼드 데칼(deferred decal)을 예로 들겠습니다. 전통적인 방식의 데칼은 대상 면의 형태를 그대로 따와서 별도의 메시를 만들어서 얹어주는 방식입니다. 그러다보니 Z파이팅 문제라던가 라이팅 이질감 등의 부작용이 존재합니다. 그러나 디퍼드 데칼은 G버퍼에 박스모양의 볼륨으로 데칼을 직접 그려넣는 방식입니다. 이 과정은 디퍼드 라이팅이 그려지는 방식과 흡사합니다만 라이팅 연산 대신 G버퍼에 텍스쳐만 그려넣는 것입니다. 이렇게 되면 Z파이팅 문제도 사라지고 라이팅도 자연스럽게 적용됩니다.

데모를 다운 받아서 확인해보실 수 있습니다. 코드도 복잡하지 않습니다. 이 행위들을 하는 스크립트는 약 100줄의 코드만으로 이루어져있습니다. 

데모 다운로드 : 

http://blogs.unity3d.com/wp-content/uploads/2015/02/RenderingCommandBuffers50b22.zip