오즈라엘

RPG든 액션이든 어떠한 장르에서든 스킬 시스템이 있는 게임은 쿨타임이란 것이 존재합니다. 그리고 이러한 쿨타임은 시각적으로 보여 줄 시 다양한 형태로 표현하지만 크게두 가지 형식으로 표현합니다. 시계/반시계 방향의 부채꼴 또는 수직/수평으로 영역을 채우는 이미지로 표현하는 것입니다.

유니티의 이전 버젼에는 이러한 버튼을 표현해주는 기능이 없어서 직접 구현하거나 플러그인을 사용하여야 했습니다. 하지만 유니티 4.6부터 GUI 시스템이 대폭 개선되어 많은 기능들이 추가되었었습니다.

이 새로운 UI 시스템에서는 이미지를 다루는 기능 역시 대폭 향상되었습니다. Filled 타입 이미지가 추가되었고 이로 인해 손쉽게 쿨타임을 표현해줄 수 있게 되었습니다. 

일단 Hierarchy > Create > UI > Button 으로 버튼을 추가하면 Canvas란 것이 생기고 그 아래 Button이 생긴 것을 확인하실 수 있습니다. 이 Button의 Inspector을 확인해보면 Image와 Button 컴포넌트가 있습니다. 이 중 Image컴포넌트의 Source Image를 원하는 이미지로 바꿔줍니다. 이 때 Source Image는 Sprite 타입의 텍스쳐만 사용 가능합니다. 이미지를 설정 후 Image Type을 Filled로 바꾸면 하위 항목 중 Fill Amount 슬라이더가 생깁니다. 이 슬라이더 값을 0에서 1로 조절 시 이미지가 이에 따라 채워지는 영역이 생깁니다. 쿨타임에 맞게 이 값을 업데이트 해주면 쿨타임 버튼이 되는 것입니다.

다만, 보통은 원래 이미지의 색으로 채워지는 영역 배경에 흑백 또는 어두운 이미지가 존재합니다만 Filled image의 배경 기능은 없습니다. 따라서 같은 위치에 배경을 추가해줘야 합니다. 배경은 단순 이미지만 배치하면 되므로 Create > UI > Image로 이미지를 추가하여 Source Image를 설정해준 뒤 Color을 조절하여 어두운 이미지로 만들어줍니다. Hierarchy에서의 순서가 곧 렌더링 되는 순서이므로 이를 변경하면 됩니다. 배경으로 삼을 이미지를 버튼의 위로 배치하시면 버튼이 배경 위에 그려집니다.

이제 버튼 추가는 다 되었으므로 스크립트를 추가해줘야합니다. 스크립트에서는 쿨타임 값에 맞게 Fill Amount를 조정해주는 동작을 합니다. 또한, 쿨타임 중일 시에는 버튼이 동작하지 않도록 해주어야 합니다. 이러한 내용을 스킬 시스템이나 로직 스크립트에서 직접 컨트롤을 해주어도 되지만 쿨타임 버튼만을 담당하는 스크립트를 만들어두면 버튼을 추가할 때 마다 훨씬 개발하기 수월해질 것입니다.

Project 창에서 우클릭 > Create > C# Script로 스크립트를 하나 생성합니다. 저는 이름을 CoolTimeButton이라고 지었습니다. 스크립트의 내용을 다음과 같이 채웁니다.

버튼이 채워지는 값은  쿨타임 값을 0~1로 변환하여 Image.fillAmount로 설정해주면 됩니다. 쿨타임 동안은 버튼이 작동하지 않도록 하는 것은 Button 컴포넌트의 enable을true/false로 설정해두면 됩니다. 이러한 제어를 매 Update()마다 처리해주는 것입니다. 

스크립트를 완성 후 버튼에 스크립트를 추가해줍니다. 

그럼 이제 버튼이 눌렸을 시 CoolTimeButton 스크립트의 메소드를 호출하도록 하면 됩니다. 이를 위해서 버튼의 Button 컴포넌트 하단의 On Click() 에 있는 +버튼을 눌러서 콜백을 추가해줍니다. Realtime Only 콤보박스 하단의 오브젝트 항목에 버튼 오브젝트 스스로를 설정해주면 Realtime Only 콤보박스 옆의 No Function 콤보박스가 활성화됩니다. 그 콤보박스에서 CoolTimeButton.ResetCooltime()을 설정해줍니다. 이리함으로써 버튼이 눌리었을 시 CoolTimeButton의 ResetCooltime()이 호출되어 쿨타임이 다시 카운팅됩니다. 쿨타임중일 시에는 CoolTimeButton.Update()에 의해 비활성화 처리되므로 버튼을 눌러도 아무런 반응을 하지 않습니다. 쿨타임 자체의 처리는 이제 완료가 되었습니다. 버튼에 연결된 스킬이나 아이템의 스크립트는 마찬가지로 On Click()의 +버튼을 한번 더 눌러서 콜백을 연결해주면 됩니다(아래 예시에서는 SkillNotify). 콜백은 이토록 여러개를 설정 할 수 있어서 다양한 작업을 처리할 수 있습니다.

이처럼 유니티의 새로운 UI기능을 사용하면 UI 작업을 훨씬 수월하게 처리할 수 있습니다. 새로운 UI 시스템의 더 많은 것을 알고싶으시면 공식 튜토리얼 및 에셋스토어 예제를 참고 바랍니다. 감사합니다.

Unity New GUI 튜토리얼 : 

http://unity3d.com/learn/tutorials/modules/beginner/ui

에셋스토어 예제 : 

https://www.assetstore.unity3d.com/en/?gclid=CjwKEAiAjsunBRCy3LSlz_PJqCgSJACJY7yKSmdicbryiDMHiOPX-rMfA-bLLkmb7SBsnl0VSAkYLxoCcNTw_wcB#!/content/25468

본 포스팅은 유니티 공식 블로그의 "Working with Physically Based Shading" a practical approach"를 번역한 것입니다.

유니티5 베타를 사용중이시라면 에셋 스토어에서 바이킹 마을 데모를 다운받아서 확인해보실 수 있습니다. 이 데모에서는 유니티5에서 씬의 조명을 어떻게 구성해야 하는지에 대한 안내를 받을 수 있습니다.

데모 영상 : http://youtu.be/iV-224nMwN8

데모 다운로드 : https://www.assetstore.unity3d.com/en/#!/content/29140

견본 환경 만들기

텍스쳐링과 셰이더 설정을 알맞게 결정하기 위해서는 간단한 신을 다양한 라이팅 셋업으로 테스트해보는 것을 추천합니다. 이는 각기 다른 스카이박스와 라이팅 등 모델의 조명에 연관되는 것 들을 의미합니다. 유니티5를 열면 빈 씬이 기본적으로 절차적으로 생성 된 하늘이 포함 된 것을 확인 가능합니다. 이는 기본 환경광과 반사 셋팅을 포함하고 있습니다. 

템플릿 환경에서는 다음 사항들이 준비되어있어야합니다.

- HDR 카메라 렌더링

- 몇 개의 리플렉션 프로브

- 라이트 프로브의 그룹

- HDR 하늘텍스쳐와 재질(material)들의 셋. 이 프로젝트에 포함된 하늘은 유니티를 위해 커스텀하게 만들어진 것이 사용되었습니다.( 제작자:Dutch Skies 360)

- HDR 하늘 색과 강도가 맞춰진 미색의 방향성 광원(directional light)

스카이 텍스쳐 파라미터 조절

대부분의 하늘 텍스쳐는 이미지 자체에 태양 및 플레어를 포함하고 있습니다. 하지만 이는 다음 이유들로 인해 잠재적인 문제가 됩니다.

- 디렉셔널 라이트의 방향을 잡을 시 텍스쳐에 그려진 태양과 맞춰야만 하는 제약이 생깁니다.

- 강렬한 스페큘라 하이라이트떄문에 반사된 태양과 스페큘러 핫스팟이 겹쳐버립니다. 

- 미리 그려진 태양의 반사가 그림자 영역에서 가려지지 않습니다. 이는 어두운 영역에다 어색한 반짝임을 만들어버립니다.

때문에, 태양의 하이라이트, 플레어, 태양광 및 HDR 값은 하늘 텍스쳐 외부(주로 디렉셔널 라이트)에서 편집되어야합니다. 

물리 기반 셰이딩 재질 

유니티5의 스탠다드 셰이더는 스페큘러 컬러와 메탈릭 워크플로우 둘 다 제공하고 있습니다. 둘 모두 표면에 반사하는 색을 정의하고 있습니다. 스페큘러 워크플로우에서는 색상이 직접적으로 명시됩니다. 반면 메탈릭 워크플로우에서는, 디퓨즈 색상과 메탈릭 값의 조합으로  색상이 만들어집니다. 

에셋 스토어에서 캘리브레이션(Calibration) 씬을 받아보실 수 있습니다. 이 씬은 각종 측정용 차트를 포함하고 있습니다. 바이킹 프로젝트에서는 스페큘러 컬러 워크플로우로 만들어졌는데, 이 차트를 참고하며 진행하였습니다.

스페큘러 워크플로우에서는 반사광의 스페큘러 색상을 직접 선택 할 수 있습니다. 반면 메탈릭 워크플로우에서는 재질이 조명될 때 메탈처럼 작동할 것인지에 대한 선택을 할 수 있습니다. 두 워크플로우 모두 최종적으로는 동일한 결과를 만들어 낼 수 있습니다. 따라서 작업 진행을 스페큘러 워크플로우로 할 것인지 메탈릭 워크 플로우로 할 것인지는 순전히 작업자의 기호에 맞추어 선택하면 됩니다. 

스페큘러 값 차트:

메탈릭 값 차트:

재질 설정하기

재질을 만들 시, 테스트 용도의 깨끗한 재질을 만들어 두면 유용합니다. 이 재질에다 측정용 챠트로부터 색상 등의 값을 적용합니다. 그 후 텍스쳐를 적용한 결과와 비교해보면 재질 본래의 느낌을 확인해볼 수 있습니다.

텍스쳐 제작의 전통적인 방법

바이킹 마을 데모에 쓰인 텍스쳐들은 사진 등의 데이터로부터 스캔한 디퓨즈/알베도, 스페큘러, 노말맵 등을 사용합니다. (제공 : Quixel) 텍스쳐에 디테일을 추가할 때는 주의할 점이 있습니다. 예를 들자면, 일반적으로는 텍스쳐에 미리 AO나 그림자 등의 라이팅을 적용해서 그려넣기도 합니다. 하지만 물리 기반 렌더링에서는 엔진에서 모든 라이팅을 제공해주기때문에 텍스쳐에 미리 그려넣으면 안됩니다. 사진을 수정하는 작업은 이러한 리터칭이 많이 들어가야해서 PBS 스캐닝 된 데이터보다 부담이 큽니다만 Quixel Suite나 Allegorithmic Substance Painter를 이용하면 이러한 과줭이 한결 수월해집니다.

스캔 데이터

PBS 대응하여 스캔된 데이터는 편집하기가 좀 더 편합니다. 알베도, 스페큘러, 매끄러움 등이 이미 분리된 데이터이기때문입니다. PBS 데이터를 만들어 주는 소프트웨어가  유니티 프로필에 대응되어있다면 더욱 좋을것입니다. 

재질 예시

바이킹 마을 씬은 많은 적절한 메모리의 텍스쳐를 사용하여 많은 양의 컨텐츠를 나타내고 있습니다. 그 예로 10미터 크기의 나무 크레인 모델을 살펴보겠습니다.

예시 1: 크레인 오브젝트는 2개의 재질을 가집니다. 2개의 디퓨즈 텍스쳐, 1개의 스페큘러-매끄러움 텍스쳐, 2개의 오클루전 텍스쳐, 2개의 디테일 텍스쳐

예시 2: 방패 프랍은 1개의 재질을 가집니다. 1개의 디퓨즈맵 텍스쳐, 1개의 스페큘러(specular)-매끄러움(Smoothness) 텍스쳐, 1개의 오클루전 텍스쳐를 가집니다. 디테일 텍스쳐는 없습니다.

알베도 텍스쳐 : 스페큘러 워크플로우에서는, 알베토 텍스쳐는 표면에 반응하는 디퓨즈 라이트의 색상을 나타냅니다. 왼쪽 이미지 (크레인)에서는 너무 그렇게 높은 디테일을 필요로하지는 않습니다. 반면 오른쪽 텍스쳐 (방패)는 높은 디테일을 포함하고 있습니다.

크레인의 디퓨즈맵은 나무의 색상으로 평범하게 이루어져있습니다. 디테일도 그냥 적당한 정도로만 이루어져있습니다. 반면 오른쪽에 있는 방패의 이미지는 높은 디테일을 가지고 있습니다.

크레인 재질의 디퓨즈 색상 값

스페큘러 : 논-메탈(비전도체)는 비교적 어두운 그레이스케일의 스페큘러 색상을 가집니다. 반면 메탈은 더 밝고 고유 색상을 띄는 스페큘러를 가집니다. ( 녹슬거나 기름때나 먼지가 있는 부분은 메탈릭이 아닙니다.) 

좌측은 메탈을 표현하기 위한 크레인의 스페큘러 맵(메탈릭 셰이더를 사용하지 않음. 스페큘러 워크플로우). 우측은 방패의 스페큘러 텍스쳐

나무의 표면은 전반적으로 스페큘러가 거의 없다시피합니다. 따라서 나무의 스페큘러는 텍스쳐를 사용하는 대신 단순 생삭값으로 대체합니다.

매끄러움(Smoothness)은 PBS 재질의 핵심 속성중 하나입니다. 이는 재질의 상태, 변화, 결점, 디테일 등을 표현하고 물체가 오래되었는 지 등에 대한 시각적인 힌트를 제공해줍니다. 크레인의 경우, 거칠기가 재질 전반적으로 동일하기때문에 따로 텍스쳐로 사용되지 않고 단순한 값으로만 대체될 수 있습니다. 그 덕에 텍스쳐 메모리를 절약할 수 있습니다.

크레인에 있는 나무의 매끄러움. 텍스쳐 대신 단순 값으로 사용함.

메탈의 표현하기 위한 크레인의 매끄러움 맵(메탈릭 셰이더를 사용하지 않음. 스페큘러 워크플로우). 우측 이미지는 방패의 매끄러움 맵을 나타냄. 나무와 메탈 표면이 공존.

오클루전(Occlusion)은 얼마나 표면이 돌출되었는지에 대한 정보를 빛에 반응하여 나타냅니다. 앰비언트 오클루전(Ambient Occlusion)은 표면의 디테일과 높이를 주변광과 반사광 등으로 표현을 해줍니다. SSAO(Screen Space Ambient Occlusion)을 사용하는 것도 염두해두어야합니다. SSAO와 AO를 같이 사용하게되면 배로 어두워지는 경향이 생길 수 있습니다. AO맵으로 크랙이나 접합부 등을 강조하는데 쓰일 수도 있습니다. 게임이 SSAO나 라이트맵의 AO를 쓰는 경우엔 적합한 용도가 될 것입니다.

첫번째 이미지는 라이트맵 AO, 두번째 이미지는 오클루전 텍스쳐, 세번째 이미지는 디퓨즈의 오클루전, 네번째 이미지는 이미지 효과 SSAO를 보여주고 있습니다.

부가 텍스쳐와 해상도

부가(secondary) 텍스쳐는 디테일의 레벨을 증가시켜주거나 재질의 변화를 제공하는데 쓰일 수 있습니다. 디테일 마스크 속성을 사용하는 것으로 마스킹 될 수 있습니다.

크레인의 디퓨즈 텍스쳐는 비교적 낮은 해상도로 이루어져 있습니다. 이러한 경우 부가 텍스쳐로 표면의 디테일을 부여해줄 수 있습니다. 디테일맵은 타일링되어 표면에 전반적으로 반복되어 집니다. 때문에 낮은 해상도로도 높은 디테일을 표현해줘서 메모리를 절약 할 수 있습니다.

부가 알베도맵과 노말맵은 저해상도의 디퓨즈와 노말맵을 보완해줍니다. 아래 이미지는 크레인의 표면 비교. 왼쪽은 부가 텍스쳐 사용. 오른쪽은 사용 안함.

에셋 스토어 링크 : https://www.assetstore.unity3d.com/#!/content/29140

* 이 글은 Game Development Forever에도 동일하게 기재되었습니다. (http://gamedevforever.com/326)

* 샘플 프로젝트를 받아서 확인해보세요 : https://github.com/ozlael/PlannarShadowForUnity

그래픽을 표현하는데 있어서 그림자는 매우 중요합니다. 그림자가 존재함으로써 사물의 공간상 위치를 인지하기 쉽게 만들어주고 입체감을 더해주게됩니다. 그림자는 입체 공간을 구성하는데 있어 거의 필수적인 요소라해도 과언이 아닙니다.

이는 게임에 있어서도 마찬가지입니다. 그런 이유로 모든 3D 게임에는 어떠한 형태로든 그림자가 존재합니다. 그리고 당연히 유니티에서도 그림자 기능을 제공해줍니다. 사용법 역시 체크박스만 몇 번 해주면 되는 식으로 되어있어 손쉽게 그림자를 활성화시킬 수 있습니다. (공식 메뉴얼 : http://docs.unity3d.com/Manual/class-MeshRenderer.html)

유니티에서 제공해주는 그림자는 그림자맵(ShadowMap) 기법을 사용하고있습니다. 이 기법은 모든 굴곡에 대응하고 자기 그림자(self-shadow)가 처리되는 등 높은 퀄리티를 보여주고 있지만 문제는 성능입니다. ShadowMap 기법은 그림자의 깊이를 저장하는 버퍼를 만들고난 뒤 픽셀 셰이더(Pixel Shader)에서 깊이를 비교하는 과정을 거칩니다. 또한, 넓은 영역을 커버하기위해 여러 구역으로 나누기도하고(cascade) 계단 현상을 없애기 위해 여러번 샘플링하여 필터링을 처리하는 등 부가적인 행위들이 추가됩니다. 그러다보니 랜더링 비용 중 그림자가 많은 부분을 차지하게 됩니다. PC에서는 이러한 셰도우맵 기법을 사용하기에 충분한 성능이 나오지만 모바일 장치에서 셰도우맵을 사용하는 것은 무리입니다.

이 글에서는 유니티에서 기본적으로 제공해주는 쉐도우맵 방식을 사용하지 않고 좀 더 저렴한 방식으로 그림자를 표현하는 것에 대하여 이야기하고자 합니다.

원형(circle) 평면 그림자

성능 문제때문에 모바일 장치에서는 그림자를 동그라미로 간단하게 표현하는 것이 일반적입니다. 원형의 텍스쳐를 사용하는 평면을 만들고 그걸 케릭터 밑에 배치하는 것이지요. 형태는 너무나도 간단하긴하지만 이 마저도 없는것과 있는것의 차이는 큽니다. 

이미지 : 레이븐

구현도 간단하거니와 비용도 많이 들지 않습니다만 평면이 아니고서는 표현이 불가능하다는 단점은 있습니다. 산이나 계단같이 평면이 아닌 구역에서는 그림자가 평면인게 티나기때문에 이질감이 있는 것이지요. 하지만 요즘 대부분의 모바일 게임은 평면상에서 이루어지고, 탑뷰등 카메라가 고정되어있으므로 널리 쓰이고 있습니다.

화면상에 작게만 보이거나 그림자 영역이 티가 많이 나지 않으면 이러한 간단한 동그라미 형태만으로도 충분합니다. 하지만 케릭터가 클로즈업되는 등 그림자의 화면 비중이 커지면 다소 어색해보일수도 있습니다. 이러한 경우는 케릭터 전체 크기의 동그라미가 아닌 발 크기의 동그라미 두개를 각각의 발 위치에 붙여서 이질감을 완화시킬 수도 있긴 합니다.

그래도 아직 부족해보이긴 합니다. 엄밀히 말하자면 바닥과 발 사이의 AO를 표현해준 것이지 케릭터 전체의 그림자를 표현해준 것이 아니기 때문입니다. 완벽해보이려면 케릭터의 형태 그대로를 따라서 바닥에 그림자가 맺혀야합니다. 즉, 실시간 그림자가 필요합니다.

렌더 타겟 텍스쳐(Render Target Texture)

렌더 텍스쳐를 활용하면 손쉽게 이를 해결할 수 있습니다.렌더 텍스쳐는 카메라가 바라보는 장면을 화면에 바로 그려주는 것이 아니라 텍스쳐로 그려주는 기능을 제공해줍니다. ( 공식 메뉴얼 : http://docs.unity3d.com/Manual/class-RenderTexture.html) 그러기 위해서는 오브젝트에 정상적으로 그리는 메시 오브젝트 외에도 그림자로 그릴 용도의 메시 오브젝트를 추가해서 그림자로 그려줘야합니다.

우선 메인 카메라 외에 그림자용 카메라를 생성합니다. 그림자용 레이어를 추가해서 그림자용 메시만 그리도록 설정해놓고 Target Texture를 하나 생성하여 설정해줍니다. 그림자용으로 추가한 메시 역시 레이어를 설정해놓고 검은색으로 드리도록 매터리얼을 설정해줍니다. 그러면 Target Texture에는 다음과 같이 그림자 오브젝트가 그려집니다. 

케릭터 주변의 적절한 위치에 평면을 설치한 후, 그림자용으로 만든 Target Texture를 평면에 셋팅해주면 그림자가 완성됩니다.

Target Texture의 해상도만 높으면 텍스쳐 필터링덕에 자연스레 부드러운 그림자(soft shadow)도 가능해진다는 이점이 있습니다. 하지만 현실적으로는 메모리 문제 때문에 해상도를 높게 잡을 수가 없습니다. 그러다보니 타겟 텍스쳐의 해상도문제로 그림자에 계단 현상이 발생하게 됩니다. 또한, 케릭터가 점프하는 등 에니메이션에 따라 일부 영역을 벗어나면 그림자가 잘려나가는 등 부작용이 많으므로 완벽한 해결책이 되지는 못합니다.

메시 평면 그림자

여기서 잠깐 그림자가 무엇인지에 대해 짚고 넘어가고자 합니다. 우리가 일반적으로 생각하는 그림자라는 것은 어떤 사물에 의해서 빛이 차폐되는 현상을 뜻합니다. 즉, 빛이 사물에 닿으면 그 사물 뒤의 영역에는 빛이 닿지 않는 것이지요. 

이미지 출처 : http://news.mynavi.jp/column/graphics/020/?route=blog

그 말인 즉슨, 어떤 캐릭터의 그림자를 평면에 표현하기위해서는 케릭터의 형태를 빛의 방향으로 평면에 투영시켜서 그리면 된다는 것입니다. 이 경우 메시의 원형으로 그대로 그리는 것이 아니라 빝의 방향으로 평면에 투영시켜주는 버텍스 변형이 필요합니다. 따라서, 이 메시는 유니티에서 기본적으로 제공해주는 셰이더 말고 커스텀한 셰이더를 사용하여야 합니다. 이 그림자를 표현해주기 위한 셰이더를 만들기 위해서는 약간의 수학을 끼얹어야 합니만 복잡한 수학은 아니므로 큰 걱정은 안하셔도 됩니다. 

일단, 다음과 같이 어느 한 점 P가 있고 광원 방향이 L이라고 하였을 때, 평면에 점P가 투영되는 위치는 점P'입니다. 점P와점P'을 이으는 선을 H라 하고 점P를 평면과 수직으로 이으는 선을 O라고 합니다. 선분 H와 O의 각을 θ라고 하였을 때 cosθ는 L과 단위화된(normalized)O의 내적입니다(L은 이미 단위화 되어있음). 이미 O는 평면과 수직인 상태이므로 최종적으로 cosθ와 L.y는 동일합니다. 그러면 아래 그림과 같이 빗변을 L, 맞변을 L.y로 삼는 빨간 삼각형을 이룰 수 있습니다. 

그러면 삼각비에 의해서 L:Ly = H:O가 되고 L은 단위화되어 길이가 1이므로 H = O/L.y 입니다. 즉, P'= P + O/L.y입니다. 이를 셰이더 코드로 표현하면 다음과 같습니다.

float4 vPosWorld = mul( _Object2World, v.vertex);

float4 lightDirection = -normalize(_WorldSpaceLightPos0); 

float opposite = vPosWorld.y - _PlaneHeight;

float cosTheta = -lightDirection.y; // = lightDirection dot (0,-1,0)

float hypotenuse = opposite / cosTheta;

float3 vPos = vPosWorld.xyz + ( lightDirection * hypotenuse );

o.pos = mul (UNITY_MATRIX_VP, float4(vPos.x, _PlaneHeight, vPos.z ,1));  

이 셰이더를 적용하여 검은색으로 그리면 오브젝트의 실루엣을 따르는 그림자가 평면에 나타나게됩니다. 확실히 단순한 동그라미로만 그리는 것 보다는 자연스러운 그림자에 가깝게 보입니다. 

모델 : https://www.assetstore.unity3d.com/kr/#!/content/22840

보완

그러나 현 상태만으로는 한가지 문제가 있습니다. 그림자를 좀 더 자연스럽게 보이게 하기 위해 알파블렌딩(alpha blending)을 적용하면 다음과 같이 그림자 내부에 아티팩트가 생깁니다. 평면에 오브젝트를 블렌딩하여 그릴 때 같은 위치에 여러 면이 겹쳐져서 그려지기 때문입니다. 아래 그림에서는 몸통이나 머리 위에 팔이 덧그려지면서 실루엣 내 그림자 농도가 달라지는 현상이 생겨버립니다.

이러한 형상을 없애려면 이미 그림자가 그려진 픽셀에는 덧 그려지지 않게 하는 작업이 필요합니다. 이를 위해서는 스텐실(stencil) 버퍼를 활용하면 됩니다. 스텐실 버퍼는 일종의 마스킹(masking)의 개념입니다. 이미 그려진 픽셀은 또 그려지지 않도록 마스킹처리하는 것입니다. ( 공식 메뉴얼 : http://docs.unity3d.com/Manual/SL-Stencil.html) 그림자를 그리는 셰이더의 pass에 다음과 같이 스텐실을 사용하도록 선언해주면 중복된 픽셀에 그리지 않게 됩니다.스텐실을 적용하고나면 다음과 같이 블렌딩을 적용해도 아티팩트 없이 동일한 농도의 그림자를 그릴 수 있게됩니다.

Stencil {

Ref 0

Comp Equal

Pass IncrWrap

ZFail Keep

}

주의사항

이토록 평면이라는 전제만 존재한다면 그림자를 비교적 좋은 성능을 보장하면서도 손쉽게 표현 할 수 있는 방법들이 많습니다. 다만, 메시 그림자같은 경우는 메시를 한번 더 그리게 되므로 폴리곤이 적은 그림자용 메시를 별도로 마련하는 것이 좋을 것입니다. LOD를 사용한다면 LOD용 모델을 사용하면 되므로 추가적인 작업의 부담은 생기지 않을 것입니다. 또 다른 주의점으로는, 자기 그림자(self shadow)가 처리되지 않는다는 단점은 존재합니다만 어짜피 라이팅이 간단한 모바일에서는 대부분 자기 그림자를 원치 않을 것입니다. 

여러분들도 아시다시피 유니티는 멀티플랫폼 엔진입니다. 그러다보니 당연히 빌드 결과물 외 에디터에서도 OpenGL과 DirectX 둘 다 지원을 합니다. 하지만 유니티를 실행하면 기본적으로는 실행 OS에 맞게 기본적으로 그래픽 API를 설정해줍니다. 즉, MAC이나 Linux로 수행하면 OpenGL모드로, MS Windows에서 수행하면 DirextX모드로 실행됩니다. 

OpenGL 모드 강제 지정

사실, 미미한 차이긴 하지만 OpenGL과 DirectX의 렌더링 결과가 다르긴 합니다. (프로그래머는 몰라요. 아티스트의 매의 눈으로 봐야 알아요;;) 따라서 개발하다보면 에디터에서도 OpenGL모드로 보면서 작업하고 싶을때가 있습니다. Windows에서도 OpenGL 모드로 보여줄 수 있습니다만 유니티 메뉴의 설정 창 어디에서 이를 변환해주는 항목은 존재하지 않습니다. 유니티 수행 시 커맨드라인 실행 인자로 "-force-opengl"을 주면 OpenGL 모드로 수행됩니다. 매번 cmd로 커맨드라인 열어서 수행하실 필요는 없고 바로가기에 인자로 추가해주시면 됩니다. Unity바로가기 아이콘 우클릭하신후, 대상(T) 항목의 맨 뒤에 "-force-opengl"을 붙여주시면 됩니다. 

그러고나서 유니티를 실행하면 상단 타이틀에 OpenGL모드로 수행되는중이라는 표시가 뜹니다.

마찬가지로 DirectX 9이나 DirectX11 모드로 강제 지정이 가능합니다. (자세한 내용은 공식 메뉴얼을 참고해주세요.) 

DX11 on DX9 GPU

그런데 가끔 DirectX 모드로 수행 시 화면의 색이 원래와는 다르게 나오는 경우가 존재합니다. 특히 노말맵을 쓰는 모델이 티가 많이 나는데, 확인해보면 노말맵이 전제적으로 붉은 느낌으로 변해버린 것을 발견하실 수 있습니다.

이러한 경우는 DirectX의 버젼이 맞지 않아서 발생하는 문제입니다, PC는 DirectX 9까지만 지원하는 GPU를 장착하고 있는데, 유니티는 DirectX 11 버젼으로 수행하기때문에 문제가 발생하는 것입니다. 때문에 타이틀바 상단에 DX11 on DX9 GPU라고 표시가 뜹니다.

이는 프로젝트 셋팅에서 DX11을 사용하지 않도록 설정해주면 해결이 됩니다. File > Build Settings > PC, Mac & Linux Standardalone > Player Settings > Other Settings > Use Direct3D 11 체크를 해제해주시면 됩니다.