1. 소개
게임 개발에서 시각적 효과는 사용자 경험을 크게 향상시키는 핵심 요소입니다. 특히 SF 장르의 게임에서 자주 볼 수 있는 홀로그램 효과는 미래지향적인 분위기를 연출하는 데 매우 효과적입니다. 하지만 이러한 특수 효과를 기존의 3D 모델에 적용할 때, 종종 예상치 못한 기술적 문제에 직면하게 됩니다. 이 글에서는 유니티 엔진에서 셰이더 그래프를 사용하여 홀로그램 효과를 구현하는 과정에서 마주친 도전과 그 해결 과정을 공유하고자 합니다.
우리의 목표는 단순히 홀로그램 효과를 만드는 것이 아닙니다. 이 효과를 다양한 3D 모델에 쉽게 적용할 수 있고, 기존 셰이더와도 호환되는 재사용 가능한 솔루션을 개발하는 것입니다. 이 과정을 통해 유니티의 셰이더 그래프 시스템, 특히 서브 그래프의 강력한 기능을 탐구하게 될 것입니다.
이 개발 경험을 통해 우리는 유니티의 서브 그래프 기능의 강력함과 유용성을 살펴볼 것입니다. 서브 그래프를 활용함으로써 코드의 재사용성을 높이고, 복잡한 쉐이더 로직을 모듈화하여 관리하는 방법을 학습할 수 있습니다.
2. 기술적 배경
유니티의 셰이더 그래프는 시각적 노드 기반 인터페이스를 제공하여 복잡한 셰이더를 직관적으로 생성할 수 있게 해주는 도구입니다. 전통적인 HLSL(High-Level Shading Language) 코딩 대신, 개발자는 노드를 연결하여 셰이더의 로직을 구성할 수 있습니다.
서브 그래프는 셰이더 그래프 시스템의 강력한 기능 중 하나로, 복잡한 셰이더 로직을 재사용 가능한 모듈로 캡슐화할 수 있게 해줍니다. 이는 객체 지향 프로그래밍에서의 클래스나 함수와 유사한 개념으로 이해할 수 있습니다.
서브 그래프의 주요 장점은 다음과 같습니다:
1.
재사용성: 한 번 만든 서브 그래프를 여러 쉐이더에서 반복 사용할 수 있습니다.
2.
모듈화: 복잡한 쉐이더 로직을 작은 단위로 분리하여 관리할 수 있습니다.
3.
유지보수성: 효과의 수정이 필요할 때 서브 그래프만 수정하면 되므로 유지보수가 용이합니다.
4.
성능 최적화: 잘 설계된 서브 그래프는 쉐이더의 전반적인 성능을 향상시킬 수 있습니다.
3. 문제 상황 설명
홀로그램 효과 구현 과정에서 직면한 주요 문제는 기존 셰이더와의 호환성이었습니다. 단순히 새로운 홀로그램 셰이더를 적용하면 기존 모델의 색상, 텍스처, 노멀 맵 등의 정보가 모두 손실되었습니다. 이는 셰이더가 3D 모델의 렌더링 파이프라인을 완전히 대체하기 때문입니다.
기존 셰이더 (색상, 텍스처, 노멀)
↓
홀로그램 셰이더 적용
↓
모델 정보 손실 (색상, 텍스처, 노멀 사라짐)
이 문제는 단순히 미적인 문제가 아닙니다. 게임 내 다양한 오브젝트에 각각 다른 셰이더가 적용되어 있을 경우, 모든 오브젝트에 대해 새로운 홀로그램 셰이더를 개별적으로 만들어야 한다는 것을 의미합니다. 이는 개발 시간을 크게 증가시키고 유지보수를 어렵게 만듭니다.
따라서 우리의 과제는 다음과 같이 정리될 수 있습니다:
1.
기존 셰이더의 속성을 보존하면서 홀로그램 효과를 추가하는 방법 찾기
2.
다양한 셰이더에 쉽게 적용할 수 있는 재사용 가능한 솔루션 개발
3.
성능을 최적화하여 실시간 렌더링에 적합한 효과 구현
이 문제를 해결하기 위해 유니티의 셰이더 그래프 시스템, 특히 서브 그래프 기능을 활용하기로 결정했습니다.
4. 해결 과정
문제 해결을 위해 다음과 같은 단계별 접근 방식을 채택했습니다:
4.1 홀로그램 효과의 모듈화
첫 번째 단계는 홀로그램 효과를 독립적인 모듈로 분리하는 것이었습니다. 이를 위해 서브 그래프 기능을 활용했습니다.
1.
기존의 홀로그램 효과 그래프를 선택합니다.
2.
우클릭 후 "Convert To - Sub-graph"를 선택하여 서브 그래프로 저장합니다.
3.
서브 그래프 파일을 생성하고 적절한 이름을 부여합니다.
4.2 입/출력 설정
서브 그래프의 재사용성을 높이기 위해 적절한 입/출력을 설정하는 것이 중요합니다.
1.
서브 그래프 내에서 필요한 입력값들을 정의합니다. (예: 기본 색상, 노멀 맵, 텍스처 등)
2.
홀로그램 효과 적용 후의 결과값을 출력으로 설정합니다.
이렇게 설정함으로써, 서브 그래프는 기존 셰이더의 정보를 입력받아 홀로그램 효과를 적용한 결과를 출력하게 됩니다.
4.3 서브 그래프 통합
생성된 서브 그래프를 기존 셰이더에 통합하는 과정입니다.
1.
기존 셰이더 그래프를 엽니다.
2.
새로운 노드 메뉴에서 방금 만든 홀로그램 서브 그래프를 선택합니다.
3.
서브 그래프 노드를 기존 셰이더 그래프에 연결합니다.
4.4 알파 블렌딩 적용
홀로그램 효과와 기존 셰이더의 결과를 자연스럽게 혼합하기 위해 알파 블렌딩을 사용합니다.
1.
서브 그래프의 출력과 기존 셰이더의 출력을 연결합니다.
2.
Lerp 노드를 사용하여 두 결과를 블렌딩합니다.
3.
블렌딩 강도를 조절할 수 있는 파라미터를 추가합니다.
5. 결과 및 최적화
이러한 접근 방식을 통해 우리는 다음과 같은 결과를 얻었습니다:
1.
재사용성: 홀로그램 효과를 서브 그래프로 모듈화함으로써, 다양한 셰이더에 쉽게 적용할 수 있게 되었습니다.
2.
유연성: 기존 셰이더의 속성을 유지하면서 홀로그램 효과를 추가할 수 있게 되었습니다.
3.
성능: 서브 그래프를 사용함으로써 중복 계산을 줄이고 렌더링 성능을 최적화할 수 있었습니다.
이 접근 방식을 통해 기존 쉐이더의 특성을 유지하면서도 홀로그램 효과를 성공적으로 적용할 수 있었습니다. 결과적으로 3D 모델의 기본 텍스처와 노말 맵 정보를 보존하면서 홀로그램 효과가 추가되어, 시각적으로 더 풍부하고 일관된 결과를 얻을 수 있었습니다.
회고 및 향후 계획
이 프로젝트를 통해 유니티 쉐이더 그래프 시스템의 강력함과 유연성을 직접 경험할 수 있었습니다. 특히 서브 그래프를 활용한 모듈화 방식은 복잡한 쉐이더 효과를 관리하는 데 매우 효과적이었습니다.
