스카이 애트머스피어 컴포넌트

대기 원근을 적용해 지면에서 우주로 뷰를 전환하는 기능과 시간대 기능을 지원하는 물리 기반 스카이 및 애트머스피어 렌더링 시스템에 대해 설명합니다.

Choose your operating system:

Windows

macOS

Linux

언리얼 엔진의 스카이 애트머스피어(Sky Atmosphere) 컴포넌트는 물리 기반 스카이 및 애트머스피어 렌더링 기술입니다. 유연한 이 컴포넌트를 통해 일출과 일몰이 포함된 시간대를 적용하여 지구와 유사한 대기를 생성하거나, 신비한 외계 행성의 대기를 생성할 수 있습니다. 또한 적절한 행성 곡률로 지면에서 하늘로 올라 우주로 전환하는 씬을 시뮬레이션할 수 있는 대기 원근을 지원합니다.

SkyAtmosphereDayDusk.png

스카이 애트머스피어는 행성 대기의 관여 매체를 통해 산란되는 빛의 근사값을 산출하므로 다음과 같은 요소를 포함하여 더욱 사실적이거나 신비한 야외 환경을 연출할 수 있습니다.

  • 햇빛 및 대기 프로퍼티에 따라 하늘의 빛깔이 달라지도록 대기에 태양면을 연출할 수 있는 두 개의 애트머스페릭 디렉셔널 라이트(Directional Light)

  • 도미넌트 디렉셔널 라이트의 벡터가 지면과 평행을 이루는 정도, 즉 태양 고도에 따라 달라지는 하늘의 빛깔

  • 대기 밀도를 완벽하게 조절할 수 있는 스캐터링 및 퍼지 세팅 컨트롤

  • 지면에서 하늘로 올라 우주로 뷰를 전환할 때 월드의 곡률을 시뮬레이션할 수 있는 대기 원근

스카이 애트머스피어 컴포넌트 활성화

레벨 에디터(Level Editor)의 모드(Modes) 패널에서 다음 단계에 따라 스카이 애트머스피어 컴포넌트를 활성화할 수 있습니다.

  1. 씬에 스카이 애트머스피어(Sky Atmosphere) 컴포넌트를 배치합니다.

  2. 씬에 디렉셔널 라이트(Directional Light) 를 배치하고 디테일(Details) 패널에서 애트머스피어 썬 라이트(Atmosphere Sun Light) 를 활성화합니다.

    1. 복수의 디렉셔널 라이트 를 사용하는 경우 애트머스피어 태양 라이트 인덱스(Atmosphere Sun Light Index) 를 각각 설정합니다. 예를 들어 태양은 0으로 설정하고 달은 1로 설정합니다.

  3. 스카이 애트머스피어를 캡처하고 씬 라이트에 기여하도록 씬에 스카이 라이트(Sky Light) 를 배치합니다.

애트머스페릭 디렉셔널 라이트 조정

디렉셔널 라이트(Directional Light)애트머스피어 햇빛(Atmosphere Sun Light) 을 활성화하고 각각에 애트머스피어 햇빛 인덱스(Atmosphere Sun Light Index) 를 설정했을 때 다음 키보드 단축키를 사용하면 각 빛의 위치를​빠르게 조정할 수 있습니다.

  • 오른쪽 Ctrl + L 을 누른 채 마우스를 움직이면 디렉셔널 라이트 세팅이 인덱스 0으로 조정됩니다. 이 설정값은 일반적으로 태양에 사용합니다.

  • 오른쪽 Ctrl + L + Shift 를 누른 채 마우스를 움직이면 디렉셔널 라이트 세팅이 인덱스 1로 조정됩니다. 이 설정값은 일반적으로 달에 사용합니다.

이러한 광원을 이동하면 디렉셔널 라이트별로 스카이 애트머스피어 컴포넌트에 설정된 프로퍼티에 따라 대기가 영향을 받습니다.

스카이 애트머스피어 모델

하늘과 대기를 시뮬레이션하려면 실제 대기의 외형과 느낌을 그대로 연출하는 여러 가지 프로퍼티가 필요합니다. 이러한 프로퍼티는 적절하고 정확하게 빛을 산란시켜 하늘과 대기의 외형을 정의하는 데 사용할 수 있습니다. 기본적으로 스카이 애트머스피어 컴포넌트는 지구를 나타냅니다.

지구와 유사한 행성의 대기는 여러 층의 기체로 구성되어 있습니다. 기체 자체는 모양, 크기, 밀도가 제각각인 입자와 분자로 구성됩니다. 광자(빛 에너지)가 대기에 유입되어 입자 및 분자와 충돌하면 산란(반사) 또는 흡수 현상이 발생합니다(아래 참조).

ParticleLightInteraction.png

(1) 태양 입사광, (2) 대기의 입자, (3) 굴절된 빛 에너지

스카이 애트머스피어 시스템은 미에(Mie) 스캐터링 및 레일리(Rayleigh) 스캐터링으로 흡수 현상을 시뮬레이션합니다. 입사광이 대기의 입자 및 분자와 상호작용하는 방식을 이러한 스캐터링 이펙트로 시뮬레이션하면 시간대가 전환되는 동안 알맞게 하늘의 빛깔이 달라집니다.

스카이 애트머스피어 컴포넌트를 사용하면 시간대 시뮬레이션에 따라 하늘의 빛깔이 달라집니다.

레일리 스캐터링

비교적 작은 입자(예: 공기 분자)가 빛과 상호작용하면 레일리 스캐터링(Rayleigh scattering) 이 발생합니다. 이러한 스캐터링 타입에는 빛의 파장이 큰 영향을 미칩니다. 예를 들어 지구의 하늘은 파란색이 다른 색상보다 많이 산란되므로 대낮에 파랗게 보입니다. 그러나 일몰 무렵에는 빛이 대기를 통과해야 하는 거리가 멀어지므로 빨갛게 보입니다. 먼 거리를 이동한 후에는 파란빛이 다른 색상보다 모두 먼저 산란되므로 노란색, 주황색, 빨간색으로 이뤄진 화려한 일몰이 나타납니다.

RayleighParticleShape.png

(1) 입사광, (2) 대기의 작은 입자, (3) 레일리 산란광 에너지

지구와 유사한 대기에서 햇빛이 대기(2)의 작은 입자(1)와 상호작용하면 레일리 스캐터링이 대기 전체에 발생합니다. 대기 상층부는 지구 표면(3) 근처의 대기 하층부보다 밀도가 낮습니다.

RaylightAtmosphereInteraction.png

대기의 입자 밀도를 높이거나 낮추면 빛의 산란도가 증가하거나 감소합니다.

슬라이더를 드래그하여 레일리 스캐터링 스케일의 감소 및 증가 이펙트를 확인할 수 있습니다. (왼쪽에서 오른쪽으로 1~3)

  1. 스캐터링이 감소 하면 대기에 산란하는 빛이 감소합니다. 지구 대기권보다 밀도가 10배 낮은 상태입니다.

  2. 이는 대기 밀도가 지구와 유사한 상태입니다.

  3. 스캐터링이 증가 하면 대기에 산란하는 빛이 증가합니다. 지구 대기권보다 밀도가 10배 높은 상태입니다.

미에 스캐터링

대기 중에 떠 있는 먼지 입자, 꽃가루 입자 또는 대기오염 입자 같은 비교적 큰 입자와 빛이 상호작용하면 미에 스캐터링(Mie scattering) 이 발생합니다. 이러한 입자는 에어로졸이라고 하며 자연 상태에서 만들어지거나 인위적으로 생성될 수 있습니다. 미에 스캐터링 이론에 따라 입사광은 일반적으로 빛을 흡수하는데, 그로 인해 빛이 차단되면서 선명한 하늘이 흐릿하게 보입니다. 또한 일반적으로 빛이 더 멀리 산란되므로 광원 주변(예: 하늘에 보이는 태양면 주변)에 밝은 후광이 생깁니다.

MieParticleShape.png

(1) 입사광, (2) 대기의 큰 입자, (3) 미에 산란광 에너지

에어로졸 밀도를 높이거나 낮추면 하늘의 선명도가 증가하거나 감소하여 흐릿한 정도에 영향을 줍니다.

슬라이더를 드래그하여 미에 스캐터링 스케일의 감소 및 증가 이펙트를 확인할 수 있습니다. (왼쪽에서 오른쪽으로 1~3)

  1. 입자 밀도가 감소 하면 하늘이 더 선명하게 보입니다. 흐릿함이 감소하고 빛이 산란되는 방향이 줄어듭니다.

  2. 미에 스캐터링 스케일 디폴트값입니다.

  3. 입자 밀도가 증가 하면 하늘이 흐릿해집니다. 또한 입사광 방향 주변에 생긴 강한 전방 스캐터링 로브로 인해 하늘이 흐릿하게 보입니다.

미에 페이즈

미에 페이즈(Mie Phase) 는 대기에서 비교적 큰 에어로졸 입자와 빛이 상호작용할 때 산란되는 빛의 균일도를 조절합니다. 미에 스캐터링을 적용하면 일반적으로 빛이 더 멀리 산란되므로 광원 주변(예: 하늘에 보이는 태양면 주변)에 밝은 후광이 생깁니다.

MiePhaseFunctionShape.png

(1) 입사광, (2) 대기의 비교적 큰 입자, (3) 비교적 강한 미에 산란광 에너지

미에 애니소트로피(Mie Anisotropy) 프로퍼티를 사용하면 대기에서 발생하는 미에 스캐터링의 균일도를 조절할 수 있습니다.

슬라이더를 드래그하여 대기의 미에 애니소트로피 감소 및 증가 이펙트를 확인할 수 있습니다. (왼쪽에서 오른쪽으로 1~3)

  1. 미에 애니소트로피가 감소 하면 대기에서 빛이 더 균일하게 산란합니다. 이 예시에서는 0 값이 사용됩니다.

  2. 디폴트 세팅을 사용하면 지구와 유사한 대기를 그대로 연출합니다. 이 예시에서는 0.8 값이 사용됩니다.

  3. 미에 애니소트로피가 증가 하면 산란하는 빛의 방향성이 증가하면서 광원 주변에 후광이 생깁니다. 이 예시에서는 0.9 값이 사용됩니다.

대기 흡수

흡수되는 양과 색상은 흡수 스케일(Absorption Scale)Absorption(흡수) 색 선택 툴 프로퍼티를 사용하여 조절할 수 있습니다. 아래 예시는 흡수 스케일을 높여서 하나의 RGB 색상을 제거한 결과입니다.

슬라이더를 드래그하여 대기의 흡수 스케일 감소 및 증가 이펙트를 확인할 수 있습니다. (왼쪽에서 오른쪽으로 1~3)

  1. 대기 흡수 없음

  2. 지구 오존 흡수 스케일 디폴트값

  3. 오존 흡수 스케일 증가

흡수되는 양과 색상은 흡수 스케일(Absorption Scale)Absorption(흡수) 색 선택 툴 프로퍼티를 사용하여 조절할 수 있습니다. 아래 예시는 흡수 스케일을 높여서 하나의 RGB 색상을 대기에서 제거한 결과입니다.

Absorption_GreenRemoved.png

Absorption_RedRemoved.png

Absorption_BlueRemoved.png

녹색 흡수

빨간색 흡수

파란색 흡수

빛이 대기에 산란되는 방식 때문에 시간대에 따라 일부 색상의 흡수 상태가 두드러지지 않을 수 있습니다.

고도 분포

스카이 애트머스피어 컴포넌트를 사용하면 지면 관점에서 본 대기뿐만 아니라 항공 및 우주 관점에서 본 대기도 조절할 수 있습니다. 즉, 지면에서 하늘로 올라 우주로 전환할 때의 느낌과 외형이 실제 대기와 유사하도록 월드의 곡률을 효과적으로 정의할 수 있습니다.

이를 위해서는 다음 프로퍼티를 사용하면 됩니다.

  • 지면 반경(Ground Radius) 은 행성의 크기를 정의합니다.

  • 애트머스피어 높이(Atmospheric Height) 는 대기와 빛의 상호작용이 계산되는 최대 애트머스피어 높이를 정의합니다. 정의된 고도를 넘어가면 계산이 중지됩니다.

  • 레일리 지수형 분포(Rayleigh Exponential Distribution) 는 밀도 감소로 인해 레일리 스캐터링 이펙트가 40%로 줄어드는 고도를 킬로미터 단위로 정의합니다.

  • 미에 지수 분포(Mie Exponential Distribution) 는 밀도 감소로 인해 미에 스캐터링 이펙트가 40%로 줄어드는 고도(킬로미터 단위)를 정의합니다.

슬라이더를 드래그하여 대기의 레일리 고도 감소 및 증가 이펙트를 확인할 수 있습니다. (왼쪽에서 오른쪽으로 1~3)

  1. 레일리 애트머스피어 높이는 0.8 km입니다.

  2. 레일리 애트머스피어 높이 디폴트값인 8 km입니다.

  3. 레일리 애트머스피어 높이는 80 km입니다.

아트 디렉션

스카이 애트머스피어 컴포넌트를 사용하면 프로젝트의 외형 을 디자인할 때 예술적 관점에서 조절할 수도 있습니다.

대기 원근 스케일

대기 원근 뷰 디스턴스 스케일(Aerial Perspective View Distance Scale) 프로퍼티는 지표면으로부터 충분히 멀리 떨어진 거리에서 봤을 때 더 두껍게 보이도록 뷰에서 표면까지의 거리를 스케일 조절합니다.

슬라이더를 드래그하여 대기 원근 뷰 디스턴스 스케일 프로퍼티를 변경할 수 있습니다. (왼쪽에서 오른쪽으로 1~3)

  1. 몇 가지 대기 프로퍼티가 이 씬에 설정된 상태입니다.

  2. 동일한 씬에서 대기 원근 뷰 디스턴스 스케일을 약간 높인 상태입니다.

  3. 동일한 씬에서 대기 원근 뷰 디스턴스 스케일을 두 배로 높인 상태입니다.

익스포넨셜 하이트 포그

미에 스캐터링은 대기 컴포넌트이며 그 자체로 하이트 포그 시뮬레이션입니다. 즉, 익스포넨셜 하이트 포그(Exponential Height Fog) 컴포넌트를 사용하지 않고도 미에 스캐터링을 통해 씬에 하이트 포그를 생성할 수 있습니다(아래 참조).

스카이 애트머스피어의 하이트 포그

스카이 애트머스피어 | 익스포넨셜 하이트 포그 사용

익스포넨셜 하이트 포그 컴포넌트를 사용하지 않고 스카이 애트머스피어 컴포넌트에서 생성한 하이트 포그입니다.

익스포넨셜 하이트 포그 가 프로젝트에 필요한 경우 프로젝트 세팅(Project Settings)의 렌더링(Rendering) 카테고리에서 스카이 애트머스피어 영향 하이트 포그 지원(Support Sky Atmosphere Affecting Height Fog) 을 설정하여 이 컴포넌트를 활성화할 수 있습니다. 하이트 포그 기여는 가산적으로 이루어집니다. 즉, 스카이 애트머스피어 하이트 포그는 익스포넨셜 하이트 포그 컴포넌트로 연출된 기존의 모조 색상 위에 더해집니다. 스카이 애트머스피어 컴포넌트가 익스포넨셜 하이트 포그에 영향을 미치게 하려면 각각의 색 선택 툴을 사용하여 포그 인스캐터링 컬러(Fog Inscattering Color)와 방향성 인스캐터링 컬러(Directional Inscattering Color)를 검은색(Black)으로 설정해야 합니다.

ExpoHeightFog_InscatteirngColor.png

이렇게 설정하고 나면 아트 디렉션(Art Direction) 카테고리에서 스카이 애트머스피어의 하이트 포그 기여도(Height Fog Contribution) 세팅을 사용하여 대기로 유입되는 빛이 하이트 포그에 미치는 영향을 예술적 관점에서 조절할 수 있습니다. 아래는 하이트 포그 기여도를 조절한 예시입니다.

*슬라이더를 드래그하여 스카이 애트머스피어 컴포넌트에 대한 하이트 포그 기여도를 높이거나 낮출 수 있습니다. (왼쪽에서 오른쪽으로 1~3)**

  1. 스카이 애트머스피어 컴포넌트의 하이트 포그 기여도 디폴트값입니다.

  2. 스카이 애트머스피어 컴포넌트의 하이트 포그 기여도를 절반(0.5)으로 줄인 상태입니다.

  3. 스카이 애트머스피어 컴포넌트의 하이트 포그 기여도를 두 배(2.0)로 늘린 상태입니다.

스카이 렌더링 옵션

하늘 및 대기 원근은 레이 마칭(Ray Marching) 기법으로 화면에 렌더링됩니다. 그러나 픽셀마다 이 기법으로 렌더링하려면 비용 부담이 커질 수 있습니다. 4K 또는 8K 해상도가 표준이 되고 있는 오늘날에는 특히 그렇습니다. 바로 그 이유로 몇몇 룩업 테이블(LookUp Table, LUT)에서 저해상도로 하늘을 계산합니다. 관련 LUT 타입은 다음과 같습니다.

기본적으로 다음 표의 LUT를 모두 계산하지만, 아래 예시를 참조하여 사용자 프로젝트에 필요한 LUT를 결정할 수 있습니다.

사용되는 LUT 타입

설명

FastSkyViewLUT

특정 시점 주변에서 레이 마칭이 적용된 하늘 휘도의 위도/경도 텍스처를 저장합니다. 하늘의 픽셀에만 적용됩니다.

AerialPerspectiveLUT

투과율과 산란 휘도를 프록셀(카메라 프러스텀 복셀)에 저장합니다. 불투명 메시와 투명 메시에 대기 원근 을 적용하는 데 사용됩니다.

MultipleScatteringLUT

레이 마칭 과정에서 여러 스캐터링 기여도를 계산하는 데 사용됩니다.

TransmittanceLUT

레이 마칭 과정에서 대기 및 행성 내 임의 위치를 기준으로 햇빛의 나머지 조도를 계산하는 데 사용됩니다.

DistanceSkyLightLUT

균일 페이즈 함수를 사용하여 스캐터링 이벤트 이후의 정상 휘도를 저장합니다.

위에서 살펴본 세팅 중 대다수는 프로젝트에 적용한 LUT의 퍼포먼스와 시각적 퀄리티를 조절하는 데 유용합니다. 자세한 내용은 스카이 애트머스피어 프로퍼티 페이지를 참고하세요.

스카이돔 메시로 하늘 렌더링

일부 프로젝트에서 월드 주변에 스카이돔 메시를 배치하면 아티스트가 구름, 별, 태양, 기타 천체와 하늘이 합성되는 방식을 제어할 수 있습니다.

스카이돔 메시가 스카이 애트머스피어 컴포넌트와 연동되도록 설정하려면 관련 머티리얼에서 다음을 설정해야 합니다.

  • 블렌드 모드(Blend Mode): 불투명(Opaque)

  • 셰이딩 모델(Shading Model): 라이팅제외(Unlit)

스카이 머티리얼은 베이스 패스 과정에서 최종 불투명 메시로 렌더링됩니다. 즉, 중복 기여를 방지하기 위해 대기 원근은 적용되지 않습니다. 그러나 사용 중인 하이트 포그와 볼류메트릭 포그는 계속 적용됩니다.

스카이 머티리얼에서는 하늘, 태양면, 구름, 대기 원근을 자유롭게 구성할 수 있습니다. 또한 하늘의 구름 및 기타 엘리먼트에 도달하는 빛을 계산해야 합니다. 머티리얼에서 이러한 목적을 달성하려면 여러 가지 머티리얼 표현식을 사용하면 됩니다. 머티리얼 표현식은 머티리얼 에디터에서 'SkyAtmosphere'라는 용어를 검색하여 찾을 수 있습니다.

커스터마이징된 스카이 머티리얼

구름, 행성, 태양 또는 기타 오브젝트가 커스터마이징된 나만의 스카이 머티리얼을 제작하려면 머티리얼(Material) 고급 프로퍼티에서 하늘 여부(Is Sky) 플래그를 활성화해야 합니다. 그러나 스카이 애트머스피어 컴포넌트의 대기 원근(애트머스페릭 포그) 기여가 비활성되지만 익스포넨셜 하이트 포그 컴포넌트의 씬에 하이트 포그와 볼류메트릭 포그가 적용된다는 점에 유의해야 합니다.

머티리얼 표현식에 대한 자세한 내용은 스카이 애트머스피어 프로퍼티 페이지를 참고하세요.

일부 머티리얼 표현식을 사용할 때는 관련 값이 계산되므로 스카이돔 메시의 모양에 유의해야 합니다. 예를 들어 함수를 사용하여 구름에 도달하는 빛을 계산하는 경우 스카이돔 픽셀 월드 포지션이 대기의 클라우드 월드 포지션을 나타낸다고 가정할 수 있습니다.

시간대 예시 레벨

스카이 애트머스피어 머티리얼 표현식이 적용된 머티리얼이 있는 스카이돔 메시를 보여주는 작업 예시용 템플릿 맵이 언리얼 엔진에 제공됩니다.

SkyAtmos_TimeOfDayMap.png

이 레벨은 엔진 콘텐츠 폴더의 Engine/Maps/Templates 에 있습니다. 또는 메인 메뉴를 사용하여 새 레벨을 생성하고 TimeOfDay_Default 레벨을 선택할 수 있습니다.

우주에서 본 행성의 대기

스카이 애트머스피어 시스템을 사용하면 행성 표면에서 본 멋진 대기를 생성할 수 있을 뿐 아니라 우주에서 본 행성 대기도 생성할 수 있습니다. 또한 특별한 셋업 없이도 행성 표면에서 대기에 이어 우주로 매끄럽게 이동할 수 있습니다.

위 비디오에서는 스카이 애트머스피어 시스템에 포함되지 않은 에셋과 머티리얼(예: 행성 표면을 나타내는 스타 필드 및 메시)을 사용합니다.

다음 프로퍼티는 행성을 우주(또는 매우 높은 고도)에서 볼 수 있도록 설정하는 데 유용합니다.

  • 지면 반경(Ground Radius) 은 행성의 크기(킬로미터 단위)를 정의합니다.

  • 애트머스피어 높이(Atmosphere Height) 는 행성 표면 위의 애트머스피어 높이(킬로미터 단위)를 정의합니다.

  • 레일리 지수 분포(Rayleigh Exponential Distribution) 는 레일리 이펙트가 40%로 줄어드는 고도를 정의합니다.

다음은 위의 세 가지 프로퍼티를 사용하여 다양한 행성 대기를 구현한 예시입니다.

Planetary_1.png

Planetary_2.png

Planetary_3.png

Planetary_4.png

Planetary_5.png

지면 반경: 6,360km

지면 반경: 300 km

지면 반경: 300 km

지면 반경: 300 km

지면 반경: 300km

애트머스피어 높이: 100km

애트머스피어 높이: 100km

애트머스피어 높이: 100km

애트머스피어 높이: 100km

애트머스피어 높이: 300km

레일리 분포: 8km

레일리 분포: 8km

레일리 분포: 2 km

레일리 분포: 32 km

레일리 분포: 32 km

이미지를 클릭하면 최대 크기로 볼 수 있습니다.

대기 이동

스카이 애트머스피어 컴포넌트는 트랜스폼 모드(Transform Mode) 를 선택하여 레벨 안에서 자유롭게 이동할 수 있습니다. 선택할 수 있는 옵션은 다음과 같습니다.

  • 절대 월드 포지션에 행성 상단 배치(Planet Top at Absolute World Position) 를 선택하면 씬의 월드 원점 좌표(0,0,0)에 대기의 상단 지표면이 배치됩니다. 이 옵션을 선택하면 스카이 애트머스피어를 이동할 수 없습니다.

  • 컴포넌트 트랜스폼에 행성 상단 배치(Planet Top at Component Transform) 를 선택하면 컴포넌트의 트랜스폼 원점을 기준으로 대기의 상단 지표면이 배치됩니다. 스카이 애트머스피어 컴포넌트 또는 자손 컴포넌트 트랜스폼을 이동하면 레벨 안의 대기가 이동합니다.

  • 컴포넌트 트랜스폼에 행성 중심 배치(Planet Center at Component Transform) 를 선택하면 컴포넌트의 트랜스폼 원점을 중심으로 대기가 배치됩니다. 스카이 애트머스피어 컴포넌트 또는 자손 컴포넌트 트랜스폼을 이동하면 레벨 안의 대기가 이동합니다.

스카이 애트머스피어 컴포넌트는 씬에 배치한 오브젝트(예: 행성 메시)의 부모가 될 수 있습니다.

대기 투과율

대기의 빛 투과율은 지표면 뷰에 최적화되어 있습니다. 행성 상단의 경우 투과율을 한 번만 계산하면 되지만, 행성 뷰의 경우 대기 경계선이 올바르게 보이려면 픽셀마다 투과율을 계산해야 합니다. 또한 이러한 계산 조건을 충족해야 대기가 근처 위성이나 기타 천체에 섀도를 드리울 수 있습니다.

투과율: | 룩업 테이블 (LUT)

투과율: | 픽셀당

픽셀당 투과율을 사용하면 스카이 애트머스피어 컴포넌트에 설정된 프로퍼티에 따라 우주의 오브젝트(예: 근처 위성과 기타 천체)에 섀도를 드리울 수도 있습니다.

투과율 비활성화됨

투과율 활성화됨

픽셀당 투과율은 디렉셔널 라이트(Directional Light) 에서 픽셀당 대기 투과율(Per Pixel Atmosphere Transmittance) 체크박스를 선택하여 활성화할 수 있습니다.

지면에서 우주로 이동

스카이 애트머스피어 시스템은 지표면에 배치된 씬에 최적화되어 있습니다. 그러나 지면에서 하늘로 올라 우주까지도 원활하게 이동할 수 있습니다. 대기를 통해 전환하는 과정은 LUT부터 픽셀당 트레이싱까지 별다른 문제 없이 매끄럽게 이루어져야 하지만 때때로 문제가 발생할 수 있습니다.

이 최적화 옵션은 다음 콘솔 명령 값을 0 으로 설정하여 비활성화할 수 있습니다.

  • r.SkyAtmosphere.FastSkyLUT

  • r.SkyAtmosphere.AerialPerspectiveLUT.FastApplyOnOpaque

이 옵션을 비활성화하면 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다. 프로젝트에서 이러한 문제를 해결하여 최적의 프로젝트 균형을 유지하는 데 도움이 되는 정보는 다음과 같습니다.

  • 템포럴 안티 에일리어싱(Temporal Anti-Aliasing, TAA)으로 흡수될 때 고주파 패턴이 보일 수 있습니다. 그러나 카메라를 매우 빠르게 움직이면 TAA를 재시작하느라 생성된 카메라 컷이 우주 뷰에 나타날 수 있습니다.

  • 샘플 개수가 거리를 토대로 하는 방식 때문에 샘플이 대기에서 원 모양으로 눈에 띄게 커집니다. 대기에 있는 매체의 밀도가 높고 지면 가까이에 매우 집중되어 있는 경우 샘플 가시성이 하락할 수 있습니다. 이와 같은 부작용은 전형적인 레이 마칭 문제입니다. 이 문제는 다음과 같은 두 가지 방법으로 해결할 수 있습니다.

    • r.SkyAtmosphere.SampleCountMax 또는 r.SkyAtmosphere.DistanceToCountMax 로 샘플 수를 늘려서 퍼포먼스를 타협하는 대신 퀄리티를 개선할 수 있습니다.

    • 로직을 설정할 때 지면 근처의 입자를 줄이고 입자가 보다 균일하게 수직으로 분산되도록 우주의 대기 프로퍼티를 미세조정합니다.

애트머스피어 선라이트 섀프트와 퀄리티

디렉셔널 라이트(Directional Light) 소스에서 섀도를 드리우는 기법은 지표면 뷰와 우주 뷰의 대기에 선라이트 섀프트를 생성하는 데 사용됩니다.

지표면 뷰의 애트머스피어 선라이트 섀프트:

대기에 구현된 | 불투명 오브젝트 섀도잉

대기에 구현된 | 불투명 오브젝트 및 구름 섀도잉

우주 뷰의 애트머스피어 선라이트 섀프트:

대기에 구현된 | 불투명 오브젝트 섀도잉

대기에 구현된 | 불투명 오브젝트 및 구름 섀도잉

다음 프로퍼티를 사용하여 선라이트 섀프트를 활성화하고 조절할 수 있습니다.

  • 불투명 오브젝트에서 섀도를 드리우려면 대기에 섀도 드리우기(Cast Shadows on Atmosphere) 를 활성화합니다. 또한 볼류메트릭 클라우드 시스템을 사용할 때 클라우드 섀도 드리우기(Cast Cloud Shadows) 를 활성화하여 클라우드 머티리얼에서 섀도를 드리울 수 있습니다.

  • 다이내믹 섀도 거리(Dynamic Shadow Distance) 의 값을 크게 설정합니다. 예를 들어 아래 예시에서는 100,000,000유닛(또는 1,000km)의 섀도 거리를 사용했습니다.

  • 우주 뷰의 경우 픽셀당 대기 투과율(Per Pixel Atmosphere Transmittance) 을 활성화하면 정확한 행성 섀도잉을 적용하여 달과 같은 근처 천체에도 섀도를 드리울 수 있습니다.

다음과 같은 방법으로 선라이트 섀프트의 퀄리티를 한층 더 개선할 수 있습니다.

  • 스카이 애트머스피어 컴포넌트의 샘플 수 스케일 트레이스(Trace Sample Count Scale) 프로퍼티를 사용하여 대기의 트레이싱 퀄리티를 높일 수 있습니다. 이 프로퍼티는 LUTS를 생성하거나 픽셀당 트레이싱을 사용할 때 중요합니다. 최대 샘플 수는 제한되어 있지만, 콘솔 명령 r.SkyAtmosphere.SampleCountMax 를 사용하여 늘릴 수 있습니다. 또한 샘플 수는 r.SkyAtmosphere.DistanceToSamplesCountMax 에서 설정한 킬로미터로 한정된다는 점에 유의하세요.

  • r.SkyAtmosphere.FastSkyLUT.Widthr.SkyAtmosphere.FastSkyLUT.Height 값을 늘려서 대기에 있는 선라이트 섀프트의 퀄리티를 전반적으로 개선할 수 있습니다. r.SkyAtmosphere.AerialPerspectiveLUT.Width 의 너비를 늘려서 불투명 표면과 반투명 표면에 구현된 안개의 퀄리티를 한층 더 개선할 수 있습니다.

    패스트 스카이 LUT 명령을 사용하려면 r.SkyAtmosphere.FastSkyLUT 가 활성화된 상태여야 합니다.

    대기 원근 LUT는 신중하게 높여야 합니다. 3D 볼륨 텍스처를 사용하기 때문입니다. 크기를 늘리면 메모리 사용량이 엄청나게 늘어날 수 있습니다.

  • 애트머스피어 렌더링의 시네마틱 퀄리티를 확보하려면 퍼포먼스를 위해 해상도를 낮추는 스카이 뷰(Sky View ) 및 대기 원근(Aerial Perspective) LUT 최적화를 비활성화합니다. r.SkyAtmosphere.FastSkyLUTr.SkyAtmosphere.AerialPerspectiveLUT.FastApplyOnOpaque0 으로 설정하여 비활성화할 수 있습니다. 애트머스피어 렌더링 속도가 느려지지만, 고주파 디테일을 표현할 때 일부 영역(예: 행성의 섀도나 스캐터링 로브)에 나타나는 비주얼 아티팩트가 줄어듭니다. 스카이 애트머스피어 컴포넌트의 트레이싱 퀄리티도 개선하는 것이 좋습니다(위 참조).

시각화 및 디버깅

스카이 애트머스피어 시각화 및 디버깅 뷰에서는 대기 세팅의 변경 내용을 실시간으로 확인할 수 있습니다.

SkyAtmosVisualization.png

  1. 반구 뷰(Hemisphere View) 에서는 흡수 현상과 함께 레일리 스캐터링 및 미에 스캐터링이 반영된 대기의 시각 효과를 확인할 수 있습니다.

  2. 시간대 프리뷰(Time-of-Day Preview) 에서는 스카이 애트머스피어 컴포넌트에 적용된 세팅에 따라 다양한 시간대의 씬이 연출됩니다.

  3. 그래프 뷰(Graph View) 에서는 스카이 애트머스피어 컴포넌트의 지표면(Ground Level) 및 애트머스피어 높이(Atmosphere Height)에서 설정한 레일리 값, 미에 값, 흡수 값의 결과를 확인할 수 있습니다.

다음 명령을 사용하여 스카이 애트머스피어 시각화 결과를 화면에 표시할 수 있습니다.

r.SkyAtmosphere.Visualize 1

지원 플랫폼

스카이 애트머스피어 컴포넌트는 확장형 애트머스피어 시스템을 제공할 수 있도록 다음과 같은 플랫폼을 지원합니다.

기능

모바일

XB1/PS4

XBX/PS5

로우엔드/하이엔드 PC

스카이 애트머스피어

예*

* 머티리얼에 하늘 여부(Is Sky) 가 활성화된 스카이돔 메시가 필요합니다.

추가 참고사항

  • 물리 기반 스카이 라이트 설정

    • 태양이 중천에 있을 때 스카이 라이트는 각지름 0.545도에서 120,000럭스(또는 cd:sr*m^2)로 설정해야 합니다.

    • 태양이 중천에 있을 때 흰색 디퓨즈 표면의 총 럭스는 약 150,000럭스여야 합니다.

      • 스카이 기여도는 총합의 20%입니다.

      • HDR(시각 적응) 시각화 툴(표시(Show) > 시각화(Visualize))의 휘도/조도 계기를 사용하여 언리얼 엔진에서 이 값을 측정할 때는 앰비언트 오클루전(Ambient Occlusion)을 비활성화해야 합니다.

      • 스카이 애트머스피어 컴포넌트에 있는 다중 스캐터링(Multiscattering) 과 지구 알베도(Earth Albedo)의 디폴트값은 각각 1과 0.4(선형)입니다.

    • 달이 중천에 있을 때 스카이 라이트는 각지름 0.568도에서 0.26럭스로 설정해야 합니다.

  • 지면/하반구가 어둡게 보이는 이유는 무엇인가요?

    관찰자가 지면에 가까이 있을 때는 안개가 없는 한 스캐터링 이펙트나 안개 색상이 적용되지 않습니다. 따라서 가상 행성의 하반구는 검은색으로 표현됩니다. 이러한 문제는 다음과 같은 방법으로 해결할 수 있습니다.

    • 행성 표면을 나타내는 지형이나 메시로 씬을 채웁니다.

    • 익스포넨셜 하이트 포그 컴포넌트를 사용하여 하반구에 색상을 채웁니다.

    • 지형이나 메시 표면을 더 높은 고도에 배치합니다.

  • 보조 디렉셔널 라이트 소스가 하늘에 미치는 영향이 적은 이유는 무엇인가요?

    현재는 보조 광원의 다중 스캐터링을 계산하지 않습니다.

  • 스카이돔에서 텍셀이 보이는 이유는 무엇인가요?

    하늘에 텍셀이 나타나면 FastSkyViewLUT(r.SkyAtmosphere.FastSkyViewLUT.SampleCountMax )의 해상도를 높이세요. 안개가 낀 엘리먼트에 텍셀이 나타나면 AerialPerspectiveCameraVolumeLUT(r.SkyAtmosphere.AerialPerspectiveLUT.DepthResolution )의 해상도를 높이세요.

  • 카메라가 행성의 +Z 북극에 가까이 있지 않을 때 애트머스페릭 라이트가 작동하나요?

    최적화의 일환으로 햇빛 투과율이 표면 빛에 미치는 영향은 카메라가 행성의 상단(+Z 위치 위쪽)에 있다는 가정하에서만 계산됩니다. 이 부분은 사용자 피드백을 수렴하여 향후 릴리스에서 보완할 예정입니다.

  • 화면에 있는 여러 개의 행성 대기를 한 번에 렌더링할 수 있나요?

    현재 버전의 스카이 애트머스피어 시스템에서는 아직 이러한 기능이 지원되지 않습니다.

  • 노이즈, 에일리어싱, 여러 색상으로 된 링이 보이는 문제

    지면과 가까운 대기에서 포착하기 힘든 스파이크 증가를 야기하는 고주파 엘리먼트 또는 값이 있는 경우 다음 두 가지 방법 중 하나로 해결할 수 있습니다.

    • r.SkyAtmosphere.SampleCountMax 를 사용하여 스카이 애트머스피어 샘플 수를 늘립니다.

    • 픽셀당 레이 마칭 대신 FastSky LUT를 사용하는 경우 r.SkyAtmosphere.FastSkyLUT.SampleCountMax 를 사용합니다. 자세한 내용은 위의 스카이 렌더링 옵션 섹션에서 확인할 수 있습니다.

언리얼 엔진의 이전 버전을 위해 작성된 페이지입니다. 현재 언리얼 엔진 5 버전을 위해 업데이트되지 않았습니다.