🔗 학습 날짜 인증(주제와 무관)

오늘 한 내용

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• C++ 코드카타
• C++와 Unreal Engine으로 3D 게임 개발 강의 수강
• TA 강의 수강
• 언리얼 C++ 인벤토리 시스템(개인적)

언리얼 머터리얼

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머터리얼(Materials)란 물체의 표면의 색, 질감 등등을 결정하는 재질을 의미한다.
언리얼에서 Material을 생성하면 다음과 같은 기본화면을 볼 수 있다.

Material Graph는 블루프린트 기반으로 이루어져있는 것을 확인할 수 있다.
Details 패널에 여러 속성들이 정의되어 있는데, 제일 눈여겨봐야 할 것은 Blend Mode이다.
Blend Mode도 값이 여러가지 있지만, 주로 두 가지를 사용한다.

• Opaque (불투명): 빛을 전혀 통과시키지 않고 100% 튕겨내거나 흡수하는 상태
• Translucent (반투명): 빛을 부분적으로 통과시켜 뒤에 있는 사물이 비쳐 보이게 만드는 상태

주로 사용하는 Material 노드의 속성은 다음과 같다.

• Base Color: 물체의 색상을 결정한다.
• Metallic: 물체가 금속 표면의 정도를 결정한다.
• Roughness: 물체의 반사 정도를 결정한다. (0 - 빛이 거울처럼 반사, 1 - 빛 반사 x)
• Emissive Color: 물체의 발광 색상을 결정한다.

기본적으로 Material 노드의 모든 속성은 float(0 ~ 1) 값을 지니며, (1, 2, 3, 4) + 마우스 좌클릭으로 값을 정의하는 노드들을 생성할 수 있다.

• 1 -> 단일 float 값을 표현하는 노드로 0: 검정색, 1: 하얀색을 나타낸다.
• 2 -> X, Y의 float 값을 표현하는 노드로, X: 빨간색, Y: 초록색을 나타낸다.
• 3 -> X, Y, Z의 float 값을 표현하는 노드로, 2에 이어서 Z: 파란색을 나타낸다.
• 4 -> float4 값을 표현하는 노드로, 3에 이어서 A: Alpha를 나타낸다.

해당 노드들을 이용해서, 다음과 같이 초록색으로 발광하는 물체를 정의할 수 있다.
이때 Emissive Color만 다른 노드와 달리 1을 초과하는 값을 넣을 수 있는데, 값이 높을 수록 발광 수준이 올라간다.

이러한 값을 표현하는 노드들은 우클릭 -> Convert To Parameters를 클릭해서 변수로도 관리할 수 있다.

그리고 Blend Mode를 Translucent (반투명)로 설정할 경우, 다른 속성(Metalic, Roughness 등)이 비활성화되는 대신 Opacity(투명 값)을 정할 수 있다.

Lerp

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Linear Interpolate의 약자로, 이름 그대로 선형 보간이라는 뜻이다.
만약 A -> B로 선형 보간을 하고, 0.6의 Alpha가 있으면, A는 40%, B는 60%의 영향을 받도록 한다는 의미이다.

L + 마우스 좌클릭으로 Lerp 노드를 생성할 수 있고, 흰색(A) -> 빨간색(B)로 0.8의 선형 보간을 함으로써 주황색 느낌의 색상을 낼 수 있다.

또한 Lerp를 이용해서 다음과 같은 작업도 할 수 있다.

위 그림을 보면, 텍스처의 픽셀 색상 값을 기반으로 (0, 1)의 선형 보간을 처리함으로써 반사의 정도를 조절한 것을 볼 수 있다.

텍스처에서 흰색이 자리하고 있는 부분은 0에 가깝기 때문이 이를 Alpha로 넘겨서 0(매끄러운)에 가까운 표면을 형성하고, 검은색이 자리하고 있는 부분은 1에 가깝기 때문에 1(거친)에 가까운 표면을 형성하는 것을 볼 수 있다.

UV Coordinate System

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UV 좌표계는 2D 이미지를 3D 모델에 이식하기 위한 좌표계이다.
좌표계는 그래픽 API에 따라 다를 순 있지만, 언리얼 기준에서는 다음과 같은 기준을 따른다.

여기서 U, V 또한 0 ~ 1 사이의 값을 표현하며, U는 X, V는 Y에 대응된다.
이는 앞의 내용과 이어보면, U는 값이 클 수록 빨간색이 되고 V는 값이 클 수록 초록색이 된다.

UV Mapping은 3D의 모델을 2D 이미지로 펼쳐놓을 때, 2D이미지가 3D 모델에 어디에 해당되는 지를 추적하기 위해 Vertex를 매칭하는 과정을 의미한다.

머터리얼 그래프에서 우클릭 한 후 Texture Coordinate를 클릭하면 노드가 형성되고 해당 노드로 U, V 값을 조절할 수 있다.
이를 Texture Sample 노드에 이어보면 다음과 같은 결과를 얻을 수 있다.

물론, 이전과 아무런 차이가 없다. 왜냐하면, Texture Sample은 기본적으로 U, V가 각각 1로 매핑되어 있기 때문이다.

만약, U, V를 1을 초과하는 값을 넣게 되면 어떻게 될까?

위 사진을 보면 형태가 다른 모습을 볼 수 있다.
이는 GPU가 기본적으로 Wrap 모드를 활성화하기 때문에 1을 초과하면 다음과 같이 이미지를 복사 붙여넣기 하는 방식을 사용하기 때문이다.

GPU 자체의 표준이기 때문에 DirectX, OpenGL 등등 모든 그래픽 API가 동일한 로직을 지닌다.
1보다 작은 값을 한다면, 그만큼 이미지가 잘리는 모습도 확인할 수 있다.

Panner

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Panner는 텍스처 이미지가 특정 방향으로 스크롤 되도록 만들어주는 노드이다.
오른쪽으로 스크롤 되는 기능을 간단하게 표현하고 싶다면 다음과 같이 할 수 있다.

여기서 (-1, 0)을 했는데 왜 오른쪽으로 지나가지? 라고 할 수 있는데, 카메라 시점 기준이라고 생각하면 된다.
예를 들어 기차를 타고 왼쪽 방향으로 가면 보여지는 풍경은 오른쪽으로 이동되듯이 이것 또한 동일한 로직으로 보면 된다.

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머터리얼을 사용만 해보았지, 정작 구현을 해본 적은 없어서 생소한 개념들이 많이 나왔다.
그래도 배워가는 과정들이 매우 흥미로웠기 때문에 앞으로도 계속해서 TA 내용을 학습해보고 싶다는 생각이 들었다.