1. Billboard
LOD는 멀리 있는 오브젝트의 디테일을 줄여 렌더링 비용을 효율적으로 관리하는 데 매우 효과적인 기법이다.
하지만 여기서 한 가지 고민이 생긴다.
멀리 있는 오브젝트는 성능을 위해 디테일을 줄여야 하지만, 항상 그래도 되는 것은 아니다.
- 멀리 있는 오브젝트라도 장면의 완성도를 위해 디테일이 중요한 경우
예를 들어, 배경에 있는 산이나 거대한 구조물, 숲과 같은 요소들은 비록 멀리 떨어져 있더라도 화면에서 차지하는 비중이 크고, 전체 장면의 분위기와 완성도를 결정짓는 중요한 요소가 된다.
이러한 오브젝트의 디테일을 단순히 줄여버리면, 전체 장면이 평면적으로 보이거나 퀄리티가 급격히 떨어지는 느낌을 줄 수 있다.
따라서 단순히 거리만을 기준으로 디테일을 줄이는 LOD 방식만으로는 성능과 시각적 완성도를 동시에 만족시키기 어렵다.
- 나뭇잎처럼 하나하나의 비용이 모여 전체 성능에 큰 영향을 주는 경우
또 다른 예로, 나무의 나뭇잎과 같은 요소를 생각해볼 수 있다.
나뭇잎 하나하나는 매우 작은 요소지만, 수천, 수만 개가 동시에 존재하기 때문에 전체 렌더링 비용에 큰 영향을 미친다.
만약 이 모든 나뭇잎을 실제 3D 메쉬로 표현한다면, 폴리곤 수와 드로우 콜이 급격히 증가하게 된다.
이러한 문제들을 해결하기 위해 등장한 가장 기본적인 접근이 바로 Billboard다.
1-1. Billboard의 원리
Billboard는 3D 모델을 사용하는 대신, 카메라를 향하도록 정렬된 2D 이미지를 사용하여 마치 입체적인 오브젝트처럼 보이게 만드는 기법이다.
일반적인 3D 오브젝트는 카메라의 위치가 바뀌면 다양한 각도에서 관찰되지만, Billboard는 어떤 상황에서도 항상 정면만 보여주도록 회전한다.
1-2. Billboard의 종류
Billboard는 단순히 카메라를 바라보는 하나의 방식이 아니라, 사용 목적에 따라 여러 가지 형태로 나뉜다.
Screen-Aligned Billboard
카메라 화면과 평행하게 정렬되는 방식이다.
항상 카메라에 보여야하는 UI나 파티클 시스템 등에 사용된다.
World-Oriented Billboard
월드의 특정 축(Y축 등)을 기준으로 회전하는 방식이다.
주로 나무나 캐릭터와 같이 "땅에 서 있는 오브젝트"에 사용된다.
나무는 위아래로 기울어지면 부자연스럽기 때문에 수평 회전(Yaw)만 허용하는 방식이 더 자연스럽다.
1-3. Billboard의 한계
Billboard는 매우 효율적인 기법이지만, 몇 가지 명확한 한계를 가진다.
- 측면에서 보면 평면이 드러난다.
Billboard는 항상 카메라를 향하도록 회전하기 때문에, 카메라 각도가 크게 변하거나 측면에서 바라보는 경우 오브젝트가 단순한 평면이라는 사실이 쉽게 드러난다.
특히 멀티 카메라 환경이나, 여러 플레이어가 각기 다른 시점에서 같은 오브젝트를 바라보는 경우에는 각 시점마다 서로 다른 방향을 바라봐야 하는 문제가 발생한다.
- 빛과의 상호작용이 제한적이다.
실제 3D가 아닌 단순한 이미지이기 때문에, 광원의 방향에 따른 음영 변화나 그림자 표현이 제한적이다.
이로 인해, 장면의 조명 조건이 복잡해질수록 주변 오브젝트와의 시각적인 이질감이 발생할 수 있다.
- 복잡한 형태나 애니메이션 등을 표현하기 어렵다.
기본적으로 하나의 평면에 이미지를 투영하는 방식이기 때문에, 입체적인 구조나 동적인 움직임에서의 깊이감을 충분히 표현하기 어렵다.
2. Text Render Actor Billboard 적용하기
Text Render Actor는 기본적으로 월드 공간에 텍스트를 배치하는 컴포넌트이지만 별도의 설정을 하지 않으면 카메라 방향과 관계없이 고정된 방향을 유지한다.
따라서 특정 각도에서는 텍스트가 기울어지거나 심한 경우 거의 보이지 않는 문제가 발생할 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 Text Render Actor에 Billboard 기법을 적용하여 항상 카메라를 바라보도록 만들어보자.
2-1. Text Render Material 수정
머티리얼에서 World Position Offset을 활용하여 항상 텍스트가 카메라 방향을 바라보도록 수정하자.
2-2. 결과
Billboard가 적용된 이후에는 카메라가 어떤 방향으로 이동하더라도 텍스트가 항상 정면을 향하도록 유지되는 것을 확인할 수 있다.
