Kim Geon Woo Unreal Client

개요

언리얼 엔진을 다루는 게임 클라이언트 개발자가 되기위해 학습을 하던 중, 콘텐츠 드로어에서 생성할 수 있는 다양한 클래스 들이 있었습니다.

폰, 액터, 캐릭터, 오브젝트와 같은 기본 클래스들이 있었으며, 각각 빙의할 수 있다, 걸어다닐 수 있다, 월드에 배치할 수 있다. 와 같은 기본적인 내용들만 적혀있었습니다.

또한 C++ 클래스를 작성하였을 때에는 UPROPERTY, UCLASS, UFUNCTION와 같은 자바의 어노테이션과 같은 상단에 적혀있는 매크로들이 존재하였습니다.

이와같이 다양한 클래스들과 매크로같은 기능들이 존재하였으며, 언리얼 엔진을 의도한대로 다루기 위해서는 기본적인 요소를 파악해야 한다고 생각하여 포스팅을 작성하게 되었습니다.

매크로

언리얼 엔진의 매크로는 클래스, 함수, 속성 등의 정보를 블루프린터,리플렉션과 같은 에디터와 런타임에서 사용할 수 있도록 메타데이터로 선언하는 기능입니다.

즉, 언리얼 엔진으로 프로그래밍시 언리얼 엔진이 새 클래스, 함수, 변수를 인식할 수 있게 도와주는 기능입니다.

특징

• 리플렉션(Reflection)
  • 매크로로 선언된 객체의 속성 정보들을 런타임시에 조회, 제어 할 수 있다.
• 블루프린트 연동
  • C++ 클래스에서 선언한 함수, 변수, 클래스들을 블루프린트에서 조회, 사용할 수 있다.
  • Ex) 변수에 UPROPERTY(VisibleAnywhere)를 선언함으로써, 블루프린트 내에서 조회 할 수 있다.

UCLASS()

• 클래스 선언부에 사용되며, 해당 클래스는 언리얼 엔진에서 추적하여 조회, 사용 할 수있게 선언한다.
• 런타임 환경에서 특정 클래스를 조회, 인스턴스 멤버 변수,함수를 호출할 수 있게 도와준다.
• 클래스 디폴트 오브젝트(Class Default Object, CDO)라는 하나의 오브젝트를 유지한다.
• 매개변수 Blueprintable, BlueprintType, NotBlueprintable, Abstract 등을 통해 접근 제어할 수 있다.
  • Blueprintable : 블루프린트에서 상속 가능하도록 선언한다.
  • BlueprintType : 블루프린트 변수로 사용할 수 있다.
  • NotBlutprintable : 블루프린트에서 상속할 수 없다.
  • Abstract : 추상 클래스로 선언한다. 객체를 직접 생성할 수 없다.

UFUNCTION()

• 함수 선언부에 사용되며, 함수에 대한 메터 데이터를 추가하여 블루프린트, 네트워크와 같은 기능들에 대해 제어한다.
• 매개변수 BlueprintCallable, BlutprintImplementableEvent, BlueprintNativeEvent, Server, Client, NetMulticast 등이 있다.
• BlueprintCallable : 블루프린트에서 함수를 호출할 수 있도록 한다.
• BlueprintImplementableEvent : C++ 에서 구현하지 않아도 블루프린트에서 구현 할 수 있는 이벤트를 정의한다.
• BlueprintNativeEvent : C++ 함수에서 구현하였지만, 블루프린트에서 재 구현이 가능하도록 한다.
• Server, Client, NetMulticast : 각각 서버, 클라이언트, 모든 클라이언트에서 실행하도록 한다.

UPROPERTY()

• 클래스 메버 변수에 메타데이터를 추가하여 언리얼 엔진에서 변수의 동작들을 제어하도록 도와준다.
• EditAnywhere : 언리얼 에디터에서 수정할 수있도록 도와준다.
  • Ex) 블루프린트에서 해당 멤버변수의 값을 수정한다.
• BlueprintReadWrite : 블루프린트에서 수정,사용할 수 있도록 선언한다.
• Replicated : 네트워크에서 동기화 한다.
• Transient : 변수를 저장하지 않고 런타임에서만 사용하도록 설정한다.

기본 클래스

언리얼 엔진에서 게임을 만들면 다양한 객체들이 있습니다.

플레이어, 주변환경(나무, 벽, 돌 등..), 장비(무기, 갑옷, 총알 등..)을 구현하게 되며, 그에 어울리게 구현되어있는 클래스들이 있습니다.

기본 클래스 중 가장 대표적인 Actor, Pawn, Character, Object들에 대해 알아보겠습니다.

UObject Class

• 언리얼 엔진 라이브러리 모든 클래스들의 최상위 부모 클래스.
• 컨텐츠를 구성하는 기본 단위
• UObject를 상속받는 클래스들은 GC를 통해 메모리 관리를 할 수 있다.
  • 언리얼 엔진의 GC를 통한 메모리 관리 방법
• 게임플레이에 필요한 로직, 데이터 구조와같은 게임에서 필요한 기본 기능들을 포함하고 있다.

AActor Class

• 게임 월드의 Transform을 가지는 객체들의 행동을 구현시에 사용하는 클래스
• 게임 내부의 물리적 충돌, 렌더링, 네트워크 등의 처리가 가능하다.
• 컴포넌트 기반으로 설계되어 메쉬, 라이트와 같은 다양한 구성 요소들을 추가할 수 있다.
• UObject를 상속받고 있다.
• 동적객체, 정적객체들을 구현시에 사용한다.
  • 동적 객체(총알, 미사일, 차량 등..), 정적 객체(건물, 나무 등..)

APawn Class

• 게임 월드에서 플레이어 혹은 AI에 의해 제어될 수 있는 Actor
  • PlayerController 또는 AIController을 통해 행동을 결정할 수 있다.
  • AActor클래스와 다르게 컨트롤러와 연결 할 수 있다.
• AActor 클래스를 상속받고있다.
• 카메라, 플레이어가 조작할 수 있는 탈것, AI를 통해 행동하는 캐릭터등에 사용한다.

ACharacter Class

• 캐릭터의 이동, 애니메이션을 담당하는 클래스
• APawn클래스를 상속받고 있다.
• Component기반으로 설계되어 캐릭터의 이동, 물리적 충돌, 외형등을 런타임 환경에서 제어할 수 있다.
  • Capsule Component : 캐릭터의 충돌을 처리
  • Character Movement Component : 캐릭터의 이동관련 처리
  • Mesh Component : 캐릭터의 외형(스켈레탈 메쉬 등)을 표현
• 플레이어 캐릭터, AI 캐릭터 등 이동이 필요한 것들

이상으로 클래스들에 필요한 기본적인 기능들에 대해 알아보았습니다.

다음 클래스 관련 포스팅은 객체(액터)가 언제 어떻게 생성되는지, 그리고 어떻게 사라지는지, 어떻게 관리하는지에 대한

언리얼 엔진의 객체 라이프사이클에 대해 알아보겠습니다.

렌더링 파이프라인은 CPU와 GPU의 자원을 사용하여 모델, 텍스처, 조명같은 3D 리소스들을 각각의 순차적인 과정을 통해 2D 이미지로 렌더링 하는 과정을 의미합니다.

언리얼 엔진에도 내부적으로 렌더링 파이프라인이 존재하며, 어떤 과정을 통해 이루어지는지에 대해 이번 포스팅을 통해 알아보겠습니다.

Frame

렌더링을 시작하기 전에 이전 프레임과 현재 프레임 사이에 어떤 변화가 일어났는지 확인합니다.

CPU에서 동작하며, 마지막 프레임에서 일어난 모든 변화를 확인합니다.

다음 렌더링을 시작하기전에 모든 것을 진행하는 과정입니다.

※ 프레임 : 연속적인 영상을 구성하는 개별적인 정지 이미지

Visibility Processes / Occlusion Culling

가시성을 이용한 렌더링을 통해 게임 퍼포먼스 최적화를 담당하는 영역입니다.

카메라 Frustum에는 존재하지만, 씬 안에있는 다른 액터에 의해 가려져있거나 숨겨져있는 액터를 제외하여 성능을 향상시킵니다.

 ※ Culling : 보이지않는 지오메트리들을 렌더링에서 제외, 최적화하여 퍼포먼스를 향상시키는 기술

• Distance Culling
  • 카메라와의 거리에 따라 렌더링 여부를 결정하는 기법
  • 설정한 거리외 오브젝트를 렌더링 하지 않음으로, GPU의 퍼포먼스 값을 향상시킬 수 있다.
  • 외부환경에서 내부환경으로 이동할 때 사용한다. (건물이나 구조물에 접근하기 전 내부가 보이지 않게)
• Frustum Culling
  • 보이는 카메라 스페이스 밖의 Asset들을 렌더링 하지않는다.
  • 게임 내 POV값을 조절하는데 사용하며, Freeze Rendering명령어를 통해 확인할 수 있다.
•  Precomputed Visibility
  
  • 가시성 데이터를 사전에 계산하여 런타임 환경에서 Occlusion Culling의 실시간 부하를 줄이는 기법
  • 화면에 표시할 필요가 없는 오브젝트들을 미리 계산하여 해당 레벨에서 GPU와 CPU의 렌더링 부하를 감소시킨다.
  • 고정된 시점(탑뷰, 2.5D게임)의 경우에서 효율적으로 사용할 수 있다.
• Nanite Culling
  • 언리얼5에서 추가된 기능
  • 대규모 Static Mesh들을 LOD 시스템을 자동으로 처리하여 폴리곤들을 효율적으로 렌더링하는 기법
  • Level의 모든 Mesh들을 로드가능한 작은 클러스터로 분해시키고 렌더링 할 필요가없는 데이터를 로드시키지 않는다.
  • Culling을 엔진에서 자동으로 처리한다. 별도의 LOD를 만들지 않아도 된다.
  • 애니메이션이나 Skeletal Mesh와 같은 동적 Mesh들은 지원하지 않는다.

Depth Pass

Frame, Visibility / Occlusion Culling을 통해 렌더링을 해야하는 대상들을 파악 후 렌더링을 하는 단계입니다.

• 카메라의 시점에서 각 픽셀까지의 거리(Depth)를 계산하여 Depth Buffer(Z-Buffer)의 텍스처에 저장하는 렌더링 단계.
• 화면의 각 픽셀들이 카메라에서 얼마나 떨어져 있는지에 대해 0.0 ~ 1.0의 정규화된 값으로 저장한다.

※ Buffer : 데이터를 효율적으로 전달하기위해 사용하는 메모리 영역

• Early Z-Pass
  
  • 기본적으로 활성화 되어있는 Pass
  • Depth 데이터를 먼저 계산하고 저장하여, 이후 색상 및 셰이더 계산을 최적화 하는 단계
  • 가려진 오브젝트, 픽셀들은 실행하지 않는다.

Base Pass

• 화면에 보이는 객체의 시각 정보를 카메라에 출력하기 위해 색상, 재질, 조명 정보를 계산하는 단계
• Base Color(색상), Roughness(표면의 거침 정도), Metalness(금속성), Specular(반사율)등을 G-Buffer에 저장한다. 
• Direct Lighting(직접 조명), Indirect Lighting(간접 조명)으로 나누어 계산, G-Buffer에 저장한다.
  • G-Buffer에 저장된 조명 값들은 Lighting Pass에서 처리한다. 
• UV좌표를 기반으로 텍스처 데이터를 불러온다.
• Texture의 복잡성을 낮추거나, 해상도를 조절하여 GPU 부하를 감소시키는 단계

Static Lighting

• 빌드시 Static Lighting 데이터를 생성한다.
• CPU 기반으로 실행되며, 반사, 그림자 등 정적 조명 효과를 계산한다.
• 정적 객체 및 조명에만 적용되며, 빌드 시 많은 계산을 요구하므로 Scene이 복잡할수록 빌드 시간이 길어진다.
• Static 객체, 조명을 배치, UV값 설정, 빌드를 담당한다.

Dynamic Lighting

• 조명과 객체들의 그림자, 반사, 색상 변화들을 실시간으로 처리한다.
• 동적, 정적 객체에 실시간으로 조명을 적용, 처리한다.
• 낮-밤의 전환, 폭발등의 동적인 환경을 담당한다.
• 런타임 환경에서 계산되어 GPU,CPU를 많이 사용하여 성능에 문제가 발생할 수 있다.
• Capsule Shadows : 스켈레탈 메시의 그림자를 가장 단순하게 처리하여 보여준다.
• Raytracing : 정확하게 렌더링된 프레임에 가장 가까운 결과물을 실시간으로 제공한다.
• Virtual Shadow Maps : 화면 크기에 따라 다른 해상도로 렌더링, 정확히 필요한 곳에서 높은 디테일 확보, 멀어질수록 최적화 하기위한 낮은 해상도로 예비 전환하는 역할

Reflections

• 빛이 물체 표면에서 반사되어 다른 물체로 전달되는 시각적 효과를 표현한다.
• 물, 유리, 금속 등 반사 특성이 강한 표면을 표현하거나 거울에 비친 캐릭터 등에 활용한다.
• Screen Space Reflection
  • 화면에 보이는 정보들을 기반으로 런타임 환경에서 반사값들을 계산하여 처리한다.
• Lumen 
  • Ray Tracing를 사용하여 실시간으로 전역 조명과 함께 반사값을 계산, 처리한다.
  • 씬의 복잡성과 관계없이 최적화된 성능을 제공한다.

Additional Features, Post Processing

• 렌더링 파이프라인에서 기본적인 렌더링 처리 외 더 세부적인 효과를 처리하는 단계
• Particle Effects, Bloom, Depth of Field 등의 기능들이 있다.
• 렌더링 파이프라인의 후처리를 통해 시각적 퀄리티를 향상시킨다.
• Post Processing이 D3DX 렌더링파이프라인의 Output Meger의 역할을 담당한다.

Performance

• 다양한 방식으로 씬을 최적화하거나, 다른 씬보다 비용이 많이 드는 씬을 실시간으로 확인하는 단계
• 성능에 문제가 되는 렌더링들을 모니터링 및 트러블슈팅을 확인할 수 있다.

Scalability Example

• 프로젝트 한가지 버전 빌드시 나머지 지원 플랫폼으로도 사용할 수 있게 처리하는 단계
• 저사양 모바일부터 차세대 플랫폼들에 대해 엔진에서 다양한 파라미터들을 확인, 수정할 수 있다.

Unreal Engine5 - Render : https://dev.epicgames.com/community/learning/tutorials/7BY6/unreal-engine-7eb4ec?source=Jke

Visibility and Occlusion Cuilling : https://dev.epicgames.com/documentation/ko-kr/unreal-engine/visibility-and-occlusion-culling-in-unreal-engine

언리얼 엔진과 C++코드를 사용한 학습을 진행하던중, 수학적인 계산이 필요한 경우가 있었습니다.

학습을 진행하던 중 KismetMathLibrary의 함수를 사용하게 되었고, 사용한 함수 외에도 유용한 다른 함수들이 어떤것이 있는지에 대해 알아보았습니다.

이번 포스팅에서는 KismetMathLibrary의 함수들에 대해 알아보겠습니다.

Kismet

언리얼 엔진에서의 Kismet은 UE3에서 도입된 비주얼 스크립팅 시스템입니다.

코드를 작성하지 않고 노드 기반 인터페이스로 이벤트, 조건, 액션 등을 연결하여 동작을 제어할 수 있었습니다.

UE4부터 비쥬얼 스크립팅은 BluePrint을 채용하게 되었고, 기존의 Kismet은 엔진 내부에서 다양한 기능을 가지는 범용 클래스로 변경되었습니다.

그 중 UKismetMathLibrary는 수학 계산과 관련된 함수들을 제공하는 클래스입니다.

해당 클래스의 주요 함수들에 대해 몇가지 알아보겠습니다.

UKismetMathLibrary

FindLookAtRotation : Start에 있는 객체가 Target 객체를 바라보는 회전 값을 반환합니다.

FRotator UKismetMathLibrary::FindLookAtRotation(const FVector& Start, const FVector& Target)
{
	return MakeRotFromX(Target - Start);
}

ComposeRotators : Rotator A와 B의 합한 값을 반환합니다.

FRotator UKismetMathLibrary::ComposeRotators(FRotator A, FRotator B)
{
	FQuat AQuat = FQuat(A);
	FQuat BQuat = FQuat(B);

	return FRotator(BQuat*AQuat);
}

RandomFloatInRange, RandomIntegerInRange, RandomInitVector : 주어진 범위 내에서 무작위 값을 생성합니다.

Cos, Sin, Tan : 삼각함수 값을 반환합니다.

※ 해당 함수들은 FMath의 함수들을 반환합니다. 즉, FMath 클래스 내 함수와 동일합니다.

double UKismetMathLibrary::RandomFloatInRange(double Min, double Max)
{
	return FMath::FRandRange(Min, Max);
}	

Lerp : 선형 보간을 수행하며, A와 B를 V의 비율에 따라 계산합니다.

• V가 0일경우 A의 100%, 1일경우 B의 100%의 값을 계산합니다.

double UKismetMathLibrary::Lerp(double A, double B, double V)
{
	return A + V*(B-A);
}	

MakeTransform : 물리적인 객체를 이동하거나 회전시킬 때 사용합니다.

FTransform UKismetMathLibrary::MakeTransform(FVector Translation, FRotator Rotation, FVector Scale)
{
	return FTransform(Rotation, Translation, Scale);
}

FInterpTo : UI 애니메이션 또는 숫자 등의 속도를 제어합니다.

double UKismetMathLibrary::FInterpTo(double Current, double Target, double DeltaTime, double InterpSpeed)
{
	return FMath::FInterpTo(Current, Target, DeltaTime, InterpSpeed);
}

NormalizeAxis : 해당 각도를 -180 ~ 180의 값으로 변환하여 반환합니다.

float UKismetMathLibrary::NormalizeAxis(float Angle)
{
	return FRotator::NormalizeAxis(Angle);
}

GetDirectionUnitVector : From에서 To까지의 벡터 값을 받아옵니다. 위치가 같을시 (0,0,0)을 반환합니다.

FVector UKismetMathLibrary::GetDirectionUnitVector(FVector From, FVector To)
{
	return (To - From).GetSafeNormal();
}

ProjectPointOnToPlane : 정규화된 벡터로 정의된 평면에 해당 벡터를 투영합니다.

※ 화면 상의 위치를 특정 평면으로 매핑하는 경우 사용합니다.

FVector UKismetMathLibrary::ProjectPointOnToPlane(FVector Point, FVector PlaneBase, FVector PlaneNormal)
{
	return FVector::PointPlaneProject(Point, PlaneBase, PlaneNormal);
}

이 외에도 다양한 함수들이 존재하며, 그 중 언리얼 엔진을 사용한 클라이언트 개발자가 프로젝트 제작 시 자주 사용하는 것들에 대해 알아보았습니다.

언리얼 공식 사이트 - UKismetMathLibrary 클래스 

C++을 사용한 WinAPI 및 D3DX 환경에서는 메모리 공간을 효율적으로 사용하기 위해 생성자 및 소멸자를 사용하여 메모리 누수를 방지하였습니다. 

언리얼 엔진을 통한 게임 개발시에는 생성한 객체 및 자원들을 개발자가 아닌 엔진에게 메모리 관리를 담당하여 개발자의 편의성 및 프로그램 메모리를 관리 및 최적화 하는 가비지 컬렉션(Garbage Collection)이 존재합니다.

이번 포스팅에서는 언리얼 엔진의 GC에 대해 알아보겠습니다.

Garbage Collection

GC는 동적으로 생성한 객체들이 저장되는 영역인 Heap영역에 메모리가 할당되어 있는 객체들을 대상으로 사용됩니다.

언리얼 엔진을 사용하는 환경에서의 장단점에 대해 알아보겠습니다.

언리얼 엔진에서의 GC 특징

• 마크 앤 스윕(Mark and Sweep) 알고리즘을 기반으로 동작한다.
  • Mark : GC 루트에서 시작해 연결된 객체를 "사용 중"으로 마킹하는 단계
  • Sweep : 마킹되지 않은 객체를 해제한다.
• UObject를 관리한다.
• AddToRoot() 또는 RemoveFromRoot()를 사용하여 특정 객체를 GC루트로 추가/제거 할 수 있다.
  
  • 최초 탐색 목록으로 설정하여 메모리가 회수되지 않는다.
• 관리되는 모든 언리얼 오브젝트의 정보를 저장하는 GUObjectArray 전역변수를 통해 관리하며, 각 요소에 설정된 Flag를 통해 RootSet, Garbage 플래그를 구분하여 시스템이 자동으로 회수한다.

마크 앤 스윕 (Mark and Sweep)

1. 힙 영역에서의 최초 검색을 시작하는 루트 오브젝트를 표시한다.
2. 루트 오브젝트가 참조하는 객체를 찾아 마크(Mark)한다.
3. 마크된 객체로부터 다시 참조하는 객체를 찾아 마크하고, 이를 반복한다.
4. GC가 더이상 참조하지않는 (마크되지 않은)객체들의 메모리를 회수한다.(Sweep).

※ 탐색하는 과정은 DFS(깊이 우선 탐색) 방식으로 이루어지며, 필요에 따라 BFS(너비 우선 탐색)으로 이루어진다.

※ 또한 해시 테이블을 사용하여 탐색 중 방문한 객체를 기록, UObject의 고유 식별자를 키로 저장하여 중복 탐색을 방지한다.

장점

• 개발자가 아닌 엔진에게 메모리 관리를 담당하여, 논리적으로 메모리를 관리, 최적화를 할 수 있다.
• 해제된 메모리에 대한 접근을 방지하여 개발자의 실수를 방지할 수 있다.
  • 메모리 누수(Leak) : delete를 사용하지 않아 힙에 메모리가 그대로 남아있을 때
  • Dangling : 이미 해제한 객체를 다시 한번 해제할려 할 때
  • Wild : 값이 초기화 되지않아 잘못된 주소(nullptr)를 가르킬 때 

단점

• 개발자가 객체를 직접 소멸시에도 GC는 해당 객체를 Unreachable 처리 전까지는, 추적을 계속한다.
  • 오버헤드가 발생할 수 있다.
• GC가 메모리는 해제하는 시간을 명확하게 파악하기 어렵다.
• 언리얼 엔진의 GC는 UPROPERTY를 사용하지 못하는 일반 C++ 클래스는 관리하지 않는다.
  • 개발자가 FGCObject 클래스를 상속, AddReferenceObjects 함수를 구현하여 관리할 수 있다.

가비지 콜렉터의 구성 옵션

언리얼5에서 추가된 GC의 기능

1. GC 병렬화 (Parallel Garbage Collection)

• GC작업이 멀티스레드 환경에서 병렬로 수행하도록 최적화가 되어 처리 속도가 향상되었다.
• 객체 참조 그래프 생성 및 탐색 과정에서 병렬처리가 이루어진다.

2. Incremental GC 성능 향상 (점진적 가비지 컬렉션)

• GC작업을 여러 프레임에 걸쳐 나눠 수행하여 큰 규모의 객체 그래프에서도 GC로 인한 지연을 최소화한다.
• gc.TimeLimit, gc.NumRetriesBeforeForcingGC와 같은 설정을 통해 GC가 실행되는 방식을 조절할 수 있다.

3. 클러스터 기반 GC

• 객체를 클러스터 단위로 관리하여 관련 객체를 함께 처리할 수 있다.
• 개별 객체마다 사용되던 GC 비용을 최소화 하여 성능을 향상시킬 수 있다.

그 외에도 다양한 기능들이 언리얼5에서 추가, 개선되었으며 공식 홈페이지의 학습 문서를 통해 확인할 수 있습니다.

출처 및 참고내역

https://dev.epicgames.com/documentation/en-us/unreal-engine/unreal-object-handling?application_version=4.27

https://dev.epicgames.com/community/learning/knowledge-base/ePKR/unreal-engine-garbage-collector-internals

https://dev.epicgames.com/community/learning/knowledge-base/xaY1/unreal-engine-primer-debugging-garbage-collection-performance

개발자가 되기위해서는 자신이 원하는 직업의 방향성에 맞는 C++, C#, Java와같은 다양한 언어를 학습하게됩니다.

저는 게임 클라이언트 개발자를 지향하는 개발자로써 가장 많이 알려져있는 프로그래밍 언어 중 C++를 학습하게 되었으며, C++을 통한 상용화된 엔진 중 가장 대중적으로 알려져있는 Unreal엔진을 학습하게 되었습니다.

이번 포스팅에서는 언리얼 엔진의 특징 및 장단점, 그리고 언리얼5에서 변경된 특징등에 대해 알아보겠습니다.

Unreal 엔진이란?

언리얼 엔진은 에픽게임즈에서 개발한 게임엔진으로, 다양한 플랫폼에서 사용되며 고사양 그래픽 렌더링, 블루프린트,

오픈 소스 및 마켓플레이스를 통한 다양한 에셋 등의 특징이 있습니다.

• 특징 및 장점 : 
  • 블루프린트를 사용한 시각적 스크립팅이 가능하여 테스트 및 비 개발자들과의 협업이 용이하다.
  • PC,콘솔,모바일 등 다양한 플랫폼환경에서 게임 개발이 가능하다.
  • 오픈 소스 코드로 개발자가 필요에 따라 엔진을 직접 수정 및 최적화가 가능하다.
  • 상용화된 엔진을 통해 많은 커뮤니티가 활성화 되어있으며, 듀토리얼 및 문서를 통해 다양한 학습이 가능하다.
  • C++에서는 없던 GC(Garbage Collection)이 존재하여 효율적인 메모리 관리가 가능하다.
• 단점 :
  • 개발 환경에서 유니티 엔진에 비해 고사양의 PC가 필요하다.
  • 모바일 게임 개발은 가능하지만, 최적화 및 저사양의 스마트폰에서는 성능 문제가 발생할 수 있다.
  • 초기 접근의 어려움이 있다.

Unreal vs Unity

엔진이 무겁다?

1. 개발 환경 하드웨어 자체 의미
   • CPU,GPU,RAM 요구사항이 높다
     • 고해상도 그래픽, 쉐이더 기술의 적용되는 기능들
2. 엔진의 크기 및 컴파일 시간이 높다.
   • 유니티는 모듈식, 언리얼은 추가설정 하지 않아도 적용되는 기술들이 많다
   • 언리얼은 기본적으로 제공하는 기능들이 많은 이유가 엔진이 무겁다는 의미 + 초기 접근시 높은 난이도를 요구한다.
3. 런타임 환경에서 리소스 사용량이 높다.
   • AAA급 게임을 만들기 적합한 이유 (루멘, 피직스 시뮬레이션 등)을 사용한 렌더링의 이유
   • 유니티는 유연함을 중점, 최적화를 중점으로 하고있다.
4. 엔진의 복잡성
   • 언리얼 엔진은 C++기반, 유니티 엔진은 C#기반으로 설계
   • C++의 특징인 기계어에 가깝다. 즉, 더 낮은 수준까지 접근을 허용한다.
5. 의존성 차이
   • 유니티 : 유연하다 → 모듈식으로 필요한 기능들만 추가/제거한다.
   • 언리얼 : Material, 시퀀스, 블루프린트등의 편리한 기능들을 기본적으로 제공한다.

그래픽 렌더링의 차이

1. 좀더 사실적 그래픽(고 해상도 그래픽)렌더링을 목표로 하기때문.
   • 회사의 방향성이 다르다.
   • 나노이트, 루멘, 쉐이딩시 매터리얼 에디터등의 추가 기능이 통합되어 있다.
   • 유니티의 경우 원하는 기능들을 추가/제거하는 모듈화된 패키지 형식, 유니티에서도 HDRP를 통한 고품질 포스트 프로세싱 가능
2. 같은 HLSL을 통한 셰이딩을 할시 어떤 결과?
   • 렌더링 파이프라인의 차이가 있다.
     • 언리얼 : 고해상도 품질 위주
     • 유니티 : 퍼포먼스 위주, HDRP를 설정 시 고품질 그래픽 렌더링 가능
   • 포스트 프로세싱의 차이
     • 언리얼 : Bloom, Depth of Field, Motion Blur, Anti-Aliasing 등 기본적으로 제공
     • 유니티 : 어느정도 포스트 프로세싱이 가능하지만, 기본 설정값에는 최소화 되어있다. → 기본설정+개발환경 설정을 통한 유연함을 강조
   • 라이트
     • 언리얼5 특징인 루멘과 같은 기술이 적용되어 조명 시스템의 차이가 있다.

언리얼5에서 추가된 주요 특징

언리얼4 엔진에서 5로 변경되며 추가된 강력하고 다양한 특징들이 있지만, 그 중 클라이언트 개발자가 알아야 되는 몇가지 특징들에 대해 알아보겠습니다.

1. 나노이트(Nanite)

• 가상화된 마이크로폴리곤 지오메트리 시스템으로, 매우 높은 디테일의 모델을 실시간으로 렌더링 할 수 있다.
• 복잡한 모델에서도 디테일 손실 없이 높은 성능 유지가 가능하다.
• LOD(Level of Detail) 작업이 자동으로 처리되며, 개발 시간을 단축시켜준다.
• 거대한 오픈월드 환경 및 건축 시각화에서 사용할 수 있다.

2. 루멘(Lumen)

• 다이나믹 글로벌 일루미네이션 솔루션으로 직접광 또는 지오메트리(Geometry Shader)와 같은 변화에 따른 간접광을 즉시 반영한다.
• 환경변화에 따라 실시간으로 조명과 그림자가 자동으로 조정된다.
• 별도의 라이트맵이 필요없이 자연스러운 조명 구현이 가능하다.

3. 월드 파티션(World Partition)

• 월드를 언리얼 엔진이 담당하여 나누어 관리하는 데이터 스트리밍 시스템이다.
•   액터당 한 개의 파일(One File Per Actor, OFPA)시스템을 통해 여러 개발자가 동일한 월드의 같은 영역을 동시에 작업 할 수 있다.
• 대규모 오픈월드를 언리얼엔진 내부에서 담당하여 효율적으로 제작 및 관리가 가능하다.
• 사용자(유저)는 필요한 부분만 로드하여 메모리 사용을 절감할 수 있다.

4. 메타사운드(Meta Sound)

• 사운드 소스의 오디오 DSP 그래프 생성을 제어하는 시스템.
• 오디오 렌더링의 모든 측면을 관리할 수 있다.
• 프로그래밍이 가능한 매터리얼 및 렌더링 파이프라인과 유사하다.

이번 포스팅에서는 언리얼 엔진의 특징 및 장단점, 그리고 언리얼5의 주요 추가된 기능들에 대해서 알아보았습니다.

이 외에도 언리얼 엔진은 클라이언트 개발자가 개발시 다양한 도움을 주며, 그 중 객체의 생성과 소멸을 언리얼 엔진 내부에서 담당하여 개발자에게 편리함을 주는 기능 중 하나인 GC에 대해 알아보겠습니다.