(파티클 파라미터에 distribution(분포)을 설정하면, 런타임 중에도 파라미터를 조정할 수 있습니다)

미리보기 창은 이미터당 입자 수를 시각화하고, 경계(범위)를 시각화하고, 시스템이 움직일 때 어떻게 보일지 나타내주며, 충돌 및 빛의 영향을 확인하게 해줍니다. 이미터 내의 모든 모듈은 파티클이 생성될 영역을 시각화해 줍니다. 이를 통하여 여러 이미터들이 서로 어떻게 연관되어 있는지도 확인할 수 있습니다.

아래의 창은 커브를 편집하는 기능을 제공합니다. 모듈 옆에 있는 버튼을 클릭하면 해당 모듈의 커브를 창에서 시각화할 수 있습니다. 노란색 사각형을 누르면  곡선을 숨길 수도 있습니다. x, y 및 z (빨강, 녹색 및 파랑 사각형) 곡선은 노란색 사각형 옆에 표시되는 경우 개별적으로 토글될 수 있습니다. 원하면 개별적으로 편집할 수도 있습니다. 곡선에서 CTRL을 누르면 곡선에 점을 추가 할 수 있습니다.

생성 프로세스

앞서 언급한 것처럼, 이펙트 생성에 접근하는 개인적인 방식은 먼저 이펙트에 필요한 요소(엘리먼트)들의 유형을 파악한 다음 그것들을 먼저 만드는 것입니다. 메쉬 제작 과정에서, 저는 Maya와 ZBrush를 주로 사용합니다. 메쉬는 대부분 간단합니다. 스크롤링 텍스처를 사용하고자 하는 모든 메쉬에 대해, UV는 0과 1 사이에 있어야 합니다. 그러나 (예를 들어 총알처럼) 메쉬를 루프해서 지나가야 하는 텍스처가 있는 경우, 약간 축소하여 루핑이 눈에 띄지 않게 합니다.

메쉬에 그라디언트를 추가하려는 경우 셰이더를 통할 수도 있지만, 더 편리한 방법은 메쉬에 버텍스(정점) 컬러를 더해주는 것입니다. 그런 다음 텍스쳐에 곱(multiply)해져 동일한 페이드 아웃 효과를 얻을 수 있습니다. 버텍스 컬러는 또한 메쉬의 특정 부분의 행동을 제어할 수도 있게 해줍니다. 예를 들면, 비누 거품이나, 찌부러뜨려지고 있는 강철 통의 제어된 변형(deformation)이 있습니다. 어떤 경우에는, 특정 표면(surface) 또는 표면의 일부에 파티클이 생성되기를 원할 수 있습니다. 이러한 경우에는 스켈레탈 메쉬로 변경한 이후에, 파티클이 만들어지기를 원하는 영역을 뼈에 붙여 줍니다. 다음에는 skin weight가  파티클이 스폰되는 특정 표면에서 마스크로 사용됩니다.

텍스처의 경우 저는 Photoshop, Substance Designer 및 Substance Painter의 조합을 선호합니다. Photoshop은 손으로 그리는 요소를 만드는 데 사용되며 Substance Designer는 대부분의 타일되는 노이즈와, 제가 씬에서 사용하려 하는 간단한 요소에 사용됩니다. Asset의 경우에는 디자이너와 페인터를 함께 사용합니다. 저는 항상 채널 패킹(텍스처 이미지 채널마다 서로 다른 그레이스케일 이미지를 사용하는 것)을 사용합니다. 이 경우 요소 또는 주제별로 분류될 수 있겠습니다. 예를 들면, 원하는 효과를 얻기 위해 함께 작동하는 여러 텍스처가 필요한 다양한 유형의 트레일 또는 요소(element)들이 있습니다. 다음으로는 텍스처가 엔진 내에서 잘 읽혀지고 작동되는지, 그라디언트 매핑이 적용되었을 때는 어떠한지 확인하고, 그에 따라 원하는 결과를 얻기 위해 적절하게 조정해 줍니다.

다음으로는 셰이더가 만들어집니다. 계획 단계에서 윤곽을 세웠지만, 여전히 세부적인 설정은 하지 않은 채로, 제가 사용할 요소(element)만 만듭니다. 작업의 진척 정도에 맞추어 전체적인 설정은 자연히 개선되며, 잘 작동하지 않는 부분이 있거나 다른 설정이 필요한 경우에는 수정됩니다. 저는 대부분의 쉐이더를 직접 제작하는 편이었습니다. 하지만 시간이 지남에 따라 다른 리소스와 사람들로부터 많은 테크닉과 설정(setup)을 배우게 되었고, 이제는 필요에 따라 그것들을 활용합니다.

다음에는 제가 가진 요소(element)들을 활용하여 파티클 시스템을 구성 할 것입니다. 레이어별로 만듭니다. 각 이미터들의 행동을 정하고, 원하는 모션을 보일 때까지 조정해 줍니다. 이후, 이미터를 추가하여 그 위에 또 빌드합니다. 이전 요소와 어긋나지 않도록요. 이미터들이 모두 구현된 이후에도 필요하면 조정해 주어야 합니다. 또한 셰이더가 너무 복잡하여 시스템에 부담을 주지는 않는지 정기적으로 확인하고, 불필요한 overdraw(그린 것 위에 또 그리는)는 없는지 확인하십시오. 저는 모든 요소가 잘 작동한다는 것을 안 이후에는, 마지막까지 최적화를 유지하기 위해 노력합니다. 일단 이 지점에 도달하면, 엘리먼트(요소)를 얼만큼 축소할 수 있는지 확인해야 합니다. 가급적 원래의 모습을 잃지 않는 한도 내에서요. 이는 정확도와 최적 코스트(시스템에 주는 부담) 사이의 균형입니다.

텍스처를 애니메이션화하는 것은 여러 방법으로 수행될 수 있습니다. 케이스 바이 케이스이지만, 여기서 애니메이션화하는 한 가지 방법을 설명해 드리겠습니다. 셰이더가 핵심입니다. 무거운 작업은 어떠한 수단을 사용하여 처리할 것인지와, 얼마나 유연한 쉐이더를 만들고 싶은지에 대한 문제가 될 것입니다. 파티클 시스템 외부로부터 파티클 파라미터에 액세스하여 대상을 애니메이션화할 수 있는 가능성은 언제나 있습니다. 다이나믹 파라미터(Dynamic parameter)를 사용하면 최대 4 개의 서로 다른 매개 변수(파라미터)를 애니메이션화할 수 있습니다. 그것은 캐스케이드로 직접 넣어질 수 있습니다. 파티클 시스템 내에서 SystemUpdate 기능이 있는 모든 매개 변수는 예를 들면, 블루프린트, 시퀀서 및 C ++에서도 애니메이션화될 수 있습니다. 파라미터 컬렉션은, 런타임 도중에 액세스되어 변경될 수 있는 값들의 집합입니다. 이 파라미터 컬렉션은 쉐이더 내의 올바른 파라미터에 직접 입력될 수 있습니다. 시퀀서와 블루프린트를 통해서도 액세스될 수 있습니다.

(예 : 알파 침식(erosion,사라지게 하기) 테스트. 텍스처 내의 모션을 살펴볼 수 있는 방법 중 하나)

스크롤링 텍스처의 경우, 쉐이더 내에서 더하기(add), 빼기(subtract) 및 조정(adjust)를 통하여 그것들을 통합합니다. 흥미로운 모양을 얻기 위해서입니다. 파티클의 수명 동안 텍스처를 침식(사라지게 하는 것)하고 싶은 경우, Photoshop / Substance에서도 테스트하고, 엔진 내에서도 테스트 할 것입니다. 흥미로운 방식으로 침식이 발생하는지 확인하고, 텍스처의 콘트라스트 값을 충분하게 하여 부드럽게 침식될 수 있도록 합니다. 특정 엘리먼트(요소)가 수명 동안 어떻게 조작될 것인지에 대해 더 많은 제어권을 원하는 경우에는, Dynamic Parameter(다이나믹 파라미터)가 가장 큰 도움이 될 것입니다. 엘리먼트들이 보이는 일정한 움직임을 깨고, 여러분이 원하는대로 캐스캐이드 내에서 조정할 수 있게 해줍니다.

최적화

멋진 결과물이 만들어졌습니다. 그렇지만 오래된 질문이 왔습니다: 과연 돌아갈까? 오버 드로(overdraw)는 슬라이드 쇼처럼 느리게 작동하도록 만드는 가장 큰 원인일 수 있습니다. 가장 적은 양의 파티클로 어떻게 화면 정확도를 최대화할 수 있는지 알아야 합니다. 실제로 필요한 파티클만 생성하면서도 전체적인 일관된 외형은 훼손하지 않아야 합니다. 파티클에서 낭비되는 공간도 줄이십시오. 가능하면 trim(잘라내다) 텍스처를 이용하여, 파티클에서 낭비되는 공간을 없애야 합니다. 제가 자주 사용하는 방법이 있습니다: 생애 기간 동안 불투명도를 줄임으로써 파티클을 사라지게 하는 방법을 쓰는 경우, 파티클이 생애 기간 내에 완전히 사라지는지 확인해 보세요. 아니라면, 파티클이 완전히 투명하게 된 후 신속하게 크기를 0으로 축소시키세요.

 왼쪽은 수정 전, 오른쪽은 수정 후입니다. 비슷한 결과가 나오지만, 불필요한 오버 드로(overdraw)가 적습니다.

또한 텍스처 자체 내에서 너무 많은 공간이 낭비되지 않도록 하십시오. 낭비되는 공간이 적으면 트리밍(trim, 잘라내기) 작업도 줄어듭니다. 가능하다면, 절차적으로(procedural) 만드세요. 언리얼4는 노이즈, 모양 및 그라디언트를 생성하는 다양한 옵션을 제공합니다.

왼쪽 : 텍스처 공간(space) 측면에서 이상적이지 않습니다. 오른쪽 : 텍스처 공간면에서 더 이상적입니다.

파티클 이미션이 적정한지 확인하십시오. 너무 많아도 너무 적어도 안됩니다. 사실 스크린에서 그것들이 얼마나 크게 보여지는지에 달려 있습니다. 여러분이 제작하는 시스템의 크기가 증가하면, 시스템에 필요한 틱 레이트(tick rate)도 늘어납니다. 이 경우에는, 파티클 시스템의 행동(behavior)을 업데이트하는 데 시간이 얼마나 필요한가입니다. 특정 파티클이 게임의 동일한 프레임 내에서 얼마나 많이 재사용되는가도 고려되어야 합니다.

 거의 같아 보이지만, 왼쪽의 emission rate(방출계수)가 훨씬 낫습니다.

파티클 시스템의 범위를 설정해주면 파티클을 cull(추려내기)해야 하는지 여부를 결정하는 데 도움이 됩니다. 파티클 시스템에, 게임 내내 활성화되는 LOD(level of detail)를 설정하세요. 시스템의 일부 요소가 멀리 떨어져 있으면 보이지 않을 수도 있습니다. 그러한 경우 LOD에서 끄면, 시스템에 가하는 부담을 크게 덜게 됩니다.

결론

읽어 주셔서 대단히 감사합니다! 비록 저는 여전히 VFX 초심자이지만, 제 글을 통해 무언가 얻으시는 바가 있으시기를 희망합니다. 

Sjors de Laat는 또한 VFX 학습을 시작하는 데 도움이 되는 유용한 리소스 리스트를 준비했으며, 이번 주말에 이를 게시할 예정입니다. 새로운 기사를 주시하십시오!

Sjors de Laat, Axis Animation의 실시간 VFX 아티스트

Interview conducted by Kirill Tokarev.