언리얼 - HLSL 커스텀노드_소벨 외곽선 추출

금별 언리얼4 0 7 15:20

1 https://youtu.be/3gIvd-YTp9E

이 영상은 화면 내 오브젝트들의 경계선을 찾아내어 카툰 렌더링이나 스케치 효과처럼 외곽선을 그리는 알고리즘을 테스트합니다.

핵심 원리: 소벨 연산자(Sobel Operator)를 이용한 픽셀 기울기(Gradient) 측정

특정 픽셀 주변의 색상이나 깊이(Depth) 값이 급격하게 변하는 지점을 수학적으로 찾아내어 경계선으로 인식하는 이미지 처리 기법입니다.

구현 과정:

이 효과는 씬 전체에 적용되어야 하므로 포스트 프로세싱 머티리얼에서 진행됩니다.

`Custom` 노드 내에 $3 \times 3$ 크기의 소벨 행렬(Sobel Matrix)을 코드로 정의합니다.

`for` 문을 사용하여 현재 픽셀을 기준으로 주변 8개의 픽셀(총 $3 \times 3$ 영역)을 순회합니다.

화면 해상도 값(`View.ViewSizeAndInvSize`)을 이용해 주변 픽셀들의 정확한 UV 오프셋(위치 차이)을 계산합니다.

주변 픽셀의 색상 값을 가져와 소벨 행렬의 가중치와 곱하고 더하여 색상의 '변화량(Gradient)'을 구합니다. 색상 차이가 클수록(경계선일수록) 값이 커집니다.

오류 수정 (디버깅):

영상 중반(09:03 부근)에 효과를 적용했을 때 화면에 세로줄만 나타나는 오류가 발생합니다. 크리에이터는 코드를 다시 확인하여 소벨 행렬의 값을 잘못 입력했음을 깨닫고 이를 즉각적으로 수정하는 과정을 그대로 보여줍니다.

최종 합성:

외곽선이 추출된 결과물은 검은 바탕에 흰색 선으로 나타납니다.

머티리얼 노드 창으로 돌아와 `Lerp`(선형 보간) 노드를 사용하여, 원본 렌더링 이미지(`SceneTexture: PostProcessInput0`) 위에 추출된 외곽선 데이터를 마스크로 활용하여 원하는 색상의 선을 덧입힙니다.

float2 sobelMatrix[9] = {
float2(-1,-1), float2(0,-2), float2(1,-1),
float2(-1,0), float2(0,0), float2(1,0),
float2(-1,1), float2(0,2), float2(1,1)
};

float2 gradients = 0;
for(int i=0;i<9;i++)
{
    int row = i/3;
    int col = i%3;
    float offsetX = (col-1)/res.x;
    float offsetY = (row-1)/res.y;
    float2 offsetUV = float2(uv.x+offsetX,uv.y+offsetY);
    float sampleIntensity = SceneTextureLookup(offsetUV, 14, false);
    gradients += sobelMatrix[i] * sampleIntensity;
}
gradients *= intensity;

return length(gradients);