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언리얼 엔진

파니니 투영

언리얼 엔진

환경설정

기본적으로 언리얼 엔진 4 는 원근 투영 방식을 사용합니다. 하지만 이러한 투영 모델은 광각 FOV 에서 작업시 지오메트리 왜곡이 생깁니다. FOV = 120 인 상태로 구체를 보면 다음과 같이 매우 눈에 띕니다.

qagame_fov120.png

그래서 언리얼 엔진은 Panini Projection (파니니 투영)을 사용하여 이 문제 해결을 시도하는 옵션 포스트 프로세싱 패스를 제공합니다. 이 포스트 프로세싱은, 원근 투영 대신 파니니 투영으로 렌더링되는 픽셀의 위치를 원래 있어야 할 곳으로 변위시킨다는 개념입니다. 그 구성을 위해서는 r.Upscale.Panini.D 를 0 이상으로 설정해 주기만 하면 됩니다. 이 포스트 프로세스 이펙트는 Upscaling 패스에서 이루어집니다. 즉 이 패스는 r.ScreenPercentage != 100 또는 r.Upscale.Panini.D > 0 인 경우 사용된다는 뜻입니다. 이 파라미터를 더욱 자세히 이해하기 위해서는, 문서 하단의 참고 문헌 링크의 연구 논문 원문을 직접 참고해 보시기 바랍니다.

qagame_fov120_panini.png

r.Upscale.Panini.D 가 0 보다 크면 이펙트가 직접 강조됩니다. 하지만 이게 유일한 파라미터는 아닙니다. r.Upscale.Panini.S 는 논문의 하드 컴프레션과 함께 선형보간됩니다. 여전히 구체 구석이 가려진 것처럼 보인다면, 이 파라미터도 같이 조정해주면 됩니다. 하지만 r.Upscale.Panini.S 가 0 보다 작은 경우 , 구석에 렌더링되지 않은 것처럼 보이는 검정 픽셀이 나타나기 시작합니다.

qagame_fov120_vertical_compression.png

이 이펙트 작동방식을 보다 자세히 이해하기 이해서는, r.Upscale.ScreenFit 을 조정해보는 것도 도움이 됩니다. 한 가지 염두에 둘 것은, 끝에 있는 원근 투영 픽셀 중 일부는 화면 상하단 부근에서 나타나지 않을 수 있습니다.

qagame_actual_effect.png

직선

파니니 투영은 선에 대해 여러가지가 보장됩니다. 우선 수직선은 r.Upscale.Panini.D 나 r.Upscale.Panini.S 값이 어떻든 수직이 보장됩니다. 둘째, 화면 중앙을 가로지르는 선 역시 r.Upscale.Panini.S = 0 이면 r.Upscale.Panini.D 값이 어떻든 수직이 보장됩니다. 이러한 수학적 속성은 일인칭 슈팅 게임에 이상적입니다. 왜냐하면 화면 중앙을 향하는 무기의 파니니 투영은 중앙을 향한 직선이 유지될 것이기 때문입니다.

shootergame_fov120.png shootergame_fov120_panini.png

중앙 블러링

이 포스트 프로세싱 이펙트의 문제 한 가지는, r.Upscale.Panini.D 상승에 따라 화면 중앙에 블러링 현상이 나타나기 시작한다는 점입니다. 파니니 투영을 업스케일 패스에 구현한 것도, 바로 이 현상에 대비하기 위해 선명화 필터를 적극 활용하기 위해서입니다. 하지만 이러한 문제를 고치기에는 순식간에 역부족이 될 수 있습니다. 그래서 그러한 문제 해결을 돕기 위해 r.ScreenPercentage 를 올려야 할 수도 있지만, 그렇게 되면 그려야 하는 픽셀 수가 늘어나므로 전반적인 렌더링 퍼포먼스 비용이 생기게 됩니다. 이런 경우, 높은 화면 비율을 감당할 수 없는 하드웨어에서는 r.Upscale.Panini.D 값을 낮추면서 이 이펙트가 여전히 업스케일 패스의 선명화 필터에만 의존하도록 하는 방법을 고려해 볼 수 있습니다.

shootergame_fov120_panini_screen_percentage.png

파니니 투영을 사용하는 또 한가지 방법은, 월드 포지션 오프셋을 출력하는 머티리얼 함수를 머티리얼의 월드 포지션 오프셋 입력 핀에 연결시키는 방법을 통하는 것입니다. 이는 사실 언리얼 토너먼트에서 원근 투영 왜곡 문제 해결을 위해 무기를 다른 FOV 로 렌더링하는 방법 대신 사용하는 것입니다. UT 의 GitHub 리포지터리를 살펴보는 것도 좋을 것입니다.

참고 문헌

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