안동민 개발노트

이전 절들에서 언리얼 엔진을 사용하여 날씨와 시간 시스템을 구축하고, 동적인 환경 변화까지 구현하는 방법을 배웠습니다. 이제 여러분의 레벨은 시각적으로 매우 풍부하고 생동감 있게 느껴질 것입니다. 하지만 이러한 복잡하고 동적인 시스템은 필연적으로 컴퓨터 성능에 큰 부담을 줍니다. 성능 최적화(Performance Optimization) 는 날씨 효과가 시각적으로 뛰어나면서도 게임이 모든 플레이어의 기기에서 원활하게 작동하도록 보장하는 필수적인 과정입니다. 마치 복잡한 기계가 부드럽게 돌아가도록 정밀하게 조정하듯, 언리얼 엔진의 날씨 효과를 최적화하여 여러분의 게임이 끊김 없이 매끄럽게 실행되도록 만들어 봅시다.

날씨 효과 최적화의 중요성

날씨 시스템은 다양한 파티클, 복잡한 셰이더, 실시간 조명 계산 등 여러 고비용 요소를 포함하므로, 최적화 없이는 게임의 프레임 속도를 크게 저하시킬 수 있습니다.

프레임 속도 유지: 플레이어가 쾌적하게 게임을 즐기려면 안정적인 프레임 속도(FPS)가 필수적입니다. 날씨 효과로 인해 FPS가 급락하는 것을 방지해야 합니다.
다양한 플랫폼 지원: PC뿐만 아니라 콘솔, 모바일 등 다양한 기기에서 게임이 잘 작동하도록 하려면 플랫폼별 성능 제약을 고려한 최적화가 필요합니다.
게임 플레이 경험 향상: 끊김 없는 게임 플레이는 몰입도를 높이고, 부정적인 경험(렉, 버벅임)을 줄여줍니다.

주요 날씨 효과별 최적화 전략

날씨 시스템을 구성하는 각 요소에 대해 최적화 방안을 살펴보겠습니다.

강수량 파티클 시스템 최적화

비, 눈, 우박과 같은 강수량 파티클은 한 번에 수천 개의 파티클을 렌더링하므로 가장 큰 성능 저하 요인 중 하나입니다.

스폰 속도 (Spawn Rate) 및 최대 파티클 수 (Max Particles) 조절
- 핵심: 너무 많은 파티클을 한 번에 스폰하거나 유지하지 않도록 합니다. 시각적으로 적절한 타협점을 찾아야 합니다.
- Niagara System 또는 Cascade System 에디터에서 Spawn Rate와 Max Particles 값을 낮춥니다.
컬링 거리 (Cull Distance) 설정
- 중요: 카메라로부터 멀리 떨어져서 보이지 않는 파티클은 렌더링하지 않도록 설정합니다.
- Niagara System의 Emitter Properties 또는 Cascade의 Bounds 섹션에서 Max Draw Distance를 설정합니다. 플레이어 시야에 적합한 거리를 찾아 불필요한 렌더링을 줄입니다.
LOD (Level of Detail) 사용
- Niagara: Niagara System 내에서 파티클 이미터에 LOD를 설정하여 카메라 거리에 따라 파티클의 스폰 속도나 복잡도를 자동으로 줄이도록 합니다.
- 멀리 있는 파티클은 더 단순한 재질, 적은 수의 파티클, 또는 더 큰 파티클 크기를 사용하여 시각적 품질 저하를 최소화하면서 성능을 개선합니다.
재질 최적화
- 파티클에 사용되는 재질은 가능한 한 단순하게 만듭니다. 복잡한 셰이더 명령이나 투명도(Overdraw)가 많은 재질은 피합니다.
- 알파 블렌딩(Alpha Blending) 대신 마스크드(Masked) 재질을 사용하여 오버드로우를 줄일 수 있다면 고려합니다.
CPU 파티클 vs GPU 파티클
- GPU 파티클: 수많은 파티클이 필요할 경우 GPU 파티클(Niagara의 GPU Compute Sim 등)을 사용하는 것이 일반적으로 CPU 파티클보다 성능 효율적입니다. 하지만 GPU 파티클은 특정 기능 제약이 있을 수 있습니다.
오버드로우 (Overdraw) 최소화: 투명하거나 반투명한 파티클이 서로 많이 겹칠수록 오버드로우가 증가하여 성능 부하가 커집니다. 파티클의 크기, 스폰 밀도, 재질의 불투명도를 조정하여 오버드로우를 최소화합니다.

안개 효과 (Fog Effect) 최적화

안개는 장면의 깊이감을 높이지만, 특히 볼류메트릭 안개(Volumetric Fog) 는 성능 소모가 큽니다.

지수형 높이 안개 (Exponential Height Fog) 우선 활용
- 핵심: 가장 성능 효율적인 안개 효과입니다. 많은 경우 볼류메트릭 안개 대신 지수형 높이 안개만으로도 충분한 시각적 효과를 낼 수 있습니다.
볼류메트릭 안개 (Volumetric Fog) 최적화 (사용 시)
- Post Process Volume에서 Volumetric Fog의 Sampling 관련 설정을 낮춥니다. (예: Scattering Intensity, Albedo 등)
- Volumetric Fog의 Extinction (소멸) 값을 조절하여 안개가 너무 먼 거리까지 영향을 미치지 않도록 합니다.
- 주의: 볼류메트릭 안개는 높은 성능을 요구하므로, 저사양 플랫폼에서는 사용을 제한하거나 완전히 비활성화하는 것을 고려합니다.

구름 효과 (Cloud Effect) 최적화

볼류메트릭 클라우드(Volumetric Cloud) 는 매우 사실적이지만, 높은 성능 부하를 가집니다.

품질 설정 (Quality Settings) 조절
- VolumetricCloud 액터의 디테일 패널에서 Quality 관련 파라미터(예: Resolution, Sampling Steps)를 낮춰 성능을 향상시킵니다.
시야 거리 (View Distance) 제한
- VolumetricCloud의 View Distance를 설정하여 플레이어로부터 너무 멀리 떨어진 구름은 렌더링하지 않도록 합니다.
머티리얼 최적화
- 구름 재질 자체의 복잡도를 줄입니다. 복잡한 노이즈 함수나 연산은 피합니다.
고려 사항: 특정 아트 스타일이나 성능 제약이 있는 프로젝트에서는 볼류메트릭 클라우드 대신 스카이 박스에 텍스처 형태의 구름을 사용하거나, 단순한 평면 메시 위에 구름 텍스처를 입히는 방식(Old-school Billboards)을 고려할 수 있습니다.

시간 시스템 및 전반적인 환경 최적화

날씨 시스템뿐만 아니라 시간 시스템과 연동되는 전반적인 환경도 함께 최적화해야 합니다.

조명 모빌리티 (Lighting Mobility) 관리

최소한의 Movable 라이트 사용: 낮/밤 시스템을 위해 Directional Light와 Sky Light는 Movable로 설정해야 하지만, 그 외의 다른 조명은 가능한 한 Static 또는 Stationary로 설정하여 실시간 렌더링 부하를 줄입니다.
Attenuation Radius 최적화: Point Light와 Spot Light의 Attenuation Radius를 필요한 만큼만 작게 설정하여 불필요한 그림자 및 조명 계산을 줄입니다.

후처리 (Post Process) 최적화

불필요한 효과 비활성화: Post Process Volume에서 사용하지 않는 효과(예: 필름 그레인, 렌즈 플레어)는 비활성화하여 렌더링 비용을 줄입니다.
품질 조절: Bloom, Ambient Occlusion, Screen Space Reflections 등 고성능을 요구하는 효과들의 Intensity나 Quality 값을 적절히 낮춥니다.

LOD (Level of Detail) 및 컬링 (Culling)

메시 LOD 적극 활용: 모든 스태틱 메시(특히 날씨 변화에 반응하는 식물, 바위 등)에 적절한 LOD를 설정하여 멀리서는 낮은 폴리곤 메시를 사용하도록 합니다.
오클루전 컬링 (Occlusion Culling): 카메라에 가려져 보이지 않는 오브젝트는 렌더링하지 않도록 언리얼 엔진의 오클루전 컬링 시스템이 잘 작동하는지 확인합니다.
컬 디스턴스 볼륨 (Cull Distance Volume): 특정 오브젝트들이 플레이어로부터 일정 거리 이상 멀어지면 강제로 컬링되도록 Cull Distance Volume을 배치할 수 있습니다. 특히 날씨에 영향을 받는 작은 환경 소품에 유용합니다.

머티리얼 파라미터 컬렉션 (MPC) 효율적 사용

날씨/시간 시스템에서 지면의 젖은 정도, 눈 쌓임 정도 등을 제어하기 위해 MPC를 사용하는 것은 효율적이지만, MPC에 너무 많은 파라미터를 담거나, 파라미터 변경이 과도하게 자주 일어나지 않도록 주의합니다.

성능 프로파일링 및 디버깅 도구 활용

최적화는 반복적인 과정이므로, 언리얼 엔진의 성능 분석 도구를 적극적으로 활용해야 합니다.

Stat FPS: 현재 프레임 속도를 실시간으로 확인합니다.
Stat Unit: CPU 및 GPU의 프레임 시간을 보여주어 어느 쪽이 병목인지 파악합니다.
Stat Engine: 엔진의 다양한 시스템(렌더링, 물리 등)이 얼마나 시간을 소요하는지 상세하게 보여줍니다.
ProfileGPU: GPU 렌더링 파이프라인의 각 단계에서 시간이 얼마나 소요되는지 상세하게 분석하여, 어느 부분이 GPU 성능을 가장 많이 소모하는지 파악할 수 있습니다. (예: PostProcess, Translucency 항목이 높다면 투명 파티클이나 후처리 효과 문제일 수 있음)
r.LightComplexity / r.ShaderComplexity: 뷰포트 시각화 모드를 통해 동적 조명이나 셰이더의 복잡도를 색상으로 시각화하여 최적화가 필요한 영역을 직관적으로 파악합니다.

날씨 효과의 성능 최적화는 레벨 디자인의 필수적인 부분이며, 게임의 최종 품질과 플레이어 경험에 직접적인 영향을 미칩니다. 이 절에서 배운 각 날씨 효과별 최적화 전략과 전반적인 환경 최적화 팁을 바탕으로, 여러분의 레벨을 구축하면서 항상 성능을 염두에 두는 습관을 들이세요. 꾸준한 프로파일링과 개선을 통해 시각적으로 아름다우면서도 빠르고 안정적인 게임을 만들 수 있을 것입니다.

이것으로 6장 "날씨와 시간 시스템"을 마칩니다. 다음 7장에서는 레벨에 배치된 액터들 간의 충돌(Collision)과 물리(Physics) 시스템에 대해 자세히 알아보겠습니다. 준비되셨나요?

날씨 효과의 성능 최적화

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