icon안동민 개발노트

날씨 효과의 성능 최적화


 복잡한 날씨 및 환경 효과를 구현하면서도 게임의 성능을 유지하는 것은 중요한 과제입니다.

 이 가이드에서는 언리얼 엔진에서 날씨 효과의 성능을 최적화하는 다양한 방법과 전략을 살펴보겠습니다.

파티클 시스템 최적화

  1. GPU 파티클 사용
UParticleSystem* ParticleSystem = CreateDefaultSubobject<UParticleSystem>(TEXT("WeatherParticles"));
ParticleSystem->SetTemplate(ParticleTemplate);
ParticleSystem->SetUseGPUComputationForParticles(true);
  1. 파티클 수 동적 조절
Function AdjustParticleCount:
- Get Current FPS
- If FPS < TargetFPS:
   Reduce Spawn Rate
- Else:
Increase Spawn Rate (up to max)
  1. 컬링 최적화
Particle System Settings:
- Enable Culling Distance
- Set Culling Distance based on effect type

LOD(Level of Detail) 시스템 활용

  1. 거리 기반 LOD 설정
UPROPERTY(EditAnywhere, Category = "LOD")
TArray<FDistanceLODSettings> LODSettings;
 
void AWeatherManager::UpdateLOD(float ViewerDistance)
{
      int32 CurrentLOD = FMath::Clamp(FMath::FloorToInt(ViewerDistance / LODDistance), 0, LODSettings.Num() - 1);
   ApplyLODSettings(LODSettings[CurrentLOD]);
}
  1. 효과별 LOD 구현
Function ApplyWeatherLOD:
- Switch on Distance:
   - Close: Full quality effects
   - Medium: Reduced particle count, simplified shaders
   - Far: Basic effects, no particles

효율적인 텍스처 및 머티리얼 사용

  1. 텍스처 아틀라스 활용
Create Texture Atlas:
- Combine multiple weather effect textures
- Update UVs in material to use atlas
  1. 머티리얼 인스턴스 사용
UMaterialInterface* BaseMaterial = LoadObject<UMaterialInterface>(nullptr, TEXT("/Game/Materials/M_WeatherBase"));
UMaterialInstanceDynamic* DynamicMaterial = UMaterialInstanceDynamic::Create(BaseMaterial, this);
DynamicMaterial->SetVectorParameterValue(TEXT("RainIntensity"), FLinearColor(0.5f, 0.0f, 0.0f, 0.0f));
  1. 셰이더 복잡도 관리
Material Editor:
- Use Static Switches for different weather conditions
- Minimize texture samples and complex math operations

볼류메트릭 효과 최적화

  1. 해상도 조정
void AWeatherManager::AdjustVolumetricResolution(bool bHighQuality)
{
      float Resolution = bHighQuality ? 1.0f : 0.5f;
      VolumetricFogComponent->SetVolumetricFogGridPixelSize(Resolution);
}
  1. 업데이트 빈도 조절
Function UpdateVolumetricEffects:
- If FrameCount % UpdateInterval == 0:
   Update Volumetric Parameters

조명 및 그림자 설정의 효율적 관리

  1. 동적 그림자 제한
ADirectionalLight* SunLight = Cast<ADirectionalLight>(GetOwner());
SunLight->SetDynamicShadowDistanceMovableLight(3000.0f);
SunLight->SetCascadeDistributionExponent(3);
  1. 라이트맵 해상도 최적화
Static Mesh Settings:
- Adjust Light Map Resolution based on object importance

오클루전 컬링을 활용한 렌더링 최적화

  1. 오클루전 컬링 설정
AWeatherManager::SetupOcclusionCulling()
{
      GetWorld()->GetWorldSettings()->bEnableWorldComposition = true;
      GetWorld()->GetWorldSettings()->bEnableHierarchicalLODSystem = true;
}
  1. 날씨 효과에 오클루전 적용
Function ApplyWeatherEffect:
- Perform Occlusion Check
- If Visible:
   Apply Full Weather Effect
- Else:
   Apply Simplified or No Effect

오픈 월드에서의 날씨 효과 최적화 전략

  1. 섹터 기반 날씨 시스템
struct FWeatherSector
{
      FVector2D Location;
      FWeatherState CurrentWeather;
};
 
void AWorldWeatherManager::UpdateSectorWeather(const FVector& PlayerLocation)
{
      FVector2D SectorCoords = GetSectorFromLocation(PlayerLocation);
      UpdateWeatherForSector(SectorCoords);
}
  1. 거리 기반 상세도 조절
Function ApplyWeatherDetail:
- Get Distance From Player
- Apply Detailed Effects in Close Range
- Use Simplified Effects for Far Distances

모바일을 위한 스케일러블 설정

  1. 성능 프리셋 정의
enum class EWeatherQuality : uint8
{
      Low,
      Medium,
      High
};
 
void AWeatherSystem::SetQualityPreset(EWeatherQuality Quality)
{
      // Apply settings based on quality preset
}
  1. 동적 품질 조정
Function AdjustWeatherQuality:
- Monitor FPS
- If FPS drops below threshold:
   Lower Weather Quality Setting

성능 병목 지점 식별 및 해결방법

 1. 언리얼 인사이트 활용

  • Window > Developer Tools > Unreal Insights
  • 분석: CPU 사용량, GPU 프레임 시간

 2. 통계 명령어 사용

stat fps: 프레임 레이트 확인
stat unit: CPU 성능 분석
stat gpu: GPU 성능 분석

 3. 병목 지점 해결 예시

// 과도한 파티클 업데이트 최적화
void AWeatherParticleSystem::TickComponent(float DeltaTime, ELevelTick TickType, FActorComponentTickFunction* ThisTickFunction)
{
      if (bNeedsUpdate || GetWorld()->GetTimeSeconds() - LastUpdateTime > UpdateInterval)
      {
         UpdateParticles();
         LastUpdateTime = GetWorld()->GetTimeSeconds();
      }
}

시각적 품질과 성능의 균형

 1. 스케일러블 품질 설정

  • 다양한 품질 프리셋 제공 (저, 중, 고)
  • 사용자가 개별 효과의 품질 조정 가능

 2. 중요도 기반 최적화

  • 핵심 날씨 효과에 리소스 집중
  • 부차적인 효과는 성능에 따라 동적으로 조절

 3. 피드백 루프 구현

Function MaintainPerformance:
- Continuously Monitor FPS
- If Performance Drops:
   Gradually Reduce Effect Quality
- If Performance Improves:
   Gradually Increase Effect Quality

 날씨 효과의 성능 최적화는 시각적 품질과 게임 성능 사이의 균형을 맞추는 복잡한 과정입니다.

 파티클 시스템 최적화, LOD 시스템 활용, 효율적인 텍스처 및 머티리얼 사용 등의 기법을 통해 성능을 크게 개선할 수 있습니다.

 볼류메트릭 효과, 조명 및 그림자 설정, 오클루전 컬링 등의 고급 기술을 적절히 활용하면 더욱 효율적인 렌더링이 가능합니다.

 특히 대규모 오픈 월드 게임에서는 섹터 기반 날씨 시스템과 거리 기반 상세도 조절이 중요한 역할을 합니다.

 모바일 및 저사양 디바이스를 위한 스케일러블한 설정은 폭넓은 사용자 기반을 확보하는 데 필수적입니다.

 성능 프리셋을 정의하고 동적으로 품질을 조정하는 방식은 다양한 하드웨어에서 최적의 경험을 제공할 수 있게 해줍니다.

 프로파일링 도구의 활용은 성능 최적화 과정에서 매우 중요합니다.

 언리얼 인사이트와 다양한 통계 명령어를 통해 정확한 병목 지점을 파악하고 효과적으로 해결할 수 있습니다.