사용자 정의 모듈 활용하기

나이아가라 시스템에서 사용자 정의 모듈은 기본 제공되는 모듈로는 구현하기 어려운 복잡한 파티클 동작을 구현하거나 프로젝트 특화된 기능을 추가할 때 사용됩니다.

이를 통해 파티클 시스템의 확장성과 재사용성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

사용자 정의 모듈의 개념

사용자 정의 모듈은 개발자가 직접 작성한 HLSL 코드를 포함하는 나이아가라 모듈입니다.

이를 통해 파티클의 속성을 정밀하게 제어하거나, 복잡한 수학적 연산을 수행할 수 있습니다.

사용자 정의 모듈 생성 과정

나이아가라 에디터에서 새 모듈 생성
모듈 유형 선택 (예 : 파티클 업데이트, 스폰 등)
HLSL 코드 작성
입력 및 출력 파라미터 정의
모듈 컴파일 및 테스트

기본 사용자 정의 모듈 예제

다음은 파티클의 위치를 사인 곡선을 따라 움직이게 하는 간단한 사용자 정의 모듈입니다.

void SineWaveMovement(inout float3 Position, float Time, float Amplitude, float Frequency)
{
    Position.z += Amplitude * sin(Time * Frequency);
}

이 모듈을 나이아가라 시스템에 적용하는 방법

1. 새 파티클 업데이트 모듈 생성

2. HLSL 함수 작성

3. 입력 파라미터 정의

Position (inout float3)
Time (float)
Amplitude (float)
Frequency (float)

4. 모듈을 파티클 시스템에 추가하고 파라미터 값 설정

외부 데이터 활용

사용자 정의 모듈에서 외부 데이터를 활용하여 더 동적인 효과를 만들 수 있습니다.

데이터 인터페이스 정의

class UNiagaraDataInterfaceVectorField : public UNiagaraDataInterface
{
    GENERATED_BODY()
public:
    UPROPERTY(EditAnywhere, Category = "Vector Field")
    UVectorField* VectorField;
};

HLSL 함수에서 데이터 인터페이스 사용

void ApplyVectorField(inout float3 Velocity, float3 Position, FVectorFieldSampler VF)
{
    float3 Force = SampleVectorField(VF, Position);
    Velocity += Force * DeltaTime;
}

나이아가라 시스템에서 데이터 인터페이스 연결 및 사용

복잡한 파티클 동작 구현

복잡한 파티클 동작을 위한 사용자 정의 모듈 설계 전략

모듈화 : 기능을 작은 단위로 분리하여 재사용성 증대
파라미터화 : 주요 값들을 파라미터로 노출하여 유연성 확보
최적화 : 계산 비용이 높은 연산은 미리 계산하여 저장
조건부 실행 : 필요한 경우에만 특정 코드 블록이 실행되도록 설계

예제 : 복잡한 궤적을 따라 움직이는 파티클

void ComplexTrajectory(inout float3 Position, inout float3 Velocity, 
                       float Time, float3 AttractorPosition, float AttractorStrength)
{
    float3 ToAttractor = AttractorPosition - Position;
    float DistSq = dot(ToAttractor, ToAttractor);
    float3 AttractorForce = normalize(ToAttractor) * AttractorStrength / (DistSq + 1.0);
    
    Velocity += AttractorForce * DeltaTime;
    Velocity *= 0.99; // 감쇠
    
    Position += Velocity * DeltaTime;
    
    // 나선 운동 추가
    float SpiralRadius = 10.0 * exp(-0.1 * Time);
    float SpiralAngle = 2.0 * Time;
    Position.xy += float2(cos(SpiralAngle), sin(SpiralAngle)) * SpiralRadius;
}

확장성 향상 및 재사용성 증대

모듈 라이브러리 구축 : 자주 사용되는 사용자 정의 모듈을 라이브러리화
파라미터 프리셋 : 다양한 효과를 위한 파라미터 프리셋 생성
상속 활용 : 기본 모듈을 만들고 이를 상속받아 특화된 모듈 제작
문서화 : 각 모듈의 기능, 파라미터, 사용법을 상세히 문서화

성능을 고려한 모듈 설계 팁

1. 계산 복잡도 관리

고비용 연산(예 : 삼각함수, 제곱근)의 사용 최소화
가능한 경우 룩업 테이블 활용

2. 메모리 액세스 최적화

캐시 친화적인 데이터 구조 사용
불필요한 메모리 읽기/쓰기 피하기

3. 병렬 처리 고려

파티클 간 독립적인 연산 설계로 GPU 병렬 처리 활용

4. 조건문 사용 주의

과도한 분기문은 성능 저하의 원인
가능한 경우 수학적 표현으로 대체

5. 프로파일링 활용

나이아가라의 내장 프로파일링 도구 사용
병목 지점 식별 및 최적화

실제 적용 예시 : 마법 미사일 효과

마법 미사일 효과를 위한 사용자 정의 모듈 구현

void MagicMissileMovement(inout float3 Position, inout float3 Velocity,
                          float3 TargetPosition, float HomingStrength,
                          float Time, float OscillationFrequency, float OscillationAmplitude)
{
    // 목표물을 향한 유도
    float3 ToTarget = TargetPosition - Position;
    float DistToTarget = length(ToTarget);
    float3 HomingForce = normalize(ToTarget) * HomingStrength / (DistToTarget + 1.0);
    
    // 진자 운동
    float2 Oscillation = float2(
        sin(Time * OscillationFrequency),
        cos(Time * OscillationFrequency * 1.5)
    ) * OscillationAmplitude;
    
    // 속도 갱신
    Velocity = lerp(Velocity, HomingForce, 0.02);
    Velocity.xy += Oscillation;
    
    // 위치 갱신
    Position += Velocity * DeltaTime;
    
    // 꼬리 파티클 생성 (이벤트 트리거)
    if (frac(Time * 60.0) < 0.1)
    {
        TriggerEvent(EventID_SpawnTrail, Position);
    }
}

이 사용자 정의 모듈은 다음과 같은 기능을 구현합니다.

목표물을 향한 유도 미사일 동작
사인파를 이용한 웨이브형 운동
시간에 따른 꼬리 파티클 생성

나이아가라 시스템에서 이 모듈을 사용하려면

모듈을 파티클 업데이트 스택에 추가
필요한 파라미터 연결 (TargetPosition, HomingStrength 등)
이벤트 핸들러를 통해 꼬리 파티클 생성 로직 구현

이러한 사용자 정의 모듈을 통해 기본 모듈만으로는 구현하기 어려운 복잡하고 특화된 파티클 동작을 만들 수 있습니다.

이는 게임의 시각적 품질을 크게 향상시키고, 독특한 효과를 구현하는 데 도움이 됩니다.

사용자 정의 모듈은 나이아가라 시스템의 강력한 기능 중 하나입니다.

이를 통해 프로젝트의 특수한 요구사항을 충족시키고 재사용 가능한 파티클 로직을 개발할 수 있습니다.

효과적인 사용자 정의 모듈 설계와 구현을 통해 파티클 시스템의 표현력과 효율성을 크게 높일 수 있습니다.

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