커브와 그래디언트 데이터
나이아가라 시스템에서 커브와 그래디언트 데이터는 파티클의 속성을 시간에 따라 동적으로 변화시키는 데 사용되는 강력한 도구입니다.
이를 통해 복잡하고 자연스러운 파티클 동작을 만들 수 있습니다.
커브와 그래디언트의 개념
1. 커브 (Curve)
- 시간에 따른 단일 값의 변화를 나타냄
- 예 : 크기, 투명도, 속도 등의 변화
2. 그래디언트 (Gradient)
- 시간에 따른 색상의 변화를 나타냄
- 예 : 파티클 색상 변화, 발광 강도 등
커브와 그래디언트 생성 방법
- 나이아가라 에디터에서 새 커브/그래디언트 생성
- 커브 에디터/그래디언트 에디터 열기
- 키 포인트 추가 및 조정
- 보간 방식 선택 (선형, 곡선 등)
파티클 시스템에서의 적용 방법
- 모듈에서 커브/그래디언트 파라미터 추가
- HLSL 코드에서 SampleCurve 또는 SampleColorGradient 함수 사용
예시
float ScaleFactor = SampleCurve(CurveParameter, NormalizedAge);
float4 Color = SampleColorGradient(GradientParameter, NormalizedAge);활용 사례 및 구현 방법
1. 시간에 따른 크기 변화
- 커브 생성 : 시작 (0,1) → 중간 (0.5,2) → 끝 (1,0)
- 적용
void UpdateParticleSize(inout float Size)
{
float ScaleFactor = SampleCurve(SizeCurve, NormalizedAge);
Size *= ScaleFactor;
}2. 색상 변화
- 그래디언트 생성 : 빨강 → 노랑 → 투명
- 적용
void UpdateParticleColor(inout float4 Color)
{
Color = SampleColorGradient(ColorGradient, NormalizedAge);
}3. 속도 변화
- 커브 생성 : 시작 (0,0) → 급증 (0.1,1) → 감소 (1,0.2)
- 적용
void UpdateParticleVelocity(inout float3 Velocity)
{
float SpeedFactor = SampleCurve(SpeedCurve, NormalizedAge);
Velocity *= SpeedFactor;
}4. 불투명도 조절
- 커브 생성 : 시작 (0,0) → 중간 (0.5,1) → 끝 (1,0)
- 적용
void UpdateParticleOpacity(inout float Opacity)
{
Opacity = SampleCurve(OpacityCurve, NormalizedAge);
}고급 기법 : 커브와 그래디언트 조합
1. 복합 동작 생성
- 여러 커브를 조합하여 복잡한 움직임 패턴 생성
- 예 : 나선 운동
void CreateSpiralMotion(inout float3 Position)
{
float Radius = SampleCurve(RadiusCurve, NormalizedAge);
float Angle = SampleCurve(AngleCurve, NormalizedAge);
Position.xy += float2(cos(Angle), sin(Angle)) * Radius;
}2. 동적 색상 및 크기 변화
- 색상 그래디언트와 크기 커브 결합
- 예 : 불꽃 효과
void UpdateFireParticle(inout float4 Color, inout float Size)
{
Color = SampleColorGradient(FireGradient, NormalizedAge);
Size *= SampleCurve(FireSizeCurve, NormalizedAge);
}3. 환경 반응형 파티클
- 외부 파라미터에 따른 커브 샘플링 조정
- 예 : 바람에 반응하는 낙엽
void UpdateLeafMotion(inout float3 Position, float WindStrength)
{
float SwayFactor = SampleCurve(SwayCurve, NormalizedAge);
Position.xy += WindDirection * WindStrength * SwayFactor;
}성능을 고려한 효율적인 사용 방법
1. 샘플링 횟수 최소화
- 매 프레임 샘플링 대신 결과 캐싱
- 예
float CachedScaleFactor;
if (FirstUpdate)
{
CachedScaleFactor = SampleCurve(ScaleCurve, NormalizedAge);
}
Size *= CachedScaleFactor;2. 커브 복잡도 관리
- 필요 이상으로 복잡한 커브 피하기
- 키 포인트 수 최적화
3. LOD (Level of Detail) 시스템 구현
- 거리에 따라 커브 샘플링 빈도 조절
- 예
float SampleRate = CalculateLODSampleRate(DistanceFromCamera);
if (frac(NormalizedAge * SampleRate) < 0.01)
{
UpdatedColor = SampleColorGradient(ColorGradient, NormalizedAge);
}4. 그래디언트 텍스처 활용
- 복잡한 그래디언트를 미리 계산된 텍스처로 변환
- 텍스처 샘플링으로 성능 향상
적용 예시 : 마법 포털 효과
마법 포털 효과를 위한 커브와 그래디언트 활용
1. 포털 에너지 파티클
- 크기 커브 : 시작 (0,0.1) → 중간 (0.5,1) → 끝 (1,0.1)
- 색상 그래디언트 : 청색 → 보라색 → 핑크색
- 적용
void UpdatePortalParticle(inout float4 Color, inout float Size, inout float3 Position)
{
Color = SampleColorGradient(PortalEnergyGradient, NormalizedAge);
Size *= SampleCurve(PortalEnergySizeCurve, NormalizedAge);
float RadialOffset = SampleCurve(RadialOffsetCurve, NormalizedAge);
float Angle = NormalizedAge * 4.0 * PI;
Position.xy += float2(cos(Angle), sin(Angle)) * RadialOffset;
}2. 포털 외곽 효과
- 불투명도 커브 : 시작 (0,0) → 급증 (0.1,1) → 유지 (0.9,1) → 끝 (1,0)
- 두께 커브 : 시작 (0,0.5) → 중간 (0.5,1) → 끝 (1,0.5)
- 적용
void UpdatePortalRim(inout float Opacity, inout float Thickness)
{
Opacity = SampleCurve(RimOpacityCurve, NormalizedAge);
Thickness *= SampleCurve(RimThicknessCurve, NormalizedAge);
}3. 포털 소용돌이 효과
- 회전 속도 커브 : 시작 (0,0) → 가속 (0.3,1) → 감속 (1,0.5)
- 적용
void UpdatePortalVortex(inout float3 Position)
{
float RotationSpeed = SampleCurve(VortexSpeedCurve, NormalizedAge);
float Angle = NormalizedAge * RotationSpeed * 10.0 * PI;
float Radius = 1.0 - NormalizedAge;
Position.xy = float2(cos(Angle), sin(Angle)) * Radius;
}이러한 커브와 그래디언트 조합을 통해 복잡하고 역동적인 마법 포털 효과를 만들 수 있습니다.
에너지 파티클의 크기와 색상 변화, 포털 외곽의 불투명도와 두께 변화 그리고 소용돌이 효과의 회전 속도 변화 등이 시각적으로 인상적인 효과를 만들어냅니다.
커브와 그래디언트 데이터는 나이아가라 시스템에서 파티클의 동적인 변화를 만드는 데 필수적인 도구입니다.
이를 효과적으로 활용하면 복잡하고 자연스러운 파티클 효과를 만들 수 있으며, 동시에 성능 최적화를 고려하여 효율적인 시스템을 구축할 수 있습니다.
다양한 커브와 그래디언트를 실험하고 조합하여 독창적이고 인상적인 파티클 효과를 만들어보세요.