Level Optimize Technic

메시 최적화

1️⃣ Element 수 줄이기

Element란?

Element는 폴리곤으로 이루어진 개별적인 메시 파트를 의미합니다. 하나의 Static Mesh 안에 여러 머티리얼 슬롯이 있다면, 각 슬롯이 하나의 Element가 됩니다.

문제점

• Element가 많이 나눠져 있으면 UV 조각도 많이 나눠져 있습니다.
• UV 이음새(Seam)에 따라 버텍스 수가 증가하여 메모리 사용량이 늘어납니다.
• 각 Element마다 Draw Call이 발생하여 렌더링 비용이 증가합니다.

해결 방법

• 3D 모델링 툴에서 불필요한 UV 이음새를 줄입니다.
• 가능하면 하나의 머티리얼로 통합합니다.
• Texture Atlas를 활용하여 여러 텍스처를 하나로 합칩니다.

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2️⃣ 작은 메시 병합

작은 오브젝트들이 많으면 Draw Call이 증가하여 성능 저하의 원인이 됩니다. 액터병합 기능을 활용하여 여러 Static Mesh를 하나로 합칠 수 있습니다.

Actor Merge 사용 방법

1. 병합할 액터들을 선택합니다.
2. Window > Developer Tools > Merge Actors를 실행합니다.
3. 병합 옵션을 설정하고 새로운 Static Mesh를 생성합니다.

주의사항

• 너무 많은 메시를 하나로 합치면 오히려 컬링 효율이 떨어질 수 있습니다.
• 동적으로 움직이거나 개별 제어가 필요한 오브젝트는 병합하지 않는 것이 좋습니다.

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3️⃣ 불투명과 반투명

Z-Buffer Culling

r.VisualizeOccludedPrimitives 1

콘솔 명령어로 Z 버퍼 컬링을 시각화할 수 있습니다. 초록색 박스가 표시되면 정상적으로 작동하는 것입니다.

작동 원리

• Z 버퍼는 카메라로부터의 깊이 정보를 저장합니다.
• 다른 오브젝트에 완전히 가려진 오브젝트는 렌더링하지 않습니다.
• 컬링 기준은 오브젝트의 바운딩 박스입니다.

반투명 오브젝트의 문제

• 반투명 오브젝트가 겹치면 각각을 모두 렌더링해야 하므로 매우 무겁습니다.
• 렌더링 순서가 꼬이면 시각적 문제(정렬 오류)가 발생하기도 합니다.

해결 방법

• 반투명 정렬 우선순위(Translucent Sort Priority) 설정으로 렌더링 순서를 명시적으로 지정합니다.
• 반투명 오브젝트의 개수를 최소화합니다.
• 가능하면 Masked 블렌드 모드를 사용합니다 (알파 테스트 기반으로 더 가볍습니다).

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메시 모델링 권장사항

4️⃣ 5각형 폴리곤과 고폴리곤 메시 사용 자제

• 게임 엔진은 삼각형 기반으로 렌더링하므로, 5각형 이상의 폴리곤은 자동으로 삼각분할(Triangulation)됩니다.
• 이 과정에서 예상치 못한 삼각형 배치가 발생하여 셰이딩 문제가 생길 수 있습니다.
• 모델링 단계에서 쿼드(4각형)나 트라이(3각형)로 정리하는 것이 좋습니다.

5️⃣ Skeletal Mesh 사용 최소화

Skeletal Mesh는 본(Bone) 변형 계산이 추가되므로 Static Mesh보다 무겁습니다.

대안

• 움직이지 않는 장식 요소는 Static Mesh로 제작합니다.
• World Position Offset을 활용하여 간단한 애니메이션은 머티리얼로 구현할 수 있습니다.

6️⃣ 테셀레이션은 미리 적용하기

• 런타임 테셀레이션(실시간 폴리곤 세분화)은 GPU 부하가 큽니다.
• 3D 모델링 툴에서 테셀레이션을 미리 적용한 후 익스포트하는 것이 훨씬 가볍습니다.
• 필요하다면 LOD 시스템과 조합하여 거리에 따라 디테일을 조절합니다.

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7️⃣ 큰 메시는 나누기

컬링 효율성

크기가 매우 큰 메시는 일부만 화면에 보여도 전체를 렌더링해야 하므로 비효율적입니다.

Visibility Culling 시각화 CVar

FreezeRendering

• 현재 시점에서 렌더링을 고정하여 컬링 상태를 확인할 수 있습니다.
• 화면 밖의 에셋이 제대로 컬링되는지 확인하세요.

분할 기준

• 바운딩 박스가 화면 크기를 넘어가는 메시는 여러 조각으로 나누는 것을 고려합니다.
• 건물의 층별로, 또는 방별로 나누면 컬링 효율이 향상됩니다.

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머티리얼 최적화

8️⃣ Material Default Texture (머티리얼 기본 텍스처)

마스터 머티리얼의 기본 텍스처는 64×64 크기를 권장합니다.

이유

• 머티리얼 인스턴스에서 텍스처를 오버라이드하지 않으면 기본 텍스처가 사용됩니다.
• 기본 텍스처가 불필요하게 크면 메모리를 낭비하게 됩니다.
• 64×64는 Place Holder로 충분하며, 실제 사용하는 텍스처는 인스턴스에서 지정합니다.

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9️⃣ 텍스처 해상도 줄이기

Bilinear Filtering (바이리니어 필터링)

텍스처가 작을수록 화면에 표시될 때 자동으로 부드럽게 보간됩니다. 이를 바이리니어 필터링이라고 합니다.

Texture LOD Bias

• Texture Properties → LOD Settings → LOD Bias로 텍스처 해상도를 조절할 수 있습니다.
• 양수 값을 입력하면 낮은 해상도의 밉맵을 사용하여 메모리를 절약합니다.
• 너무 높은 값은 텍스처가 지나치게 흐려지므로 주의가 필요합니다.

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🔟 무거운 머티리얼 노드

머티리얼 노드마다 연산 비용이 다릅니다. 다음 이미지는 주요 노드들의 비용을 비교한 것입니다:

최적화 팁

• Fresnel, Reflection, Refraction 등 복잡한 연산은 꼭 필요한 곳에만 사용합니다.
• Lerp(Linear Interpolate) 대신 If 노드를 사용하면 조건부로 연산을 건너뛸 수 있어 더 효율적일 수 있습니다.
• Custom 노드로 HLSL 코드를 직접 작성하면 불필요한 중간 연산을 줄일 수 있습니다.

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1️⃣1️⃣ Shading Model (셰이딩 모델)

셰이딩 모델에 따라 렌더링 비용이 달라집니다.

성능 순서 (가벼운 것부터)

1. Unlit: 라이팅 계산 없음, 가장 가볍습니다.
2. Default Lit: 기본 PBR 라이팅, 대부분의 경우 적합합니다.
3. Subsurface: 반투명 산란 계산 추가, 피부나 초 등에 사용합니다.
4. Clear Coat: 다층 반사 계산, 자동차 페인트 등에 사용합니다.

불필요하게 복잡한 셰이딩 모델을 사용하지 않도록 주의합니다.

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라이팅 최적화

1️⃣2️⃣ Light Complexity (라이트 복잡도) 확인

뷰포트 상단의 View Mode → Optimization Viewmodes → Light Complexity를 선택하면 라이팅의 부하를 시각적으로 확인할 수 있습니다.

색상 의미

• 검은색/어두운 색: 라이팅 부하가 적습니다.
• 밝은 색/흰색: 여러 라이트가 겹쳐서 부하가 큽니다.

1️⃣3️⃣ Rect Light 사용 자제하기

Rect Light(면 광원)는 부드러운 그림자와 현실적인 조명을 제공하지만, 연산 비용이 매우 높습니다.

대안

• Point Light나 Spot Light로 대체합니다.
• IES 프로파일을 활용하여 빛의 형태를 조절합니다.
• Lightmass를 사용한 베이크드 라이팅을 고려합니다.

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1️⃣4️⃣ Cull Distance Volume (컬 디스턴스 볼륨) 사용하기

작은 오브젝트는 멀리서 보이지 않아도 렌더링할 필요가 없습니다.

Cull Distance란?

설정된 가시거리보다 멀리 있으면 렌더링하지 않는 기능입니다.

설정 방법

1. Volumes에서 Cull Distance Volume을 배치합니다.
2. 볼륨 내부의 오브젝트들에 대해 크기별 컬링 거리를 설정합니다.
3. 예: 작은 돌멩이는 500 유닛 이상 멀어지면 렌더링하지 않음.

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1️⃣5️⃣ LOD 적극 활용

LOD는 거리에 따라 폴리곤 수가 다른 모델을 자동으로 전환하는 시스템입니다.

LOD 설정 권장사항

• LOD 0: 원본 고품질 모델 (카메라 가까이)
• LOD 1: 중간 품질 (~50% 폴리곤 감소)
• LOD 2: 낮은 품질 (~75% 폴리곤 감소)
• LOD 3: 매우 낮은 품질 또는 임포스터

언리얼 엔진의 자동 LOD 생성 기능을 활용하거나, 모델링 툴에서 직접 LOD를 제작할 수 있습니다.

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1️⃣6️⃣ 라이트 소스 병합 트릭

여러 개의 작은 라이트 대신 하나의 큰 라이트를 사용하면 성능이 향상됩니다.

방법

• 여러 Point Light를 하나의 Area Light 또는 큰 Point Light로 통합합니다.
• Light Function을 사용하여 복잡한 빛 패턴을 만듭니다.
• Emissive Material을 활용하여 발광 표면을 시뮬레이션합니다.

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1️⃣7️⃣ 라이트 반경 최소화하기

라이트의 영향 범위(Attenuation Radius)가 클수록 더 많은 오브젝트에 영향을 주어 연산량이 증가합니다.

최적화 팁:

• 라이트 반경을 실제 필요한 만큼만 설정합니다.
• 불필요하게 넓은 영역을 비추지 않도록 합니다.

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1️⃣8️⃣ Shadow Map 생성 비용

라이트 타입과 이동성(Mobility)에 따라 섀도우 연산 비용이 다릅니다.

비용 순서 (무거운 것부터)

1. Movable/Stationary Point Light: 6면 큐브맵 섀도우 필요
2. Movable Directional Light: 전체 씬에 대한 Cascaded Shadow Map
3. Movable Spot Light: 하나의 섀도우 맵만 필요하여 가장 가볍습니다

최적화 전략

• 동적 그림자가 필요 없는 라이트는 Static으로 설정하여 베이크합니다.
• Stationary Light는 정적 오브젝트는 베이크, 동적 오브젝트는 실시간 그림자를 사용합니다.

섀도맵 생성 비용

Point Light > Directional Light > Spot Light

❗라이트 반경에 비례

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1️⃣9️⃣ 빌보드 임포스터 스카이박스

멀리 있는 복잡한 메시를 평면 텍스처로 대체하여 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다.

Impostor란?

• 3D 메시를 여러 각도에서 렌더링한 이미지를 평면에 매핑합니다.
• 멀리서 볼 때는 실제 3D 메시와 구분하기 어렵지만 렌더링 비용은 매우 낮습니다.

활용 사례:

• 배경의 산, 나무, 건물
• 스카이박스의 원경 요소들

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2️⃣0️⃣ 그림자 드리우기 끄기

그림자를 드리우지 않아도 되는 오브젝트는 Cast Shadow 옵션을 끕니다.

적용 대상:

• 매우 작은 오브젝트
• 항상 그림자 안에 있는 오브젝트
• 멀리 있어서 그림자가 보이지 않는 오브젝트

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프로파일링 도구

2️⃣1️⃣ 빠르게 프로파일링 하기

RenderDoc은 GPU 렌더링 과정을 프레임 단위로 분석할 수 있는 강력한 도구입니다.

사용 방법

1. RenderDoc을 설치하고 실행합니다.
2. 언리얼 엔진 실행 파일을 로드합니다.
3. 원하는 프레임을 캡처하여 상세 분석을 진행합니다.

다운로드: RenderDoc 공식 사이트

분석 가능한 항목

• DrawCall 순서와 비용
• 텍스처 사용량
• 셰이더 실행 시간
• 렌더 타겟 상태

2️⃣2️⃣ 언리얼 엔진 내장 프로파일러

콘솔 명령어

FPS 표시

stat fps

CPU, GPU, Frame Time 표시

stat unit

렌더링 통계

stat scenerendering

GPU 프로파일링 상세 정보

profilegpu

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2️⃣3️⃣ 데칼 최적화

데칼의 비용 처리는 반투명 오브젝트와 유사합니다.

문제점

• 데칼이 겹쳐지면 각각을 모두 렌더링해야 합니다.
• 큰 데칼은 넓은 영역의 픽셀을 다시 계산해야 하므로 무겁습니다.

최적화 방법

• 데칼이 겹쳐지지 않게 배치합니다.
• 데칼 크기를 필요한 만큼만 설정합니다.
• Decal Blend Mode를 적절히 선택합니다 (DBuffer Decal이 더 가볍습니다).

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컬링 시스템

2️⃣4️⃣ Drawcall 관리 (드로우 콜)

Drawcall

간단한 개념

• Draw Call은 CPU가 GPU에게 “이 메시를 렌더링해”라고 명령하는 것입니다.
• Draw Call이 많으면 CPU 병목이 발생합니다.

최적화

• 메시 병합으로 Draw Call 감소
• Instancing으로 동일한 메시를 효율적으로 렌더링

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2️⃣5️⃣ Occlusion Culling (오클루전 컬링)

Occulusion Culling   간단한 개념

• 다른 오브젝트에 가려져 보이지 않는 것은 렌더링하지 않습니다.

최적화

• Precomputed Visibility Volume 사용
• 복잡한 실내 공간에 특히 효과적

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2️⃣6️⃣ Frustum Culling (프러스텀 컬링)

카메라의 시야 범위(View Frustum) 밖에 있는 오브젝트는 렌더링하지 않습니다. 이는 엔진에서 자동으로 처리되지만, 바운딩 박스가 부정확하면 제대로 작동하지 않을 수 있습니다.

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2️⃣7️⃣ HLOD 활용 (Hierarchical Level of Detail)

간단한 개념

• 멀리서 볼 때 여러 메시를 하나의 간단한 메시(Proxy Mesh)로 대체합니다.
• LOD와 메시 병합을 자동으로 수행하는 기술입니다.

설정 방법

1. Window → Hierarchical LOD Outliner를 엽니다.
2.  HLOD 레벨을 생성하고 거리별 설정을 합니다.
3. Generate Cluster를 실행하여 HLOD 메시를 생성합니다.

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GPU 성능 업그레이드 설정

언리얼 엔진의 GPU 메모리 할당을 조정하여 성능을 향상시킬 수 있습니다.

설정 경로:

엔진 설치 폴더/Engine/Config/Windows/WindowsEngine.ini

수정 항목:

[TextureStreaming]
PoolSizeVRAMPercentage=70

이 값은 텍스처 스트리밍에 사용할 VRAM의 비율을 결정합니다. 기본값은 보수적으로 설정되어 있으므로, GPU 메모리가 충분하다면 70~80%로 증가시켜 텍스처 스트리밍 품질을 향상시킬 수 있습니다.

주의사항

• 값을 너무 높게 설정하면 다른 렌더링 작업에 사용할 메모리가 부족해질 수 있습니다.
• GPU 메모리 용량에 따라 적절한 값을 설정하세요 (예: 4GB GPU는 60%, 8GB 이상은 70~80%).

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참고자료

• 언리얼 엔진 배경 최적화 마스터하기
• 언리얼 엔진 공식 문서 - Visibility and Occlusion Culling
• RenderDoc 공식 사이트