Games Focus: 유니티의 렌더링 솔루션 소개

이 포스팅은 앞으로 개발할 핵심 기능과 제품을 소개하는 Games Focus 시리즈의 두 번째 글입니다. 이번 글에서는 스크립터블 렌더 파이프라인의 현재 개발 상황, 예정된 릴리스 계획, 앞으로의 비전 등을 다룹니다.

지난주 블로그에서 밝힌 바와 같이, 유니티는 사용자가 뛰어난 게임을 개발하고 전 세계 플레이어에게 도달할 수 있도록 항상 지원하고자 합니다. 이번 시리즈는 향후 3년간 유니티가 가장 우선적으로 개발할 기능과 개선 사항을 상세하게 소개합니다.

저는 알리 모헤발리이며 유니티의 그래픽스 부문 프로덕트 매니저입니다. 19년 전 비디오 게임 업계에서 엔지니어로 경력을 쌓기 시작했고 3년 전부터는 꿈의 직장인 유니티에서 근무하고 있습니다. 이 글은 그래픽스 엔지니어링 디렉터인 알조샤 드뮐미스터, 동료 그래픽스 프로덕트 매니저인 매튜 뮐러, 스티븐 켄트와 함께 작성했습니다.

오늘은 Unity가 지원하는 모든 플랫폼에서 다양한 규모의 그래픽스를 구현할 수 있는 URP(유니버설 렌더 파이프라인)와 HDRP(고해상도 렌더 파이프라인)의 개선 방향에 대해 이야기하도록 하겠습니다. 각 렌더 파이프라인에서 현재 어떤 기능을 사용할 수 있고, 2023년과 그 이후에는 어떤 기능이 출시될 계획인지 살펴보겠습니다.

하드웨어의 기능이 끊임없이 세분화되면서, 최대한 많은 플레이어에게 비주얼 콘텐츠를 전달하기 위한 테스트 및 최적화, 스케일링하는 과정이 더 길고 복잡해졌습니다. Unity 스크립터블 렌더 파이프라인(SRP)의 목표는 적은 비용으로 가능한 최상의 화질과 성능을 제공하면서 최대한 다양한 플랫폼에 도달하도록 게임을 스케일링하는 것입니다.

유니티는 현실 세계 물리에 기반한 최첨단 렌더링을 기본으로 제공하기 위해 노력하고 있으며, 세부적인 스타일화와 최적화, 빠른 프로토타이핑 등이 필요한 크리에이터를 위해 확장 가능한 렌더링도 제공하고 있습니다. 또한 렌더 파이프라인의 소스 코드를 가독성이 높고, 수정이 쉽고, 생산적인 C#으로 작성하여 필요한 경우 더 세부적으로 커스터마이즈할 수 있는 옵션을 제공하고자 합니다.

이러한 목표를 달성하기 위해 유니티는 서로 다른 목적에 특화된 SRP인 유니버설 렌더 파이프라인과 고해상도 렌더 파이프라인을 제공합니다. 각 SRP가 현재 어디까지 발전되었는지 알아보고, 렌더링과 관련된 유니티의 장기적인 목표에 대해서도 살펴보겠습니다.

URP는 학습 및 커스터마이즈가 편하고, 모든 Unity 지원 플랫폼에 맞게 스케일링할 수 있도록 설계되었습니다. 유니티의 가장 큰 목표는 URP를 최고의 모바일, XR, 무선 하드웨어용 렌더러로 만드는 것입니다.

URP는 빌트인 렌더 파이프라인의 후속 제품입니다. 유니티 그래픽스 팀은 사용자에게 익숙한 기능을 모두 제공하는 동시에 더 높은 성능과 더 뛰어난 커스터마이즈 기능, 더 생산적인 워크플로를 제공하기 위해 노력하고 있습니다.

2021 LTS 릴리스의 URP 관련 주요 개선 사항은 이미 언급한 바와 같으며, 빌트인 렌더 파이프라인의 기능 수준과 URP의 수준이 더 유사해졌습니다.

특히 기대되는 2021 LTS 개선 사항은 다음과 같습니다.

• 점 광원 그림자
• 디퍼드 렌더링 지원
• 데칼
• Enlighten 실시간 전역 조명
• 광원 쿠키
• 반사 프로브 블렌딩
• 반사 프로브 박스 투영
• 렌즈 플레어

또한 셰이더 그래프 표면 옵션, 뎁스 프리패스 지원, 광원 레이어, Volume System Update Frequency 설정, 렌더 파이프라인 디버그 창 등 URP를 커스터마이즈하고 그 성능을 관리하는 워크플로를 개선했습니다.

유니티는 지금까지 2022 테크 스트림 릴리스를 통해 사용자의 피드백을 바탕으로 워크플로와 성능을 한층 개선해 왔습니다. 현재 베타 버전으로 제공 중인 주요 기능으로는 LOD 크로스 페이드, 렌더링 데칼 레이어, 풀스크린 셰이더 그래프 지원, 커스텀 포스트 프로세싱을 위한 더 직관적인 워크플로 등이 있습니다.

또한 2022.2에는 광원 수 제한을 없애는 동시에 포워드 렌더링 패스의 장점을 제공하는 Forward+ 지원이 추가되었습니다.

2022에서 사소해 보이지만 큰 영향을 준 개선 사항은 SRP 핵심 API로, 빌트인 렌더 파이프라인의 여러 주요 사용 사례를 활용할 수 있게 되었습니다. 예를 들어 Camera.Render로 표준 업데이트 루프 외부에서 렌더링을 트리거하는 기능을 이제 RenderPipeline.SubmitRenderRequest API를 통해 사용할 수 있습니다. 빌트인 렌더 파이프라인의 Camera.SetReplacementShader와 동일한 기능을 수행하도록 DrawingSettings에 Override Shader 개념이 추가되었습니다.

2022.2 릴리스에서 URP는 빌트인 렌더 파이프라인이 제공하는 대부분의 기능을 제공하며, 특정 부분에서는 빌트인 렌더 파이프라인의 품질과 성능을 능가합니다. URP로의 전환은 두 파이프라인의 기능을 비교하여 결정하는 것이 좋습니다. URP로 전환하는 자세한 단계별 정보를 다룬 유니티의 새로운 전자책을 다운로드하세요.

Lost in Random, Two Point Campus, Circuit Superstars, Neon White, Crash Bandicoot: On the Run!, LEGO Builder’s Journey 등 URP를 사용하는 뛰어난 타이틀이 점점 더 많이 출시되고 있어 매우 기쁩니다.

2023년 릴리스를 위한 목표는 URP의 기능이 빌트인 렌더 파이프라인의 기능과 동등해지도록 추가 작업을 마무리하고, 더 구체적인 기술 자료와 가이드라인을 제공하며, 사용자 피드백을 기반으로 워크플로와 성능을 개선하는 것입니다. 볼륨 프레임워크 성능, 셰이더 빌드 시간, 메모리 사용량 개선 외에도, 현재 APV(Adaptive Probe Volumes), TAA(Temporal Anti-Aliasing), HDR(High Dynamic Range) 디스플레이 출력과 VR용 포비티드 렌더링 등 여러 새로운 기능을 제작하고 있습니다.

표면 셰이더는 가장 많은 요청을 받은 기능 중 하나입니다. 유니티는 몇 주 안에 모든 렌더링 파이프라인에서 새로운 직관적인 구문과 통합된 셰이더 저작 워크플로를 사용하는 블록 셰이더에 대한 업데이트와 공개 데모를 발표할 예정입니다.

URP의 기반 역시 계속 개선되고 있으며, URP의 렌더 그래프 도입 프로젝트가 현재 진행 중에 있습니다. 이와 같은 프로젝트를 통해 모든 플랫폼에서 URP의 안정성이 더 높아지리라 기대합니다. 아울러 렌더 그래프를 사용하면 GPU 메모리를 최소한으로 사용할 수 있습니다. 렌더 그래프는 2023년에 공개될 예정입니다. 렌더 그래프를 사용하면 코드 기반을 HDRP와 더 유사하게 구현할 수 있으므로, 장기적인 SRP 관련 목표 중 하나인 두 파이프라인 간의 상호 호환성 제고에 도움이 될 것입니다.

모든 기능이 동등해지면 빌트인 렌더 파이프라인과의 차이점을 비교할 필요 없이 안정적으로 URP를 사용할 수 있게 됩니다. 그러면 게임을 위한 렌더 파이프라인을 선택할 때 의사결정 과정을 매우 간소화할 수 있습니다. 유니티는 프로젝트 마이그레이션에 필요한 시간을 충분히 제공할 수 있도록 2023 LTS의 빌트인 옵션을 계속 전면적으로 지원할 예정입니다.

리소스

빌트인 렌더 파이프라인에서 URP로 전환하려는 경우, 유니티에서 작성한 새로운 기술 가이드인 숙련된 Unity 크리에이터를 위한 유니버설 렌더 파이프라인 소개를 읽어보시기 바랍니다.

지난 3년간 HDRP를 사용한 여러 뛰어난 작품이 공개되었습니다. Hardspace: Shipbreaker, Recompile, I Am Fish, Disciples: Liberation뿐만 아니라 Steam Deck에서 4K로 실행할 수 있는 Syberia: The World Before도 공개되었습니다.

같은 기간에 유니티는 개발자와 아티스트로부터 여러 피드백을 받았으며, 이러한 피드백을 확장성, 물리 광원을 사용하는 UX, 더 나은 성능과 안정성 개선에 반영했습니다. 또한 NVIDIA DLSS, AMD FSR, 볼류메트릭 클라우드, 레이트레이싱 등 여러 혁신적인 기능과 기술을 도입했습니다.

Light Brick Studios는 수상 경력에 빛나는 모바일 게임인 LEGO Builder’s Journey를 HDRP LTS 버전에서 확장 가능한 통합 기능을 모두 활용하여 사실적으로 렌더링된 PC 게임으로 업그레이드할 수 있었습니다. 또한 Stunlock Studios는 Unity의 확장성, DOTS, HDRP의 고급 렌더링 기술을 모두 활용하여 대규모 멀티플레이어 게임인 V Rising을 서비스하고 있습니다. 물리 기반 조명을 사용하는 애니메이션 영화가 항상 사실적일 필요는 없는 것처럼(예: 스파이더맨: 뉴 유니버스, 유니티의 단편 영화 WiNDUP), HDRP를 사용하여 Slime Rancher 2와 같은 핸드 페인팅 게임을 제작할 수도 있습니다.

2022.2는 HDRP의 셰이더 그래프를 완벽 지원하므로 커스텀 포스트 프로세싱 패스, 커스텀 렌더 텍스처, 또는 로컬 볼류메트릭 포그를 만드는 데 사용할 수 있습니다.

배경 아티스트는 새로운 물 시스템(포럼 확인), 개선된 클라우드 레이어 조명과 볼류메트릭 구름을 사용하여 효율적으로 그래픽 품질을 높일 수 있으며 두 가지 날씨 조건을 자연스럽게 혼합할 수 있습니다.

마지막으로 캐릭터 및 조명 아티스트는 고화질 트레일러와 시네마틱을 제작하기 위해 Unity 데모 Enemies의 고품질 눈 커스틱스(eye caustics)와 면 광원 그림자를 사용할 수 있으며, 패스 트레이서와 NVIDIA Optix™ AI 기반 디노이저 또는 Intel® Open Image Denoise를 사용하여 노이즈 없는 이미지를 더 빠르게 렌더링할 수 있습니다.

성능 최적화는 언제나 유니티에서 최우선으로 고려하는 사항이며, 무엇보다도 게임의 성능에 제약을 줄 수 있는 CPU 사용량 최적화에 가장 집중합니다. 기능의 경우, 유니티와 CG 업계에 많은 혁신을 가져온 동료들의 연구 결과를 활용하고, 유니티의 아트 툴 포트폴리오인 Wētā Digital, Ziva, SpeedTree 팀과 협력하여 PC 및 콘솔 게임의 핵심인 여러 영역과 혁신에 중점을 둘 것입니다.

유니티는 다음 분야에 주목하고 있습니다.

• 환경: Adaptive Probe Volumes, 캡슐 그림자 등에 대한 개선 사항을 비롯해 변화하는 날씨와 시간 조건에서 더 쉽게 고해상도 환경을 렌더링하고 조명을 적용할 수 있도록 합니다.

• 캐릭터 및 생명체: 플레이어와 NPC를 높은 시각적 정확도로 렌더링할 수 있습니다. 유니티의 데모 Lion, Enemies 및 실험 기능으로 제공되는 스트랜드 기반 헤어 솔루션에 관한 짧은 소개에서 그 미래를 엿볼 수 있습니다.

리소스

새로운 기술을 사용하려면 새로운 워크플로와 툴을 학습해야 합니다. 물리 광원 강도와 카메라 렌즈 및 노출에 관한 동영상 튜토리얼을 시청하세요. 볼륨 시스템과 확장성 설정에 관한 기술 자료와 블로그 포스팅도 확인해 보시기 바랍니다.

많은 크리에이터에게 이는 새로운 개념에 해당합니다. HDRP의 여러 요소를 다루는 더 광범위한 자료가 필요하다면 조명 집중 탐구 가이드: 고해상도 렌더 파이프라인(HDRP)을 확인해 보세요.

스케일링 능력과 뛰어난 성능을 갖춘 유니티의 렌더링 솔루션은 서로 다른 목적에 특화된 두 렌더 파이프라인으로 시작되었습니다.

URP는 모바일 디바이스에서 최적의 화질을 제공하며 Unity가 지원하는 모든 플랫폼에서 실행됩니다. 실제 세계의 물리 법칙에 구애받지 않는 스타일라이즈드 아트에 최적화와 확장성을 제공합니다.

HDRP는 고사양 플랫폼에서만 구현할 수 있는 최상의 화질을 제공합니다. 여러 기능에서 물리적으로 올바른 조명을 제공하는 연결된 기능 세트를 제공합니다.

자유로운 스케일링이 가능한 렌더링을 구현하려면 한 게임에서 URP와 HDRP를 모두 간편하게 사용하도록 지원해야 합니다. 한 게임에 HDRP가 제공하는 고사양 플랫폼을 위한 화질과 URP의 광범위한 플랫폼 지원이 모두 필요한 경우도 있습니다. LEGO Builder’s Journey와 Road 96는 HDRP로 PC와 콘솔을, URP로 모바일과 무선 하드웨어를 타게팅하는 놀라운 게임입니다. 유니티는 더 많은 Unity 크리에이터가 이러한 수준의 콘텐츠 확장성을 활용하도록 지원하고자 합니다.

에디터는 하나의 프로젝트에 하나의 파이프라인을 사용하도록 설계되었기 때문에, 지금은 URP를 사용하는 프로젝트와 HDRP를 사용하는 프로젝트를 따로 설정하여 콘텐츠를 다시 작성해야 합니다. 최종 목표는 생산성을 높일 수 있도록 콘텐츠를 다시 작성하는 상황을 최소화하여 플랫폼마다 게임에 가장 적합한 파이프라인을 선택할 수 있도록 하는 것입니다. 이렇게 하면 각 플랫폼별로 품질과 성능을 최적화할 수 있습니다.

유니티는 이러한 목표를 위해 두 가지 측면에서 노력하고 있습니다.

첫 번째로, 같은 프로젝트에서 URP와 HDRP를 모두 사용할 수 있도록 에디터를 수정하고 있습니다. 프로젝트에 있는 여러 씬에 각기 다른 렌더 파이프라인을 사용할 수 있게 됩니다. 렌더 파이프라인을 동시에 사용하면, 하나의 프로젝트에서 각 파이프라인에 맞는 다양한 비주얼 에셋을 저작하고 유지 관리할 수 있으며, 원하는 렌더링 파이프라인과 관련 에셋으로 타겟 플랫폼에 맞는 콘텐츠를 제작하고 실행할 수 있습니다. 이 분야에서 상당히 많은 진전이 있었으며, 조만간 더 자세한 내용을 공유할 예정입니다.

또한, 서로 다른 렌더 파이프라인으로 씬을 렌더링할 때 콘텐츠를 다시 작성하는 과정을 줄이기 위해 URP와 HDRP 간의 호환성을 높이고 있습니다. 유니티는 이미 지난 2년 동안 HDRP와 URP의 기능을 통일하고 두 파이프라인의 호환성(SRP 렌즈 플레어, 터레인 디테일 및 나무, VFX 그래프, 셰이더 그래프 마스터 스택 및 풀스크린 마스터 노드, 렌더링 레이어, 렌더링 디버거)도 높일 수 있도록 노력해왔습니다. Unity가 지원하는 모든 렌더링 백엔드에서 콘텐츠를 파악하여 이를 다시 작성해야 하는 상황을 최소화할 수 있도록 유니티는 머티리얼, 광원, 카메라, 포스트 프로세싱에 관한 공유 데이터 모델을 연구할 예정입니다. 한 예로 Unity 2023에는 릿(Lit)과 언릿(Unlit)을 위한 크로스 파이프라인 셰이더 그래프 기반 표준 머티리얼이 있으며, 이는 두 파이프라인과 모두 호환될 예정입니다.

유니티 포럼에서 이번 Games Focus 시리즈 포스팅에 관한 질문과 의견을 공유해 주세요. 

현재 개발 중인 기능에 관한 자세한 내용은 렌더링 및 비주얼 이펙트 로드맵을 확인하시기 바랍니다. Unity ID로 로그인하고 기능 쿠키 사용에 동의해야 합니다. 인터랙티브 페이지의 각 카드를 클릭하면 해당 주제에 관한 자세한 정보를 확인하고, 피드백을 통해 의견을 공유할 수도 있습니다. 카드를 클릭하고 주제의 중요도를 선택한 후 의견을 제출해 주세요. 각 피드백은 담당 제품 팀으로 전달됩니다.

이번 시리즈에서 앞으로 업데이트될 내용에 많은 관심 부탁드리며, 포럼에서 피드백을 공유해 주시기 바랍니다.