Foliage Snow Interaction — Render Target 기술 문서 v2

UE5 · Render Target · SceneCapture · Post Process · Material Function

Foliage Snow Interaction System
눈 상호작용 — Render Target 심층 분석

캐릭터, 오브젝트, 식물이 눈 위를 이동할 때 생기는 압흔 및 자연 복원 효과를 렌더 타겟 기반으로 구현한 시스템. SceneCapture, Post Process, Material Function, Blueprint, MPC의 유기적 연결.

BP_FoliageInteraction_snow MF_FoliageInteraction_Snow PP_Depth_Snow RT × 2 (R16f) MPC_FoliageInteraction v2 — 디스플레이스먼트 + 노멀 셰도우 개선

01 / OVERVIEW · DESIGN · ARCHITECTURE

시스템 개요

구현 목적 · 렌더 타겟을 선택한 이유 · 세 가지 핵심 아이디어

실시간 시뮬레이션 — 눈 위 발자국 + 바람 흔들림

캐릭터(파란 점)가 이동하면 주변 눈이 패임 · 지나간 자리는 서서히 복원

이 시스템의 목표는 캐릭터, 동물, 오브젝트가 눈 위를 이동하거나 접촉할 때 픽셀 단위의 정확한 압흔을 생성하고, 시간이 지나면 자연스럽게 복원되도록 하는 것이다. 단순 Sphere Mask나 물리 시뮬레이션이 아닌 렌더 타겟 기반 방식을 선택한 데는 명확한 이유가 있다.

방식	정밀도	퍼포먼스	한계
Sphere Mask	낮음	빠름	단순 원형 범위만 표현. 오브젝트 형태 반영 불가. 흔적 누적 불가
Physics Simulation	높음	느림	오브젝트 수에 비례해 CPU 연산 증가. 대규모 환경에서 프레임 드랍
Render Target 채택	높음	빠름	초기 구조 설계 복잡. 단, 정밀도와 퍼포먼스를 동시에 만족하는 유일한 방법

세 가지 핵심 아이디어

①

렌더 타겟 기반 마스크

눈 표면의 상태를 픽셀 단위로 렌더 타겟(Texture)에 기록하여 GPU 상에서 실시간 갱신. CPU는 위치를 MPC에 전달하는 것만 담당하고, 실제 상태 계산 전체가 GPU(Material, Post Process) 위에서 처리된다.

②

직교 투영 씬 캡처

SceneCaptureComponent2D를 Orthographic 모드로 눈 표면 아래(Z = −100)에 배치하여 위(Z+)를 향해 촬영. 원근 왜곡 없이 1:1 월드-텍스처 매핑이 가능하여 UV 계산이 선형 사칙연산으로 끝난다.

③

지속적 누적 방식 — 이중 버퍼

두 개의 렌더 타겟(RT_Capture / RT_Persistant)을 이중 버퍼로 운용. RT_Capture는 현재 프레임의 날카로운 접촉 마스크, RT_Persistant는 감쇠 누적된 부드러운 흔적을 보관하여 자연스러운 복원을 구현한다.

독립 에셋 수

8종

+ 2종 파생/컴포넌트 = 총 10항목

렌더 타겟 포맷

R16f

단채널 · 2048² · 각 ~8MB VRAM

CPU 갱신 비용 / frame

O(1)

SetScalarParameterValue × 2 (MPC)

전체 데이터 흐름 — CPU / GPU 레이어 분리

02 / ASSET STRUCTURE

에셋 구성과 역할 분리

8종 독립 에셋 + 2종 파생/컴포넌트 = 총 10항목 · MPC를 허브로 Blueprint ↔ Material 통신

BP_FoliageInteraction_snow

Blueprint Actor

시스템의 두뇌. SceneCapture 관리, RT 갱신 총괄, MPC 갱신 담당. Construction Script와 BeginPlay 양쪽에서 Initialize를 호출하여 에디터와 런타임 모두 즉시 반영. Sequencer_Tick 커스텀 이벤트로 시네마틱 지원.

→ 위치 기록 → DrawToMainRT 트리거 → EndPlay Clear

MF_FoliageInteraction_Snow

Material Function

눈 머티리얼(M_Snow)에 삽입. AbsoluteWorldPosition 기준으로 UV 계산, RT_Persistant를 SpiralBlur로 샘플링하여 Snow_Mask(0~1) 출력. Distance Steps = 16, Snow Edge Control 파라미터로 가장자리 제어.

UV → CustomRotator → SpiralBlur → Snow_Mask

M_Snow

Material — Subsurface · Cast Shadow 비활성

눈 표면 최종 머티리얼. Cast Shadow를 사용하지 않고 노멀 조작으로 가짜 셰도우를 구현. MF_Landscape_Ground로 Ground/Snow 텍스처 레이어 블렌딩 후, Snow_Mask를 Mask_Multi(×50) → Saturate로 증폭하여 마스크 신호를 선명하게 만든다. Displacement는 1-x 반전 → TGL/TGH RemapValueRange로 눈이 파이는 방향과 깊이를 제어. SS_Ground / SS_Snow 이중 SSS 파라미터로 Ground↔Snow 광산란 전환. HeightToNormalSmooth + BlendAngleCorrectedNormals + Lerp(Alpha=Snow_Mask)로 노멀 기반 셰도우 생성.

Snow_Mask → 증폭 → 반전 Disp. · 노멀 셰도우 · 1031 Inst.

MF_Landscape_Ground

Material Function (신규)

Ground와 Snow 텍스처 레이어 블렌딩을 함수로 캡슐화. Ground_BaseColor, Snow_BaseColor, Alpha_BaseColor, Ground_Normal, Snow_Normal, Ground_OR, Snow_OR, Ground_Height, Snow_Height, Ground_Displacement_Value 등을 입력받아 Out_BaseColor, Out_Normal, Out_AO, Out_Roughness를 출력. M_Snow 내부에서 가장 먼저 호출되어 이후 모든 처리의 기반 데이터를 만든다.

Ground/Snow 텍스처 쌍 → 혼합 → Out 단일 스트림

PP_Depth_Snow

Post Process Material

SceneCaptureComponent2D에 PP로 적용. SceneDepth를 읽어 오브젝트 접촉 감지 → 이전 프레임 Persistant RT와 합산 → 0.999 감쇠 누적 → Emissive 출력. RT_Capture에 기록되어 다음 프레임에 재사용.

SceneDepth → Detect → 0.999 감쇠 → RT_Capture

RT_Capture + RT_Persistant

TextureRenderTarget2D × 2

RT_Capture는 SceneCapture가 매 프레임 덮어쓰는 휘발성 결과. RT_Persistant는 감쇠 누적된 지속 마스크로 M_Snow에서 샘플링. 두 역할이 다르므로 반드시 분리.

RTF R16f · 2048×2048 · 각 ~8MB VRAM

MPC

MPC_FoliageInteraction

Material Parameter Collection

Blueprint ↔ Material 전역 공유 허브. BP가 SetScalarParameterValue로 기록하면 씬 전체 눈 머티리얼이 동시에 읽음. 느슨한 결합(Loose Coupling) 설계의 핵심. 한쪽 수정이 다른 쪽에 영향 없음.

6종 파라미터 → 전체 씬 동기화 · O(1) 비용

MM_FoliageRT

Material (Master)

DrawMaterialToRenderTarget에서 사용하는 마스터 머티리얼. DrawToMainRT 함수에서 Dynamic Instance로 생성하여 RT_Persistant에 RT_Capture 결과를 누적 기록하는 데 사용.

RT_Capture 참조 → RT_Persistant에 누적 기록

MPC 파라미터 목록 — Blueprint가 쓰고 Material이 읽는 전역 허브

GuidePosition_XGuidePosition_YOrtho_Width Capture_DistanceMask_AttenuationRT_Blur_Distance

용어 통일 — 이 문서 전체에서 RT_Persistant = RT_FoliageInteraction_Persistant_Snow, RT_Capture = RT_FoliageInteraction_Capture_Snow, MPC = MPC_FoliageInteraction을 가리킨다.

03 / SCENECAPTURE · RENDER TARGETS

SceneCapture & 렌더 타겟 설계

직교 투영을 선택한 이유 · 카메라 배치 방식 · 두 RT의 역할 분리

SceneCaptureComponent2D 핵심 설정

설정 항목	값	이유
Projection Type	Orthographic	UV 변환 선형화. 원근 투영은 거리에 따라 같은 월드 거리가 다른 UV에 대응되어 역산이 복잡해짐
Location Z	−100 (눈 표면 아래)	SceneCapture를 눈 표면 아래에 배치. 아래에서 위(Z+)를 향해 촬영하여 접촉 깊이를 역방향으로 감지하는 구조
촬영 방향	위(Z+) — 아래에서 위로	카메라가 위를 내려다보는 것이 아닌, 아래(Z=−100)에 위치하여 위(Z+)를 향해 촬영. 접촉한 오브젝트의 깊이를 역방향으로 읽어 마스크 생성
OrthoWidth	Enum 해상도 수치 (cm)	캡처 영역의 가로/세로 폭. Initialize에서 OrthWidth Enum 값으로 동적 설정. 픽셀 밀도와 캡처 범위 비율 유지
Post Process	PP_Depth_Snow_Inst · Weight 1.0	캡처 시마다 SceneDepth 분석 및 감쇠 누적. 완전 적용(Weight = 1.0)
CaptureEveryFrame	DrawToMainRT 호출 시에만 true	명시적 타이밍 제어. 항상 true로 두면 Tick과 캡처 순서가 프레임 조건에 따라 달라질 수 있음

렌더 타겟이 두 개인 이유

RT_Capture — 휘발성

SceneCapture가 매 프레임 덮어씀

날카로운 경계 · 현재 프레임의 정확한 접촉 위치만 기록. 이전 프레임 정보 없음. RTF R16f · 2048²

RT_Persistant — 누적

DrawMaterial이 감쇠 누적으로 갱신

부드러운 경계 · 오브젝트가 떠난 후 서서히 소멸. M_Snow 머티리얼이 이것을 샘플링. RTF R16f · 2048²

RT 이중 버퍼 파이프라인

RTF R16f를 선택한 이유 — 접촉 강도를 나타내는 스칼라 하나만 필요하다. 단채널 16비트 부동소수점은 RGBA 32bit 대비 메모리 효율 4배. 두 RT 합산 2048² 기준 약 16MB VRAM.

04 / INITIALIZE · RUNTIME FLOW

초기화 & 런타임 흐름

Construction Script + BeginPlay 이중 호출 · 매 프레임 Tick 구조 · EndPlay 안전장치

설계 의도 — Construction Script 호출 — Initialize를 Construction Script에서도 호출하는 이유는 에디터 작업 편의성. 아티스트가 OrthWidth Enum을 변경하면 게임을 실행하지 않아도 뷰포트의 Box Extent가 즉시 갱신된다.

렌더 타겟 해상도 읽기 및 저장

RT_Capture의 SizeX, SizeY를 읽어 RenderTargetCurrentResolution 변수에 저장. 이후 OrthoWidth 계산에 사용.

TextureRenderTarget2D.SizeX/Y → RenderTargetCurrentResolution

Enum → 수치 변환 및 SceneCapture OrthoWidth 설정

OrthWidth Enum을 String으로 변환 후 Float으로 변환하여 SceneCaptureComponent2D.OrthoWidth에 설정.

Enum → String → Float → SceneCaptureComponent2D.OrthoWidth

SceneCapture TextureTarget 연결

SceneCaptureComponent2D.TextureTarget = RT_Capture. 카메라 촬영 결과가 올바른 렌더 타겟에 기록되도록 연결.

SceneCaptureComponent2D.TextureTarget = RT_Capture

MPC 파라미터 5종 선기록

GuidePosition_X/Y, Ortho_Width, Capture_Distance, Mask_Attenuation을 MPC에 선기록.

SetScalarParameterValue × 5 → MPC_FoliageInteraction

해상도별 RT_Blur_Distance 자동 설정

Switch on Enum_FoliageResolution으로 분기하여 해상도에 맞는 블러 값을 MPC에 자동 기록.

Switch on Enum_FoliageResolution → MPC.RT_Blur_Distance

Box Extent 동기화

X = Y = OrthoWidth / 2로 SceneCapture 범위와 Box를 동기화.

Box.SetBoxExtent(OrthoWidth/2, OrthoWidth/2, 2048)

DrawMaterial Dynamic Instance 생성 + RT Clear

MM_FoliageRT 기반 Dynamic MI를 생성하여 DrawMaterial 변수에 저장. 이후 RT_Persistant와 RT_Capture를 검정으로 클리어.

CreateDynamicMaterialInstance(MM_FoliageRT) → DrawMaterial / ClearRT × 2

해상도별 RT_Blur_Distance 매핑

Enum 해상도	RT_Blur_Distance	월드 공간 블러 크기	VRAM (RT × 2)
1024	0.02	0.02 × 1024 ≈ 20.5 픽셀	~4 MB
2048	0.01	0.01 × 2048 ≈ 20.5 픽셀	~16 MB
4096	0.005	0.005 × 4096 ≈ 20.5 픽셀	~64 MB
8192	0.0015	0.0015 × 8192 ≈ 12.3 픽셀 (이론 비례값 대비 −40% 보정)	~256 MB

런타임 Tick 흐름

단계	담당	처리 내용
① 위치 갱신	EventTick	GetActorLocation → SetScalarParameterValue(GuidePos X/Y) → MPC 갱신
② RT 갱신	DrawToMainRT	DrawMaterialToRenderTarget(RT_Persistant, DrawMaterial) + SET CaptureEveryFrame = true
③ 씬 캡처	SceneCapture2D	Orthographic 촬영 → PP_Depth_Snow 실행 → 0.999 감쇠 누적 → RT_Capture 기록
④ 마스크 생성	MF_FoliageInteraction	AbsWorldPos → UV → SpiralBlur(RT_Persistant) → Snow_Mask → M_Snow 픽셀 렌더링
⑤ 시퀀서 지원	Sequencer_Tick	커스텀 이벤트로 레벨 시퀀서에서도 호출 가능
⑥ 세션 정리	EventEndPlay	ClearRenderTarget2D(RT_Persistant) + ClearRenderTarget2D(RT_Capture) → PIE 재시작 잔상 방지

05 / SHADER PIPELINE

핵심 셰이더 파이프라인

MF_FoliageInteraction_Snow (UV→마스크) · PP_Depth_Snow (깊이→감쇠 누적) · M_Snow 노드 처리 전체

MF_FoliageInteraction_Snow — 노드 흐름

머티리얼 함수 내부 4단계 계산

M_Snow 내부 처리 — 확정된 두 가지 핵심 파이프라인

파이프라인 A — Displacement 깊이감 제어

Snow_Mask 증폭 → 반전 → Remap으로 눈이 파이는 방향과 깊이 제어

Snow_Mask → × Mask_Multi (50) → Saturate → 1 − x (반전) → RemapValueRange → Displacement 핀

UE Displacement는 값이 높을수록 표면이 위로 올라가는 방향으로 동작한다. 발자국처럼 눈이 파이는 효과를 내려면 반전(1-x)이 필수다. 반전 후 RemapValueRange(TGL=0.95, TGH=1.0)로 출력 범위를 0.95~1.0으로 압축하면 디스플레이스먼트 최저점과 최고점을 파라미터로 제어할 수 있어 눈의 깊이감을 아티스트가 직접 조정 가능하다. 범위를 좁게 압축함으로써 과도하게 솟아오르는 현상도 방지된다.

파이프라인 B — 노멀 기반 가짜 셰도우 (Cast Shadow 비활성)

Snow_Mask → HeightToNormalSmooth → BlendAngleCorrectedNormals → Lerp

Snow_Mask → × Mask_Multi → Saturate → HeightToNormalSmooth → BlendAngleCorrectedNormals → Lerp (Alpha = Snow_Mask) → Normal 핀

랜드스케이프 높이가 내려갈 때 Cast Shadow를 사용하면 노멀 방향 불일치로 셰도우가 엉망으로 표현되는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 Cast Shadow를 비활성하고, 노멀 조작으로 셰도우처럼 보이는 효과를 구현했다. Snow_Mask를 Mask_Multi로 증폭·Saturate하여 0-1 마스크 강도를 만든 뒤, HeightToNormalSmooth로 Height값을 노멀로 변환하고, BlendAngleCorrectedNormals로 원래 랜드스케이프 노멀과 혼합한다. 최종적으로 Lerp의 Alpha에 Snow_Mask를 직접 연결하여 발자국 마스크 강도에 따라 노멀이 자연스럽게 전환된다. 결과적으로 Cast Shadow 없이도 발자국 가장자리에 셰도우가 생기는 것처럼 표현된다.

PP_Depth_Snow — 깊이 감지 + 지수 감쇠 누적

순서	노드	처리 내용
①	SceneTexture : SceneDepth	씬의 현재 깊이 버퍼 획득. SceneCapture에서 각 픽셀까지의 거리를 UE 단위(cm)로 반환.
②	Mask(R) → Add(Offset 150)	깊이 R채널 추출 후 Offset 파라미터(기본 150 cm) 더하기. 감지 기준선 이동.
③	Divide(Capture_Distance) → Saturate	CaptureDistance(250 cm)로 나누어 깊이를 0~1로 정규화. Saturate로 감지 범위 밖 오브젝트 제거.
④	1-x 반전	가까운 오브젝트(깊이 작음) → 1로 반전. 눈에 닿는 오브젝트가 흰색(1) 마스크 생성.
⑤	Add(Persistant RT Texture Sample)	이전 프레임에 기록된 RT_Persistant를 읽어 현재 마스크와 합산. 흔적 누적의 핵심.
⑥	Multiply(0.999) → 주석 불일치 ⚠	매 프레임 0.999를 곱해 지수 감쇠 적용. 내부 주석은 "5% 감쇠"로 명시되어 있으나 실제 계수는 0.999 (0.1%/frame). → S6에서 상세 분석.
⑦	Saturate → Emissive Color	0~1 최종 클램핑 후 Emissive Color 핀으로 RT_Capture에 기록. 다음 프레임에 ⑤단계에서 다시 읽힘.

06 / ATTENUATION — THEORY vs REALITY

감쇠 이론값 vs 실제 구현값

주석에 명시된 개발 의도와 실제 적용 계수의 차이 · 수학적 영향 분석

검수 확인 사항 — PP_Depth_Snow 내부 주석에 "Decrease 5 percent per frame for attenuation"이라고 명시되어 있으나, 실제 적용 계수는 0.999로 0.1%/frame 감쇠다. 5% 감쇠를 원했다면 계수는 0.95가 되어야 한다. 의도적 수정인지 주석 업데이트 누락인지 개발자 확인 필요.

🎯 개발 의도 (주석 기준)

0.95

5%/frame 감쇠 의도 · 60fps 1초 후 잔존율 약 4.6% · 빠른 복원 · 완전 소멸까지 약 2~3초

🔧 실제 적용값 (코드 기준)

0.999

0.1%/frame 감쇠 · 60fps 1초 후 잔존율 약 94.2% · 흔적이 매우 오래 유지 · 완전 소멸까지 약 115초

이론값 — 계수 0.95 (5%/frame)

개발 의도 기준 · 60fps 3초 구간

흔적이 빠르게 사라짐. 1초 내에 대부분 소멸. 현재 코드와 의도의 차이가 약 50배.

실제값 — 계수 0.999 (0.1%/frame)

실제 코드 기준 · 60fps 3초 구간

흔적이 매우 오래 유지됨. 3초 구간에서 거의 변화 없음. 완전 소멸까지 115초.

감쇠 수학 분석 (0.999 실제값 기준 · 60fps)

경과 프레임	경과 시간 (60fps)	잔존 비율 (0.999ⁿ)	실제 효과
60	1초	≈ 94.2%	거의 그대로 — 새 흔적과 거의 동일
300	5초	≈ 74.1%	약 26% 감쇠 — 흔적이 약간 흐려짐
600	10초	≈ 54.9%	절반 감쇠 — 눈에 띄게 옅어짐
1200	20초	≈ 30.1%	70% 감쇠 — 희미하게 남아있음
2300	38초	≈ 10%	거의 사라짐
6908	115초	≈ 0.1%	사실상 소멸

프레임레이트 의존성 문제 & 개선안

현재 구현은 0.999를 프레임 수만큼 곱하므로 60fps와 30fps에서 흔적 지속 시간이 2배 차이난다. Delta Time 기반으로 전환하면 프레임레이트에 무관한 일정한 복원 속도를 보장할 수 있다.

개선 공식 — attenuation_factor = pow(0.999, DeltaTime × 60.0) 으로 변경하면 60fps / 30fps / 120fps 모두 동일한 월드 시간 기준 복원 속도를 유지한다.

07 / QUALITY IMPROVEMENTS

퀄리티 개선 — 두 가지 핵심 기법

Displacement Remap 깊이감 · 노멀 기반 가짜 셰도우 · 비용 절감과 품질 향상의 동시 달성

개선 1 — Displacement Remap으로 눈의 깊이감 제어

기존 방식은 디스플레이스먼트 값 제어가 어려워 눈이 파이는 표현이 부자연스러웠다. 이를 해결하기 위해 두 단계의 처리를 추가했다.

단계	노드	역할	이유
①	× Mask_Multi (50) → Saturate	Snow_Mask 신호 증폭 후 0-1 클램핑	RT_Persistant 신호가 약할 때도 마스크가 확실히 터지도록 보정. 경계를 선명하게 만들어 이후 Remap 처리의 입력 품질 확보
②	1 − x	디스플레이스먼트 방향 반전	UE Displacement는 값이 클수록 표면이 위로 올라간다. 눈이 파이는 효과(표면이 아래로 내려가는 방향)를 내려면 반드시 반전이 필요하다. 이 노드가 Displacement 핀에 연결되어 있음이 확정됨.
③	RemapValueRange (TGL=0.95, TGH=1.0)	디스플레이스먼트 출력 범위를 0.95~1.0으로 압축	최저점(TGL)과 최고점(TGH)을 파라미터로 노출하여 눈의 깊이감을 아티스트가 수치로 제어 가능. 범위 압축으로 과도하게 솟아오르는 현상 방지

TGL / TGH 튜닝 가이드 — TGL과 TGH의 차이가 클수록 발자국이 더 깊게 파인다. 값을 0.9 / 1.0으로 설정하면 더 깊은 발자국, 0.98 / 1.0으로 설정하면 얕은 발자국이 된다. Mask_Multi와 함께 조정하면 마스크 선명도와 깊이를 독립적으로 제어할 수 있다.

개선 2 — Cast Shadow 제거 + 노멀 기반 가짜 셰도우

문제

랜드스케이프 높이가 Displacement로 내려갔을 때 Cast Shadow를 그대로 사용하면 노멀 방향이 실제 메시 변형과 일치하지 않아 셰도우가 엉망으로 표현된다. 발자국 가장자리에 의도치 않은 셰도우 아티팩트가 생기는 것이 주된 증상이다.

해결 전략

Cast Shadow를 완전히 비활성하고, 노멀 조작만으로 셰도우처럼 보이는 음영을 만드는 방식을 채택했다. 실제 그림자 계산이 없으므로 셰도우 비용이 완전히 제거된다.

①

마스크 강도 정규화 — 0-1 알파 생성

RT_Persistant 기반의 Snow_Mask를 Mask_Multi(×50) → Saturate로 처리하여 0-1 사이의 명확한 강도값으로 만든다. 이 값이 이후 노멀 블렌딩의 Alpha 기준이 된다. 마스크 기반이기 때문에 발자국이 없는 영역은 전혀 영향을 받지 않는다.

Snow_Mask × 50 → Saturate → 0~1 Alpha

②

HeightToNormalSmooth — Height값을 노멀로 변환

①에서 만든 마스크 강도를 HeightToNormalSmooth 노드에 입력하여 발자국 형태에 맞는 노멀을 생성한다. 발자국 중심부는 낮고 가장자리는 높은 형태의 Height값이 노멀 방향으로 변환되어, 가장자리에서 빛이 꺾이는 것처럼 음영이 만들어진다.

Snow_Mask(0~1) → HeightToNormalSmooth → 발자국 형태 노멀

③

BlendAngleCorrectedNormals — 랜드스케이프 원본 노멀과 혼합

②에서 생성한 발자국 노멀을 MF_Landscape_Ground에서 나온 원본 랜드스케이프 노멀과 BlendAngleCorrectedNormals로 혼합한다. 각도 보정 블렌드를 사용하므로 두 노멀이 자연스럽게 합성되며 틀어짐이 없다.

발자국 노멀 + 랜드스케이프 노멀 → BlendAngleCorrectedNormals

④

Lerp (Alpha = Snow_Mask 직접 연결) — 마스크 강도에 따른 자연스러운 전환

③의 결과(혼합 노멀)와 원본 노멀을 Lerp로 섞는다. Alpha 핀에 Snow_Mask를 직접 연결하여 발자국이 있는 영역에서만 혼합 노멀이 적용되고, 발자국 강도에 비례해서 자연스럽게 전환된다. Alpha 직결이 확정됨.

Lerp(A=원본 노멀, B=혼합 노멀, Alpha=Snow_Mask) → Normal 핀

결과 — 발자국 가장자리에서 노멀이 안쪽으로 기울어지는 형태가 만들어지고, 이 방향 변화가 라이팅 계산에서 음영으로 표현된다. Cast Shadow 없이도 발자국 주변에 자연스러운 그림자가 생기는 것처럼 보이며, 실제 셰도우 계산이 없으므로 GPU 비용도 절감된다.

두 개선이 가져온 효과 요약

Displacement Remap

TGL / TGH + 1-x 반전

품질 향상 — 발자국의 깊이감을 수치로 정밀 제어. 파라미터 조정만으로 얕은/깊은 발자국 표현 가능.

비용 절감 — 복잡한 물리 계산 없이 Remap 수식만으로 처리. 기존 파이프라인에 노드 3개 추가가 전부.

노멀 기반 셰도우

Cast Shadow 비활성 + HeightToNormal

품질 향상 — Displacement로 인한 셰도우 아티팩트 완전 제거. 발자국 형태에 맞는 자연스러운 음영 생성.

비용 절감 — Cast Shadow 비활성으로 셰도우 계산 비용 제거. 노멀 조작은 셰이더 내부에서 처리되므로 추가 패스 없음.

08 / PERFORMANCE · LIMITS · SUMMARY

성능 분석 · 한계 · 핵심 정리

GPU 비용 분석 · 현재 구현의 한계 · 향후 개선 방향

GPU 비용 분석

작업	비용	빈도	비고
SceneCaptureComponent2D 렌더	중~높음	매 프레임	전체 씬을 Ortho 뷰로 재렌더링. Cull Distance 설정 권장
PP_Depth_Snow 실행	낮음	매 SceneCapture 프레임	단순 수식 노드들 · 텍스처 샘플 1회
DrawMaterialToRenderTarget	낮음	매 프레임	단순 풀스크린 패스
MF_FoliageInteraction_Snow (SpiralBlur)	높음	눈 머티리얼 있는 모든 픽셀	1031 인스트럭션 · Distance Steps 16 × Radial Steps 텍스처 페치
HeightToNormalSmooth + BlendAngleCorrectedNormals	낮음	눈 머티리얼 있는 모든 픽셀	노멀 연산은 셰이더 내부 처리 · Cast Shadow 비용 절감으로 순증가 없음
Cast Shadow (비활성)	제거됨	—	노멀 기반 가짜 셰도우로 대체. 셰도우 계산 패스 완전 제거
MPC SetScalarParameterValue (CPU)	매우 낮음	매 프레임	CPU 오버헤드 거의 없음 · O(1)

현재 구현의 한계

한계	원인	영향
프레임레이트 의존 감쇠	0.999^n — n이 프레임 수	60fps vs 30fps에서 흔적 지속 시간 2배 차이
단일 Actor 영역 제한	하나의 BP가 하나의 RT만 관리	넓은 오픈 월드에서 여러 Actor 배치 필요. 관리 복잡성 증가
SpiralBlur 픽셀 비용	매 픽셀 × 16단계 텍스처 페치	저사양 / 모바일 / VR 환경에서 성능 저하 위험
단채널 RT (R16f)	색상 정보 없음	흔적 형태만 기록 가능. 타입(발/차량/동물) 구분 불가
주석과 실제 코드 불일치	5% 감쇠 주석 vs 0.1% 실제	유지보수 혼란 · 의도 파악 어려움 · 수정 시 기준점 불명확

향후 개선 방향

Delta Time 기반 감쇠

pow(0.999, DeltaTime × 60.0)으로 변경. 프레임레이트 독립적인 일정한 복원 속도 보장.

감쇠 속도 파라미터화

0.999 하드코딩 값을 MPC 파라미터로 노출. 날씨 변화, 씬별 설정 등 게임 디자이너가 런타임에 제어 가능.

RGBA RT 활용

RTF RGBA16f로 변경 시 R=흔적 강도, G=흔적 나이, B=접촉 타입(발/차량/동물) 구분 가능. VRAM은 4배 증가.

Sobel Filter 노멀맵 강화

Snow_Mask를 Sobel 필터로 처리하여 발자국 가장자리 노멀을 더 정밀하게 생성. HeightToNormalSmooth 대비 가장자리 선명도 향상.

핵심 설계 결정 정리

GPU 중심 설계 — O(1) CPU 비용

CPU는 위치를 MPC에 기록하는 것만 담당. 상태 계산 전체가 GPU에서 처리되어 오브젝트 수와 무관한 O(1) 비용 유지.

직교 투영 — UV 선형화

원근 투영은 거리에 따라 UV가 비선형으로 왜곡. 직교 투영에서 OrthoWidth 내 모든 위치가 선형 비율로 UV에 대응되어 단순 사칙연산으로 변환 가능.

이중 RT — 정확도와 자연스러움 분리

RT_Capture는 날카로운 현재 위치, RT_Persistant는 블러+감쇠 누적으로 부드러운 복원. 두 역할을 하나로 합치면 자연스러운 복원이 불가능하다.

MPC — 느슨한 결합 설계

Blueprint와 Material이 직접 참조하지 않고 MPC를 매개로 통신. 한쪽을 수정해도 나머지에 영향이 없어 독립적 수정과 확장이 가능.

Displacement 반전 + Remap — 깊이감 파라미터화

1-x로 눈이 파이는 방향을 확정하고 RemapValueRange(TGL/TGH)로 최저·최고 깊이를 파라미터로 노출. 아티스트가 런타임에 깊이감을 수치로 조절 가능.

Cast Shadow 제거 + 노멀 셰도우 — 비용 절감 + 아티팩트 해결

Displacement 변형 시 Cast Shadow 아티팩트를 근본 제거. HeightToNormalSmooth → BlendAngleCorrectedNormals → Lerp(Alpha=Snow_Mask)로 셰도우 없이도 자연스러운 음영 표현.

EndPlay Clear — PIE 세션 안전장치

렌더 타겟은 에셋으로 디스크에 저장되어 PIE 재시작 후에도 이전 데이터가 남는 UE 특성을 ClearRenderTarget2D로 방어. 세션 간 데이터 오염 방지.

Sequencer_Tick — 시네마틱 지원

커스텀 이벤트로 레벨 시퀀서에서도 호출 가능하도록 설계. 컷씬 연출 중에도 눈 상호작용 효과가 정확하게 재현된다.

이 시스템은 Render Target, Scene Capture, Post Process, Material Function, Blueprint, MPC 여섯 시스템을 유기적으로 연결하여 실시간 물리 기반 눈 상호작용을 구현한다. v2에서 추가된 두 가지 개선 — Displacement Remap 깊이감 제어와 노멀 기반 가짜 셰도우 — 은 렌더링 비용을 절감하면서도 디테일 품질을 동시에 향상시킨 핵심 변경이다. 에셋별 단일 책임 원칙으로 구성되어 이후 수정과 확장이 독립적으로 이루어진다. 핵심 병목은 SpiralBlur의 1031 인스트럭션이며, 타겟 플랫폼에 맞는 Distance Steps 최적화가 성능 예산 관리의 핵심이다. 주석(5% 감쇠)과 실제 계수(0.999)의 불일치는 반드시 의도를 확인하고 어느 한쪽을 정렬해야 유지보수 혼란을 방지할 수 있다.

Foliage Snow Interaction System눈 상호작용 — Render Target 심층 분석