[Unity] HDRP (4) - 포스트 프로세싱

HDRP의 포스트 프로세싱은 에셋스토어의 다양한 유료 후처리 에셋 못지않은 퀄리티를 갖고 있다.

이 포스팅에서 각 프로퍼티의 사용법에 관해서는 다루지 않는다. 이미 공식 가이드에서 친절하게 잘 알려주기 때문이다.

대신 포스트 프로세싱을 사용했을 때의 효과와 이를 통해 그래픽을 극적으로 높이는 방법에 대해 나름대로의 방식을 서술하였다.

 

먼저 HDRP에 배포되어 있는 포스트 프로세싱의 종류에 대해 알아볼 필요가 있다.

HDRP에는 다음과 같은 포스트 프로세싱 기능들이 있다.

 

• Bloom
• Channel Mixer
• Chromatic Aberration
• Color Adjustment
• Color Curves
• Depth of Field
• Film Grain
• Lens Distortion
• Lift, Gamma, Gain
• Motion Blur
• Panini Projection
• Shadows, Midtones, Highlights
• Split Toning
• Tonemapping
• Vignette
• White Balance

 

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Bloom

이 효과는 광원 주변에 빛 번짐 효과를 부여한다.

아래의 예시를 통해 효과에 대해 알아보자.

OFF	ON

효과를 사용했을 때가 사용하지 않았을 때에 비하여 훨씬 풍부한 영상미를 제공한다.

Intensity와 Scatter를 조절하면 빛의 밝기와 퍼짐을 제어할 수 있다.

이때 아래 항목에 있는 Lens Dirt를 설정해 두면 및이 많이 퍼졌을 때 렌즈에 먼지가 낀 듯한 연출을 나타낼 수 있다.

 

아래는 Scatter를 최대치로 설정하고 Threshold에 따른 Lens Dirt 변화를 나타낸다.

 

 

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Channel Mixer

출력 영상을 특정 컬러로 변경하고 싶다면 이 기능을 오버라이드 하면 된다.

아래는 채널 프로퍼티를 수정함으로써 출력물의 색을 변환하는 과정이다.

특정 구간에서 특정 색의 보정이 필요한 경우 Channel Mixer을 써주면 효율적일 것이다.

예를 들어, 마지막 변환처럼 Green Ouput Channel의 RGB를 모두 200으로 해주면 나이트 비전 같은 효과를 낼 수 있다.

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Chromatic Aberration

우리말로 직역하면 '색채 벗어남'이 된다. 이 효과를 오버라이드 하면 말 그대로 색이 벗어난다.

아래 과정은 Chromatic Aberration이 적용되는 과정이다.

이 효과의 올바른 우리말 표현은 '색수차' 혹은 '구면 변색'이라고 한다.

빛은 파장에 따라 굴절이 다르기 때문에 렌즈가 초점을 맞추지 못할 때 발생하는 현상이다.

 

카메라의 초점을 흐리게 할 때, 게임에서의 이펙트 등에 적용할 수 있다.

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Color Adjustment

직영하면 '색 조정'이라는 의미의 이 포스트 프로세싱은 후처리를 통한 가장 극적인 색 변화를 나타내는 것으로 보인다.

이 기능을 사용하여 최종 렌더링 이미지의 톤, 밝기, 색조, 대비 등이 모두 조정 가능하다.

Exposure	Contrast
Color Filter	Hue Shift
Saturation

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Color Curves

그레이딩 커브(Grading Curve)라고 불리는 곡선 형태의 그래프를 오버라이드 하여 수정하면 Color Adjustment보다 더 정교하게 색조, 채도, 광도, 대비 등을 조정할 수 있다.

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Depth of Filed

일명 DoF라고도 불리는 이 기능은 자주 쓰이는 포스트 프로세싱 중 하나이다.

하지만 상당히 높은 연산 비용을 요구하므로 리얼타임 기반이라면 반드시 필요한 구간에만 사용하여야 한다.

 

DoF의 주요 특징은 렌더링 결과를 실제 카메라처럼 바꾸는 것이다.

아래를 통해 어떠한 변환이 이루어지는지 살펴보자.

DoF적용

Focus Distance가 가까우면 멀리 있는 물체는 흐릿해지며 가까운 곳에 초점이 맞춰있는 듯한 효과가 나타난다.

이는 보케라는 사진의 아웃포커스 기법으로 미적인 블러 효과를 연출한다.

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Film Grain

이 효과는 화면에 랜덤한 노이즈를 형성하는 기법이다. 실제 필름과도 같은 효과를 낸다.

영상을 보면 Intensity가 높아질수록 노이즈가 심해지고 Intensity가 0에 가까울수록 노이즈 없이 선명하게 렌더링 된다.

영화 필름의 느낌을 나타내려면 Film Grain을 사용하도록 하자.

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Lens Distortion

Lens Distortion을 사용하면 직선이 휘어지는 듯한 효과를 연출할 수 있다.

이는 실제 렌즈 제조과정에서 불완전성으로 인해 발생하는 방사형 패턴을 시뮬레이션한다.

Intensity로 전체 강도를 설정하고 X Muliplier와 Y Multiplier, Center를 조정하여 구간에 따라 다르게 효과를 줄 수도 있다.

실제로는 약간의 Lens Distortion을 주는 것이 입체감을 살리는 것으로 보인다.

 

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Lift, Gamma, Gain

세 가지 모두 Color Grading을 조정할 수 있게 해주는 값으로 Hue(원반 모양의 색조 변환 UI)의 값을 움직여 설정한다.

 

다음 표는 각 값에 대한 설명이다.

Lift	어두운 톤을 제어할 때 사용. 그림자를 더 짙게 한다.
Gamma	midrange톤(밝지도 어둡지도 않은 적당한)을 제어할 때 사용.
Gain	밝은 톤을 제어할 때 사용. 강조된 부분을 더 크게 강조할 수 있다.

명암의 대비를 분명히 해야 할 때 이 포스트 프로세싱을 사용하면 된다. 

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Motion Blur

모션 블러는 실제 카메라가 움직이는 대상을 찍을 때 흐려지는 효과를 나타나게 해 준다. 

아래의 비교를 보면 명확히 차이점이 보인다.

ON	OFF

하지만 DoF와 마찬가지로 많은 연산 비용이 필요하므로 필요시에만 사용하는 것이 올바르다.

공식 가이드에 따르면 Sample Count를 줄이고 Minimum Velocity는 높이며 Maximum Velocity값은 줄이는 것이 성능 리소스를 최소화하는 방안이라고 나와있다. 혹은 Additional Properties의 Camera Clamp Mode 파라미터를 줄여도 된다.

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Panini Projection

우리는 유니티 엔진을 사용하며 두 가지의 투영 방식(원근 투영, 직교 투영)을 사용한다. 하지만 포스트 프로세싱을 사용하면 투영 방식을 하나 더 사용할 수 있다. 바로 파니니 투영이다.

 

위키백과에 따르면 다음과 같은 상황에 적용하면 좋다.

• 파니니 투영법은 건축 혹은 인테리어 등을 왜곡 없이 나타내고자 할 때
• Fish-Eye 사진에서 높은 시야각의 확보가 필요할 때
• 파노라마에서 다양한 각도로 뷰를 렌더링 할 때

 

아래는 유니티에서 파니니 투영을 사용한 결과이다.

위 렌더링은 실내의 스튜디오를 배경으로 했지만 넓은 공간의 건축물이나 자연을 배경으로 할 경우 더 효과적으로 사용할 수 있다.

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Shadows, Midstones, Highlights

Lift, Gamma, Gain과 비슷한 결과를 나타내지만 Shadows, Midstones, Highlights는 정확한 구간을 나누어 색조 표현을 나타낸다. 아래의 결과를 보면 Highlights를 조정하면 빛에 의해 밝게 빛나는 구간만 정확히 강조되는 것을 확인할 수 있다.

 

다음 표는 각 값에 대한 설명이다.

Shadows	그람자와 관련된 설정을 할 수 있다. 그림자의 짙음 정도나 색상의 변경이 가능하다.
Midstones	중간톤의 색채에 관련된 설정을 할 수 있다.
Highlights	밝게 빛나는 부분과 관련된 설정을 할 수 있다. 강도를 더 높이면 더 밝게 빛이 난다.

 

Lift, Gamma, Gain보다 명암을 구분 짓는 뚜렷한 차이를 주고 싶다면 Shadows, Midstones, Highlights를 사용하자.

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Split Toning

유니티 매뉴얼에 따르면 휘도 값에 따라 이미지의 여러 영역을 색조 하여 보다 뚜렷한 모양을 만들거나 장면의 그림자와 하이라이트에 다른 색조를 추가하는 데 사용한다고 되어있다.

 

 

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Tonemapping

톤 매핑은 화면 내에 렌더링 되는 이미지의 HDR값을 다시 매핑하는 프로세스이다. 프리셋은 다음과 같다.

None	톤 매핑 미적용
Neutral	색상 및 채도가 낮은 비쥬얼을 적용
ACES	영화같은 비쥬얼을 적용
Custom	특정 색상 및 채도를 커스텀으로 적용

 

아래의 표에서 사진과 함께 비교를 해보았다.

None	Neutral
ACES	Custom

 

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Vignette

이 효과는 이미지의 가장자리를 더욱 짙게 하거나 채도를 낮출 때 사용한다. 또는 광각렌즈의 가장자리가 렌즈 후드나 필터링 등으로 인해 어두워지는 효과를 연출할 수도 있다.

영상의 시점을 중앙으로 집합시킬 때 좋은 효과이다.

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White Balance

이 효과는 흰색의 색조를 변경하기 위해 씬의 컬러를 조정하는 기능이다.

이 기능(Temperature)을 사용하면 따뜻한 분위기를 연출하거나 차가운 분위기를 연출할 때 매우 효과적이다.

Tint의 경우 초록색과 마젠타 색(보라색) 사이의 컬러 캐스트를 조정한다.