언리얼 엔진의 라이팅 Lighting 에 대하여

라이팅 Lighting 은 어떤 일을 할까

언리얼 엔진에서의 3D Lighting 작업은 게임이나 영상물 등에서 분위기와 사실감을 결정짓는 중요한 요소이다. Lighting은 말 그대로 하나의 씬 안에서 조명을 설정하는 일련의 작업인데, 조금 더 구체적으로 라이팅 직군이 하는 일에 대해서 기술해보고자 한다.

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1. Light 설치

하나의 씬 안에 조명이 전혀 없으면 화면은 단순히 까맣게 보인다. Lighting 작업에서는 화면 안의 환경과 캐릭터가 자연스럽고 의도한 대로 보이도록 적절한 Light를 설치한다. 예를 들어, 맑은 하늘의 야외라면 주로 태양광 역할을 하는 Directional Light를 설치해 주고, 실내에서 램프가 빛나고 있다면 램프 주변에 사방으로 퍼지는 라이트인 Point Light를 설치할 것이다.

a. 조명의 종류

기본적인 라이트 종류에 대해서 간략히 설명해본다.

• Directional Light : 주로 태양광처럼 아주 멀리서 오는 평행 광선을 표현하며, 전체 씬에 균일하게 빛을 쏘는 조명이다.
• Point Light: : 작은 광원에서 방사형으로 퍼지는 조명으로, 구체의 조명 형태에서 사방으로 빛을 쏘는 조명이다.
• Spot Light : 광원에서 빛이 원뿔모양으로 퍼지는 조명으로, 특정 영역에 집중된 빛을 비출 때 사용하는 조명이다.
• Rect Light : 평면에서 빛을 뿜어내는 조명으로, 주로 실내 환경에서 큰 빛의 영역을 필요로 할 때 사용하는 조명이다.
• Sky Light : 태양광에서 퍼져 반사되는 빛을 표현하고, 자연스러운 빛 반사를 만들어주는 데 유용하다.

b. 조명과 그림자

빛이 있으면 당연히 그림자도 있다. 현실에서 주의 깊게 살피지 않으면 잘 모르는 경우가 많지만, Lighting Artist 들은 현실감 있는 빛 표현을 위해 자연스러운 그림자 표현도 라이팅 작업의 핵심으로 여긴다. 적절한 그림자는 씬을 더욱 사실적이고 입체적으로 만들어준다. 언리얼에서는 성능 표현에 따라 세 가지의 그림자 표현 방식을 사용하고 있다.

• Static Light : '정적 그림자'로, 화면 안에서 그림자를 미리 연산하여 캐시 형태로 구워서 가볍게 사용하는 방식이다.
• Stationary Light, Movable Light : '동적 그림자'로 실시간 그림자를 처리하고 반영하는 방식이다.

2. 간접광 표현

a. GI (Gloabl Illumination)

Global Illumination이라 부르는 간접광은 광원에서 퍼진 빛이 주변의 사물이나 캐릭터에 부딪혀 반사된 빛을 표현한다. ScreenSpace, Ray Tracing 방식을 거쳐 최근에는 Lumen과 같은 최신 GI 시스템으로 화면 내의 빛을 실시간으로 계산하여 더 자연스러운 빛의 퍼짐을 구현한다. 최근의 언리얼엔진 5에서 이 시스템을 사용하면 실시간으로 현실적인 반사, 음영 처리, 색상 변화를 구현할 수 있다.

b. Lightmass

Static Light처럼 정적인 그림자를 그리는 라이트를 사용한다면, Lightmass라는 시스템을 사용하여 고품질의 간접광을 표현할 수도 있다. 화면에서의 빛의 전파와 반사를 계산하는 GI 시스템인 건 같지만, 빛의 벽이나 바닥 등 주변 환경과 상호작용하는 방식을 계산하여 고품질의 간접 조명을 생성한다는 점에서 다르다. Lightmass를 계산하는 데는 시간이 걸리지만, 고품질의 조명을 구현하는 데 필수적이다.

3. 후반 작업 Post-Process Volume

Lighting 작업은 라이트를 설치하고 간접광이나 그림자를 설정하는 것뿐만 아니라, 후반 작업까지도 동반한다. Post-Process Volume을 설치하여 볼륨의 범위 내에 있는 화면의 전체적인 분위기를 설정하고, 다양한 화면 효과들을 이 단계에서 추가할 수 있다. Color Grading이라 불리는 화면의 전체적인 컬러를 설정하는 것부터 화면 전체에 Vignetting 효과를 주는 등 미적 완성도를 높이는 최종 단계이다.

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언리얼 엔진에서의 Lighting 작업은 단순한 빛의 배치 그 이상이다. Lighting 작업은 기본적으로는 환경과 상황 및 의도에 맞는 Light를 적절히 설치하고 후반 작업까지 책임지는 일련의 과정이다. 다양한 조명 타입과 그림자, 글로벌 일루미네이션, 성능 최적화 기법들을 적절히 활용하여 최상의 시각적 품질을 구현하는 것이 중요한 작업이다. 효과적인 Lighting은 미적 완성도를 높이고, 특히 게임에서는 플레이어에게 몰입감 있는 경험을 제공하는 데 필수적인 요소로 작용한다.