언리얼 엔진 포그(Fog) 종류 : Exponential Height Fog, Sky Atmosphere

언리얼 엔진의 포그(Fog) 종류와 기본 세팅

언리얼 엔진에서는 포그(Fog)를 사용하여 다양한 환경을 표현하고 씬의 분위기를 조성할 수 있다. 장면 안의 거리감이나 깊이를 표현함으로써 실제에 가까운 대기 표현을 하는 요소로 활용된다. 

언리얼 라이팅의 기본 세팅으로 Directional Light (주광)를 설치하고 그에 맞는 대기 표현만 한다면 야외 씬의 경우 대부분의 배치는 끝난 셈이다. 언리얼 Fog의 종류를 알아보고 기본 세팅하는 방법에 대해서도 정리해본다.

• 언리얼 엔진의 포그 종류
• 언리얼 라이팅 기본 세팅

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1. Exponential Height Fog (익스포넨셜 하이트 포그)

언리얼에서 대기를 표현할 때 가장 일반적으로 사용하는 포그 타입이다. 대기 중의 안개의 농도가 '지수함수' 형태로 변화하는 특성을 가지고 있다. 맵의 높이에 반비례하여 밀도를 생성하고 고도 증가에 따라 부드럽게 전환된다. 태양광을 표현하는 Directional Light의 빛과 상호작용하여 포그를 만들어낼 수 있다.

언리얼 포그 종류 / 익스포넨셜 하이트 포그

특징

• 이름처럼 높이에 따라 농도가 변화하는 포그로, 지면 근처에서 짙고 위로 올라갈수록 점점 옅어지는 효과
• 대기환경 (ex. 안개, 미스트, 스모그) 같은 자연 현상에 적합
• 빛과 상호작용하여 광선 산란 효과(GodRay 등)를 표현할 수 있다.

주요 설정

언리얼 엔진 포그 종류 Exponential Height Fog

Transform - Location	높이에 따라 농도가 달라지므로 포그의 Location 값으로 기본 농도 조절
Fog Density	포그의 전체 농도 조절
Fog Height Falloff	Location으로 설정한 농도에서 좀 더 세밀한 농도 조절
Fog Inscattering Color	포그의 전체적인 컬러 설정 (산란되는 컬러 설정)
Fog Max Opacity	포그 농도의 최대값
Start Distance	카메라에서 포그가 시작되는 거리
Fog Cutoff Distance	설정한 값 이상의 거리에 있는 포그는 잘림 (표현되지 않음)
Directional Inscattering	DirectioanlLight가 방출하는 빛에 의한 포그 표현

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2. Sky Atmosphere (스카이 애트모스피어)

기존의 Atmospheric Fog를 대체하는 기능으로, 더 사실적인 하늘과 빛을 시뮬레이션하는 시스템이다. 실제 지구 대기의 레이리 산란(Rayleigh Scattering)과 미 산란(Mie Scattering) 효과를 시뮬레이션하여 태양광이 대기에 의해 퍼지는 현상을 자연스럽게 표현해 준다. 

특징

• 사실적인 대기 산란 구현
  : 지구 대기의 레이리 산란, 미 산란을 시뮬레이션하여 태양의 고도에 따라 하늘의 색을 일출, 일몰, 황혼 등으로 자연스럽게 표현해 준다.
• Directional Light와 연동
  : 달이나 해 역할을 하는 Directional Light와 연동하여 실제 천문학적 계산을 기반으로 자동으로 하늘의 색상을 조절해 준다.
• 기존의 Atmospheric Fog보다 향상된 품질과 성능
  : Atmospheric Fog는 단순히 하늘 배경을 만드는 용도였다면, 개선된 SkyAtmosphere는 광원과 연동하여 자동으로 실제적이고 사실적은 연출을 할 수 있다. 또, Volumetric Clouds와 함께 사용하면 사실적인 구름 표현까지 가능하다.

주요 설정

언리얼 하늘 표현 Sky Atmosphere

Sky Atmosphere는 실제 대기 표현이 되는대로 자동으로 계산되기 때문에 크게 옵션을 수정할 필요가 없으나, 장면의 의도에 따라  Mie 산란 등을 조절 해볼 수 있다.
Directional Light	- 디렉셔널 라이트가 반드시 필요 (태양 or 달로 인식) - Atmosphere and Cloud 탭의 Atmosphere Sun Light : ON (디폴트로 켜져 있음)
Mie Scattering Scale	미 산란의 스케일값
Mie Scattering	높을수록 더 많이 산란되고, 의도된 컬러 지정 가능
Mie Scattering Absorption	높을수록 라이트가 흡수되는 양이 많아짐
Mie Anistropy	높을수록 광원 주변에 가깝게 산란, 낮을수록 라이트가 균등하게 산란

※ Sky Atmosphere의 Mie Scattering은 Exponential Height Fog와 같은 기능이다.

추가 설정

• Exponential Height Fog와 같이 사용하여 좀 더 사실적인 날씨나 의도적인 아트 표현이 가능하다.
• Volumetric Clouds를 함께 배치하면 자동으로 사실적이고 동적인 구름 표현도 가능하다.
• 기존의 Atmospheric Fog와 함께 사용하면 충돌하므로 Sky Atmosphere만 사용하는 것을 권장

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3. 라이팅 (주광, 대기, 하늘) 기본 세팅

기본 세팅 (자동 설정)

언리얼 씬을 처음 열고 기본 태양광 (혹은 달빛)과 대기 표현을 하고자 한다면, 

언리얼 포그 종류 / 언리얼 대기 표현 기본 설정

• Directional Light 설치 (Sky Atmosphere와 연결하는 옵션은 Atmosphere Sun Light 이나 자동으로 켜져있음)
• Sky Atmosphere 설치 
• SkyLight 설치 (하늘의 간접광 표현)
• Volumetric Clouds 설치
• 필요에 따라 Exponential Height Fog 설치

이렇게 4개 요소를 배치함으로써 기본 세팅은 끝이다. 씬의 환경 혹은 아트적 의도에 따라 옵션을 조절하여 장면에 맞는 환경을 디테일하게 조정하면 된다.

수동 설정

만약, Directioanl Light의 각도에 따라 자동 계산되는 것을 원치 않고 수동으로 설정하고자 한다면,

언리얼 포그 종류 / 언리얼 대기 표현 수동 설정

• Directioanl Light 배치
• Sky Atmosphere는 배치하지 않는다.
• SkyLight 설치 (하늘의 간접광 표현)
• 대신 하늘 역할로 콘텐츠 브라우저에서 'BP_Sky_Sphere'를 찾아서 배치
  (BP_Sky_Sphere는 directional 이 아닌 Sun의 위치에 연동된다. 만약 수동으로 하늘 컬러 등을 지정하고 싶다면, 'Colors Determined By Sun Position'을 체크 해제한다.)
• Volumetric Clouds 와 함께 사용하고 싶다면, Directional Light의 'Atmosphere Sun Light'를 켜준다.
  BP_Sky_Sphere의 Cloud Opacity는 꺼준다. (BP_Sky_Sphere는 하늘 배경으로만 사용)
• Exponential Height Fog 배치 (Sky Atmosphere에서 기본으로 배치되는 포그가 없으므로 사용)

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이렇게 언리얼에서 사용할 수 있는 Fog의 종류와 태양광(주광), 대기 표현의 기본 세팅에 대해서 정리해 보았다. 야외 장면이라면 특히 주광, 간접광, 하늘/구름, 대기표현만 설정해도 80%은 끝난 것이라 기본 세팅만 가지고도 충분히 그럴듯한 장면을 연출할 수 있다. 여기에 PostProcessVolume이나 추가적인 반투명 액터 등으로 디테일을 살려볼 수 있다.