심화 개념 1 — 텍스처와 UV 좌표

텍스처란?

1교시에서는 Constant3Vector로 단색만 넣었습니다. 하지만 실제 세계의 표면은 단색이 아닙니다. 나무결, 돌의 무늬, 금속의 스크래치 같은 복잡한 패턴을 표현하려면 텍스처(이미지)가 필요합니다.

이미지: Base Color, Normal, Roughness, Metallic, AO 맵이 최종 PBR 재질로 결합되는 구조

텍스처는 2D 공간입니다. 일반적인 XY 좌표가 아니라, 언리얼에서는 텍스처 매핑에 UV 좌표를 사용합니다. U는 가로, V는 세로 방향이라고 이해하면 됩니다.

UV 좌표 개념

Texture Coordinate란 3D 오브젝트 표면에 2D 텍스처를 매핑하기 위해 사용되는 좌표 시스템입니다.

• 3D 오브젝트를 종이접기처럼 펼치면 2D 평면이 됩니다
• 이게 바로 UV 공간입니다
• 펼쳐진 면에 텍스처를 넣으면, 매핑된 공간에 텍스처가 보이게 됩니다

UV 좌표는 0에서 1까지의 범위를 가집니다.

U는 가로축, V는 세로축이며 0에서 1까지입니다. 3D 모델을 펼쳐서 만든 2D 면에 텍스처를 붙이는 것, 그것이 UV 매핑입니다.

텍스처 임포트

강의에 필요한 PNG, JPG 텍스처 샘플은 구글 드라이브에서 받습니다. 경로는 내 드라이브 > 예술공학대학_게임엔진II > 3Week입니다.

다운로드한 텍스처 파일(T_Alpha — 흑백 2×2 체커보드)을 프로젝트에 가져옵니다.

1. 구글 드라이브에서 T_Alpha 텍스처 파일(PNG)을 다운로드합니다
2. Content Browser에서 Content > Lectures > 3Weeks 아래에 Textures 폴더를 생성합니다
3. 탐색기(또는 Finder)에서 다운로드한 PNG 파일을 Content Browser의 Textures 폴더로 드래그 앤 드롭합니다

Content Browser에 T_Alpha라는 에셋이 나타납니다. 썸네일에 흑백 체커보드 패턴이 보이고, 하단에 파란색 라벨로 이름이 표시됩니다.

흔한 문제 — 텍스처 임포트

Texture Sample 노드

M_Sample을 더블클릭하여 머테리얼 에디터를 엽니다.

Texture Sample 노드 생성

• 키보드 T를 누른 상태로 LMB 클릭 → Texture Sample 노드가 생성됩니다
• 이 노드는 1교시의 Constant 노드들보다 큽니다. 구조는 다음과 같습니다:
  • 상단에 Texture Sample이라고 표시
  • 좌측 입력 핀: UVs [0], Tex, Apply View MipBias
  • 우측 출력 핀: RGB(흰색), R(빨간색), G(초록색), B(파란색), A(회색), RGBA(흰색)
  • 하단에 텍스처 프리뷰가 보입니다 (아직 텍스처를 지정하지 않으면 검정/흰색 기본 체크무늬)

텍스처 지정

• Texture Sample 노드를 선택하면 좌측 하단 Details 패널에 Material Expression Texture Base 섹션이 나타납니다
• Texture 항목 옆의 드롭다운에서 T_Alpha를 선택합니다 (또는 Content Browser에서 T_Alpha를 끌어다 노드 위에 놓습니다)
• 노드 하단 프리뷰에 흑백 체커보드가 나타납니다

Base Color에 연결

• Texture Sample의 RGB 출력 핀을 Result Node의 Base Color 핀에 연결합니다
• 프리뷰 뷰포트의 구체에 체커보드 패턴이 입혀집니다

같은 머테리얼을 큐브와 스피어에 각각 적용하면 다르게 나타납니다.

• 큐브: 각 면에 체커보드가 깔끔하게 1:1로 매핑됩니다. 면마다 검정-흰색 사각형이 또렷하게 보입니다
• 스피어: 체커보드가 구체 표면을 따라 휘어집니다. 위아래 극점(pole) 부분에서 패턴이 찌그러지고, 적도 부분은 비교적 균일합니다

심화 개념 2 — TextureCoordinate와 타일링

타일링의 필요성

벽이나 바닥처럼 넓은 면에 작은 텍스처를 반복해서 깔아야 하는 상황이 있습니다. 텍스처 자체를 크게 만들면 메모리 낭비이므로, 작은 텍스처를 타일링(반복)하는 게 효율적입니다.

TextureCoordinate 노드

노드 그래프 빈 공간에서 마우스 우클릭(RMB)하면 검색 창이 나타납니다. texture coordinate를 입력하면:

• Coordinates 카테고리 아래에 PanTextureCoordinateChannelfrom-1ton+1, PanTextureCoordinateFrom-1toN+1, TextureCoordinate 등이 나열됩니다
• TextureCoordinate를 선택합니다

생성된 노드:

• 상단에 TexCoord[0]이라고 표시되고, 빨간색에서 검은색으로 그라데이션 바가 있습니다
• Coordinate Index [0] 필드와 출력 핀이 있습니다

타일링 노드 체인 구성

이제 Multiply 노드를 사이에 넣어서 타일링 횟수를 제어합니다.

1. TexCoord[0] 노드의 출력 → Multiply 노드의 A핀에 연결
2. Multiply 노드의 B값을 3.0으로 설정
3. Multiply 노드의 출력 → Texture Sample의 UVs 입력 핀에 연결

노드 그래프 모습: 좌측부터 TexCoord[0] → Multiply(,3) → Texture Sample 순서로 연결됩니다.

타일링 비교

Multiply B값을 바꿔가며 프리뷰 뷰포트에서 비교합니다.

이미지: 같은 바닥 텍스처를 1x, 3x, 8x로 반복했을 때의 차이

1교시에서는 Multiply를 Emissive 강도에 사용했습니다. 여기서는 같은 노드를 UV 타일링에 씁니다. 같은 노드인데 용도가 다른 것입니다.

심화 개념 2.5 — 텍스처로 속성 마스킹

Color, Metallic, Roughness 같은 속성에 값을 설정하면 오브젝트 전체가 바뀝니다. 그런데 하나의 3D 오브젝트에서 오른쪽은 금속, 왼쪽은 비금속으로 만들고 싶다면 어떻게 해야 할까요? 이럴 때 텍스처를 활용합니다.

핵심 개념 — 텍스처의 흑백값 = 0과 1

언리얼 엔진은 텍스처의 검정색을 0, 흰색을 1로 인식합니다. T_Alpha 체커보드를 보면 좌상단 검정(=0), 우상단 흰색(=1), 좌하단 흰색(=1), 우하단 검정(=0)입니다.

Metallic에 텍스처 적용

Texture Sample의 RGB 출력을 Result Node의 Metallic 핀에 직접 연결합니다. 동시에 Constant3Vector(보라색 계열, X=0.475, Y=0.169, Z=1.0)가 Base Color에 연결되어 있습니다.

프리뷰 뷰포트에서 확인하면 보라색 큐브의 표면이 4등분되어 있습니다. 텍스처에서 흰색 영역(=Metallic 1.0)은 배경이 반사되는 금속질 보라색으로 보이고, 검정 영역(=Metallic 0.0)은 반사 없는 무광 보라색으로 보입니다. 하나의 오브젝트 위에 금속과 비금속이 공존하는 것입니다.

같은 원리로 Roughness에도 텍스처를 넣을 수 있습니다. 한 오브젝트에서 부분마다 거칠기가 다른 표면을 만들 수 있습니다.

텍스처를 Multiply로 곱해서 적용하기

텍스처를 Metallic에 바로 연결하면 흰색=1.0, 검정=0.0으로 극단적인 결과만 나옵니다. 하지만 Multiply 노드를 사이에 넣으면 텍스처 값에 원하는 숫자를 곱해서 강도를 조절할 수 있습니다.

노드 연결

Texture Sample (RGB) ──→ Multiply (A핀)
                                        ──→ 출력 ──→ Result Node: Roughness
Constant [0.3]       ──→ Multiply (B핀)

예제 — Roughness 마스킹 강도 조절

Multiply의 B값을 0.0 → 0.5 → 1.0으로 바꿔가며 프리뷰 변화를 관찰합니다. B값이 커질수록 텍스처의 흑백 차이가 Roughness에 더 강하게 반영됩니다.

직접 해봅니다. Texture Sample을 하나 더 만들어서 T_Alpha를 지정하고 Metallic 핀에 연결합니다. Base Color에는 좋아하는 색을 연결해 둡니다. 프리뷰에서 한쪽은 반짝이고 한쪽은 무광으로 4등분되는 것을 확인합니다.

심화 개념 3 — 파라미터화와 머테리얼 인스턴스

파라미터화의 동기

지금까지는 값을 바꾸려면 머테리얼 에디터 열기 → 노드 값 수정 → Apply → Save → 뷰포트 확인의 과정이 매번 반복됩니다. 실시간 콘텐츠 제작 도구인데 이러면 작업 흐름이 너무 느립니다. 이제 값을 실시간으로 변경하는 방법을 배웁니다.

Convert to Parameter

타일링 Multiply의 B값을 파라미터화합니다.

작업 1 — Constant 노드 준비

1. 반복하는 횟수를 파라미터화하기 위해, 1+LMB 클릭으로 값 1개짜리 Constant 노드를 만듭니다
2. TexCoord → Multiply → Texture Sample 체인에서, Multiply의 B핀에 Constant 노드(Value: 1.0)를 연결합니다

노드 그래프 모습: TexCoord[0] → Multiply(A핀), 아래에서 Constant(1) Value [1.0] → Multiply(B핀), Multiply 출력 → Texture Sample(UVs)

작업 2 — Convert to Parameter

1. Constant 노드를 선택하고 마우스 우클릭(RMB)합니다
2. 컨텍스트 메뉴의 NODE ACTIONS 섹션에서 Convert to Parameter를 클릭합니다
3. 기존 Constant 노드가 초록색 테두리의 파라미터 노드로 바뀝니다 — 상단에 이름, 그 아래 Param (1) 타입, Default Value [1.0] 필드가 보입니다
4. 좌측 하단 Details 패널의 General 섹션에서 Parameter Name을 Tiling으로 입력합니다

색상도 파라미터화

색, 머테리얼 등 다양한 값을 파라미터화할 수 있습니다. Base Color에 연결된 Constant3Vector 노드도 같은 방법으로 파라미터화합니다.

1. Constant3Vector 선택 → RMB → Convert to Parameter
2. Parameter Name을 Color로 설정

노드가 주황색 테두리의 파라미터 노드로 바뀌고, 상단에 Color라고 표시됩니다. Param (0,0,0,1) 기본값과 함께 Default Value 옆에 색상 프리뷰 사각형이 있습니다.

Metallic, Roughness도 파라미터화

3교시 실습에서 금속, 플라스틱, 발광체를 만들려면 Metallic과 Roughness도 인스턴스에서 바꿀 수 있어야 합니다. 1교시에서 만든 Metallic, Roughness의 Constant 노드도 파라미터화합니다.

Metallic 파라미터화

1. Metallic 핀에 연결된 Constant 노드 선택 (없으면 1+LMB로 생성 후 연결)
2. RMB → Convert to Parameter
3. Parameter Name: Metallic
4. Default Value: 0.0

Roughness 파라미터화

1. Roughness 핀에 연결된 Constant 노드 선택 (없으면 1+LMB로 생성 후 연결)
2. RMB → Convert to Parameter
3. Parameter Name: Roughness
4. Default Value: 0.5

이제 파라미터가 4개입니다. Color, Tiling, Metallic, Roughness. 이것만으로도 3교시에서 다양한 재질을 만들 수 있습니다.

완성된 노드 그래프 (파라미터 4개)

[Param: Color]     (주황 테두리) ──→ Result Node: Base Color
[Param: Metallic]  (초록 테두리) ──→ Result Node: Metallic
[Param: Roughness] (초록 테두리) ──→ Result Node: Roughness
[Param: Tiling]    (초록 테두리) ──→ Multiply (B핀) ──→ Texture Sample (UVs)

흔한 문제 — 파라미터화

머테리얼 인스턴스 — 왜 필요한가?

동일한 금속 재질인데 강도만 다른 머테리얼이 여러 개 필요하다면, 머테리얼을 따로따로 만들 수도 있지만 최적화가 안 됩니다. 그래서 머테리얼 인스턴스를 만듭니다.

머테리얼 인스턴스(Material Instance)란 부모 머테리얼 기반으로 생성된 파생 머테리얼입니다. 원본 머테리얼의 구조와 셰이더 로직을 유지하면서 특정 속성을 동적으로 변경할 수 있습니다.

플레이 중에 머테리얼 속성이 변한다면 머테리얼 인스턴스를 사용해야 합니다.

머테리얼 인스턴스 생성

Content Browser에서 M_Sample을 우클릭합니다. 컨텍스트 메뉴 맨 위에 톱니바퀴 아이콘과 함께 Create Material Instance가 표시됩니다. 그 아래로 Edit, Rename, Batch Rename, Duplicate, Save, Delete 등이 나열됩니다.

Create Material Instance를 클릭하면 MI_Sample이 생성됩니다. 처음 만든 머테리얼을 마스터 머테리얼이라고 하며, 마스터 머테리얼이 있으면 인스턴스는 계속 만들 수 있습니다.

Content Browser에 두 에셋이 나란히 보입니다.

• M_Sample (좌측, 초록색 테두리): 하단에 Material 타입 표시. 어두운 구체 썸네일
• MI_Sample (우측, 보라색 테두리): 하단에 Material Instance 타입 표시. 별표(*) 마크가 있어 아직 저장되지 않은 상태

MI_Sample 더블클릭으로 열기

머테리얼 인스턴스 에디터가 열립니다. 머테리얼 에디터와 다른 모습입니다.

• 좌측: 프리뷰 뷰포트에 어두운 구체가 보입니다. 좌측 상단에 셰이더 정보(Base pass shader: 170 instructions 등)가 표시됩니다
• 우측: Details 탭과 Layer Parameters 탭
  • Parameter Groups 섹션 아래 Global Vector Parameter: Color 파라미터(체크박스, R/G/B/A 슬라이더), Save Sibling·Save Child 버튼
  • General 섹션: Phys Material(None), Parent(M_Sample)

직접 해봅니다. Content Browser에서 M_Sample 우클릭 → Create Material Instance를 실행하고, MI_Sample을 더블클릭해서 엽니다. Color 체크박스를 켜서 색을 바꿔보고, 잘 되면 Tiling 값도 바꿔서 체커보드 반복 횟수가 변하는지 확인합니다.

머테리얼 인스턴스 활용도

머테리얼 인스턴스는 속성은 동일하면서 세부적인 값들을 변경할 때 유용합니다. 인스턴스를 여러 개 만들어서 각각 다른 색을 적용할 수 있습니다.

• M_Sample (어두운 구체) — 마스터 머테리얼
• MI_Sample (분홍색 구체) — 인스턴스 1
• MI_Sample_02 (파란색 구체) — 인스턴스 2
• MI_Sample_03 (민트색 구체) — 인스턴스 3
• MI_Sample_04 (노란색 구체) — 인스턴스 4

전부 같은 마스터 머테리얼에서 나온 인스턴스입니다. 셰이더 로직은 한 번만 컴파일하고 색상값만 다른 것입니다. 100개를 만들어도 성능 부담이 거의 없습니다.

마스터 머테리얼을 수정하면 부모-자식 관계이기 때문에 모든 인스턴스에 영향이 갑니다. 인스턴스를 100개 만들어도 셰이더 컴파일은 부모 1번만 하고, 인스턴스는 파라미터 값만 다르게 저장하므로 성능 부담은 거의 없습니다.