UNREAL ENGINE 4 FOR DESIGN VISUALIZATION -더욱 극적인 장면 연출을 위한 애니메이션 렌더링 시스템 활용

★ 이 책에서 다루는 내용 ★

- UE4의 컴포넌트와 개발 환경 이해하기

- 원본 데이터에서 최종 애플리케이션에 이르는 UE4의 파이프라인 익히기

- 기존의 시각화 및 렌더링 기술과 UE4 간의 차이점을 살펴보고 적용하기

- UE4의 물리 기반 렌더링(PBR), 머티리얼, 라이팅, 포스트 프로세스 파이프라인을 활용해 현실감 있는 씬 제작하기

- 실시간으로 확인하며 작업이 가능한 머티리얼 에디터를 활용해 최종 제품 수준의 머티리얼 제작하기

- 프로젝트를 빠르게 설정하는 방법, 대규모 데이터 세트를 임포트하는 방법, 정확한 시각화 데이터를 활용해 월드 공간을 꾸미는 방법 살펴보기

- 건축 시각화 제품을 위한 밝고 따뜻한 느낌의 조명 효과 구현하기

- 시퀀서를 활용해 사전 렌더링 처리된 애니메이션 제작하기

- 블루프린트 비주얼 스크립팅을 활용해 단 한 줄의 코드도 작성하지 않고 복잡한 상호작용 기능 구현하기

- UE4의 한계를 극복하고 UE4의 이점을 활용해 목표 달성하기

★ 이 책의 대상 독자 ★

이 책은 언리얼 엔진 4의 혁신적인 실시간 애플리케이션, 렌더링, 애니메이션을 사용해 시각적으로 가장 인상적이고 상호작용 기능을 갖춘 제품을 제작하기를 원하는 시각화 전문가를 대상으로 한다. 또한 시각화 아티스트 및 프로그래머까지 갖춘 팀을 구성해 개발 속도를 높이고 원하는 제품을 얻기 위해 필요한 작업을 정확하게 알고 싶은 기술 담당자를 대상으로 한다.

이미 3D 렌더링의 동작 원리를 전문가 수준으로 이해하고 있어야 이해하기 쉽다. 머티리얼, 전역 조명(GI, Global Illumination), 폴리곤 모델링, UV 매핑 같은 개념에 익숙해야 한다. 이 책에서는 UE4 외부에서 특정 시각화 데이터(모델링 등)를 제작하는 작업 방식은 다루지 않는다. 이 책은 독자들이 이미 원시 데이터가 잘 정돈되고 최적화돼 렌더링 준비가 완료된 3D 포맷을 제작하는 데 능숙하며 굴절, 프레넬 감쇠(Fresnel falloff) 같은 광추적(raytraced) 렌더링 기법과 용어에도 익숙하다고 가정한다.

블루프린트(Blueprint)에 관심이 있는 경우에는 스크립팅이나 프로그래밍 또는 컴퓨터 로직에 대한 배경 지식을 쌓기를 권장한다. For 루프, If 구문, 변수, 불린(Boolean), 플로트(Float), 스트링(String) 등의 변수 유형 같은 개념이 블루프린트와 UE4에서 일반적으로 널리 사용된다. 이 책은 블루프린트의 프로그래밍 기법에 대한 개요를 제공하지만, 프로그래밍 강좌에 대한 내용은 아니다. 하지만 블루프린트는 매우 사용자 친화적이기 때문에 스크립팅에 대한 경험이 있는 사람, 특히 3D 애플리케이션에 대한 경험이 있는 사람이라면 쉽게 이해할 수 있다.

이보다 더 높은 수준의 스크립터나 프로그래머 또는 UI 개발자라면 블루프린트가 편하게 느껴질 것이다. 함수, 유형이 지정된 변수, 객체 상속 등은 객체 지향 프로그래밍(Object-Oriented Programming) 언어와 비슷하게 동작한다. 다른 프로그래밍 언어 및 개발 플랫폼과 마찬가지로 언리얼 역시 작업 처리 방식이 구체적이다. 따라서 엔진 내부에서 동작하는 내용을 이해하기 위해 첫 장을 잘 살펴보는 게 중요하다. 시각화 제품 제작은 제공된 데이터를 이해하기 위한 기술적 스킬, 사용 가능한 도구의 활용 능력, 예리한 예술적 감각과 디자인 감각의 조합을 필요로 한다.

★ 이 책의 구성 ★

이 책은 크게 세 부분으로 나뉜다. 1부에서는 UE4의 주요 기능, 시스템, 워크플로에 대한 기술 개요를 다룬다. 2부에서는 엔진에 내장된 샘플 콘텐츠를 활용해 간단한 UE4 인터랙션 애플리케이션을 제작하는 데모를 만든다. 이를 통해 UE4 에디터의 기본 사용법과 블루프린트 생성 방법을 처음부터 끝까지 배울 수 있다. 3부에서는 건축 시각화 프로젝트를 처음부터 끝까지 진행하는 내용을 다룬다. 3ds Max로 제작된 클라이언트 데이터에서 시작해 언리얼 라이트매스(Lightmass)를 사용해 조명을 추가하고, 머티리얼을 생성해 이를 적용하고 시퀀서를 활용해 카메라 애니메이션을 제작하고 이를 디스크에 저장하며, 마지막으로 전체적인 UI, 인터랙티브한 요소, 사실적인 렌더링 품질을 갖춘 대화형 시각화 애플리케이션을 제작한다.

1부에서는 런처와 엔진 설치, 프로젝트 생성, 레벨, 맵, 애셋 이해하기 등 개념과 기술적 관점에서 UE4를 살펴본다. 이 책은 물론이고 다른 곳에서 찾은 정보를 잘 이해하기 위해서는 중요한 용어와 기술을 학습해야 한다. 작업 수행 방식을 기술적인 관점에서 설명하려고 노력했기 때문에 독자는 자신의 시각화 제품에 이를 쉽게 적용할 수 있을 것이다. UE4를 처음 접하는 V-Ray나 Mental Ray 사용자로서 오프라인 렌더링과 실시간 렌더링 간의 차이를 마주할 것이다. 기본 개념과 엔진 내부에서 동작하는 방식에 대한 정확한 이해를 바탕으로 실제 예제를 제작할 수 있다. 이 과정은 상세한 강좌 스타일로 작성했다. 책에서 사용하는 모든 프로젝트 소스는 (MAX와 UE4 프로젝트 파일 모두) www.TomShannon3D.com/UnrealForViz에서 다운로드할 수 있다.

1부: 언리얼 엔진 4 개요

1장, '언리얼 엔진 4 시작하기'에서는 UE4에 대한 자세한 개요를 통해 시각화 제품에서 UE4의 어떤 기능을 활용할 수 있는지, 마주할 어려움과 해결 방법, 도움을 요청할 수 있는 곳 그리고 첫 번째 UE4 프로젝트를 계획하는 방법을 학습한다.

2장, 'UE4를 활용해 작업하기'에서는 뛰어난 대화형 애플리케이션을 제작 및 수정하는 데 필요한 UE4의 핵심 요소를 학습한다. UE4의 워크플로(workflow)는 시각화 전문가로서 이전에 사용했던 프로그램과는 상당히 다르다.

3장, '콘텐츠 파이프라인'에서는 콘텐츠를 UE4로 가져오는 작업을 배워본다. UE4의 사용 방법을 학습하는 초기에 가장 혼란스럽고 어려울 수 있는 부분이다. 다른 애플리케이션에서 제작한 2D와 3D 콘텐츠를 UE4에서 임포트하고 처리하는 방법과 기존 파이프라인에 이를 통합하는 방법을 학습한다.

4장, '라이팅과 렌더링'에서는 짧은 시간에 놀라운 결과를 만들어내는 혁신적인 물리 기반 렌더러(Physically Based Renderer)를 알아본다. 수년간의 노하우를 UE4의 물리 기반 렌더링(PBR) 라이팅 시스템에 적용하는 방법을 학습한다.

5장, '머티리얼'에서는 사실적인 결과를 만들어내기 위해 필수인 풍부하고 생동감 넘치는 머티리얼에 대해 다룬다. UE4의 머티리얼은 PBR 워크플로의 중요한 구성 요소이며 기존에 사용됐던 모든 머티리얼 시스템과 다르다. 머티리얼이 어떻게 구성되는지, PBR 작업을 위해 필요한 다양한 구성 요소, 머티리얼 인스턴스를 통해 UE4의 머티리얼이 상호작용할 수 있도록 만드는 방법을 학습한다.

6장, '블루프린트'에서는 스크립팅과 게임 프로그래밍의 혁명이라고 할 수 있는 블루프린트에 대해 알아본다. 이제 단 한 줄의 코드를 작성하지 않고도 풍부한 최신 기능을 갖춘 애플리케이션을 제작할 수 있다. 하지만 블루프린트는 여전히 프로그래밍 언어이기 때문에 프로그래밍에 대한 기초 내용을 학습해야 개발을 시작할 수 있다.

2부: 첫 번째 UE4 프로젝트

7장, '프로젝트 설정하기'에서는 프로젝트 목표를 설정한 다음 새 프로젝트를 생성하는 방법을 배우고 레벨(level) 제작을 위해 미리 제작된 시작용 콘텐츠(Starter Content)를 포함해 프로젝트의 기본 설정하는 방법을 학습한다.

8장, '월드 제작하기'에서는 시작용 콘텐츠 사용하기, 에디터 처음으로 사용하기, 액터(Actor)로 동작할 애셋(asset)을 월드에 배치해 보기, 액터 이동시키기, 액터 변경하기, 씬(scene)을 비추기 위한 조명 배치하기 등을 알아본다.

9장, '블루프린트를 활용해 상호작용 기능 만들기'에서는 블루프린트 클래스를 처음으로 만들어보고, 플레이어 컨트롤러(Player Controller), 폰(Pawn), 게임 모드(Game Mode)를 제작한다. 입력 매핑(Input Mappings)을 할당하고 플레이어(사용자)가 1인칭 관점에서 레벨을 이동할 수 있도록 사용자의 입력을 처리하는 프로그래밍을 진행한다.

10장, '패키징과 배포'에서는 동작하는 프로젝트가 완성되면, 독립형 애플리케이션으로 배포할 준비를 시작할 차례다. UE4에서는 이를 패키징(Packaging)이라 부르며 이를 통해 설치와 실행이 간편하며 최적화된 애플리케이션을 생성할 수 있다.

3부: 건축 시각화 프로젝트

11장, '프로젝트 설정'에서는 프로젝트 목표를 다시 정의한다. 대화형 애플리케이션과 시퀀서를 활용해 미리 렌더링된 애니메이션을 포함하는 고급 건축 시각화 제품을 위한 목표를 다시 설정한다.

12장, '데이터 파이프라인'에서는 FBX로 내보내기 전에 3D 데이터를 준비하고 구성하는 방법을 학습한다. 건축 메시와 소품 메시 간의 차이점을 배운다. 그런 다음, FBX 임포트(Import)와 익스포트(Export) 워크플로에 중점을 두고 UE4로 데이터를 가져오는 다양한 방법을 살펴본다.

13장, '씬에 애셋 배치하기'에서는 UE4로 데이터를 가져온 후 이를 UE4 레벨에 배치한다. 배치하는 데 필요한 다양한 전략을 배우고 이를 통해 씬의 원하는 곳에 건축 메시와 소품 메시를 모두 배치하는 데 사용할 수 있는 방법을 살펴본다.

14장, '건축 시각화 제품을 위한 조명'에서는 UE4의 라이트매스 전역 조명(Lightmass Global Illumination) 솔루션을 살펴본다. 이는 아주 훌륭한 제품이면서 기존 씬의 조명을 렌더링하던 방법과 가장 크게 차이가 나는 부분이다. 매우 짧은 시간에 렌더링되는 씬에 멋진 HDR(High-Dynamic Range)을 적용하는 방법을 학습한다.

15장, '건축 시각화 제품을 위한 머티리얼'에서는 1부에서 배운 머티리얼의 기본 지식을 바탕으로 마스터 머티리얼을 제작한다. 그다음 프로그래밍 파라미터, 유연하고 빠른 처리를 위해 기타 쉐이더 로직을 작성하고 아름다운 머티리얼 인스턴스 세트를 씬에 적용한다.

16장, '시퀀서를 활용한 시네마틱 만들기'에서는 사실적인 애니메이션을 아주 짧은 시간에 렌더링하는 기능으로 창조적인 가능성의 세계가 열렸다. 뎁스 오브 필드(Depth Of Field), 모션 블러(Motion Blur), 비네트(Vignette) 같은 효과를 포함해 사실적이며 물리적으로 정확한 결과를 구현하기 위해 씨네 카메라(Cine Camera)를 사용해 시퀀서 애니메이션을 생성하는 방법을 학습한다. 작업이 완료되면 4K 해상도와 초당 60 프레임의 속도로 90초짜리 동영상을 몇 분만에 디스크에 저장하는 방법을 확인할 수 있다.

17장, '상호작용을 위한 레벨 준비하기'에서는 콜리전(Collision)을 알아본다. 콜리전은 훌륭한 상호작용 경험을 위해 필수적이며 UE4 개발에서 가장 복잡하고 오해를 불러일으키기 쉬운 영역 중 하나다. 비디오 게임에는 상호작용하는 요소가 많이 필요하기 때문에 콜리전은 빠르게 동작하기 위한 방식으로 개발됐다. 하지만 이로 인해 설정이 어려워지는 경우도 발생한다. 벽을 통과하거나 바닥에 떨어지는 문제 없이, 걸어 다닐 수 있는 레벨을 쉽게 만드는 방법을 배운다.

18장, '중급 블루프린트: UMG 인터랙션'에서는 대화형 시각화 제품의 가장 큰 장점 중 하나인 문맥상에서, 그리고 실시간으로 옵션을 비교할 수 있는 기능을 알아본다. 스트리밍 레벨(streaming level)을 설정하는 방법과 블루프린트를 사용해 실행 중에 레벨을 전환하는 방법을 배운다. UMG를 활용해 제작된 간단한 사용자 인터페이스를 생성해 사용자에게 이 기능을 제공한다.

19장, '고급 블루프린트: 머티리얼 전환하기'에서는 진정한 도전을 기다리는 이들에게 적합한 내용을 담고 있다. 제품으로 준비가 완료된 머티리얼을 전환하는 기능을 가진 블루프린트 제작 방법을 확인할 수 있다. 플레이어에게 고급 기능을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 프로젝트에서 재사용이 가능한 완벽한 도구를 제작함으로써 레벨 디자이너(LD)가 에디터에서 설정하는 작업을 시각화하는 기능도 제공한다.

20장, '마무리하며'에서는 책에서 살펴본 내용은 UE4가 가진 기능 중의 극히 일부분에 불과하지만, 이를 통해 UE4에 대한 기반 지식을 제공하고 다음 단계로 나아가기 위해 필요한 영감을 남길 수 있기를 바라는 내용을 담았다. 결론적으로 UE4와 UE4를 사용하는 산업이 나아가는 방향과 이들이 시각화의 미래에 어떤 영향을 미칠지에 대해 논의한다. 

지은이 : 톰 섀넌

UE4 전문가이자 언리얼 엔진을 사용해 비디오 게임과 시각화 제품을 개발하는 데 10년 이상의 경력을 가진 테크니컬 아티스트다. 게임과 게임 기술 그리고 시각화가 현실 세계에서 중요하고 영향력을 갖고 있다는 사실에 열정을 갖고 있다. 건축가, 엔지니어, 디자이너를 거쳐 프로그래머, 애니메이터, 이펙트 아티스트에 이르기까지 다양한 경험을 갖추는 데 시간을 보내고 있다.

2018년 현재 아름다운 아내 세린(Serine)과 사랑스러운 아이들인 엠마(Emma), 덱스터(Dexter)와 함께 미국 콜로라도에 살고 있다. 웹사이트 주소는 www.TomShannon3D.com이다. 

옮긴이 : 장세윤

유니티 한국 지사에서 필드 엔지니어로 근무하면서 기술 지원, 유니티 엔진 기술 홍보, 기술 문서 번역 업무를 진행했다. 프리랜서가 된 이후 엔씨소프트, 넥슨, 네오플, 골프존 등의 다양한 회사와 게임 교육 학원에서 유니티 엔진 및 언리얼 엔진 교육을 진행했으며, 현재는 프리랜서 강사, 개발자, 기술 서적 번역가로 활동하고 있다.

1부. 언리얼 엔진 4 개요

1장. 언리얼 엔진 4 시작하기

__언리얼 엔진 4란 무엇인가?

__언리얼 엔진의 역사

__언리얼 엔진 4 소개

__시각화 제품 제작을 위한 UE4 주요 기능

__언리얼 엔진 4를 활용한 대화형 시각 콘텐츠 개발하기

__언리얼 엔진 4 개발 요구사항

__언리얼 엔진 4에서의 팀워크

__UE4 개발 비용

__UE4의 비용 절감

__리소스와 학습

__요약

2장. UE4를 활용해 작업하기

__언리얼 엔진4 컴포넌트

__프로젝트 폴더 구조

__.uasset 파일 이해하기

__언리얼 엔진 4 콘텐츠 파이프라인

__요약

3장. 콘텐츠 파이프라인

__콘텐츠 파이프라인 개요

__3D 씬 설정하기

__UE4에서 사용할 지오메트리 준비하기

__FBX 메시 파이프라인

__텍스처와 머티리얼 워크플로

__콘텐츠 라이브러리로 애셋 가져오기

__카메라 워크플로

__요약

4장. 라이팅과 렌더링

__언리얼 엔진의 물리 기반 렌더링(PBR) 이해하기

__UE4의 라이트

__라이트 모빌리티 이해하기

__실시간 반사 효과

__후처리

__요약

5장. 머티리얼

__머티리얼 개요

__UE4 머티리얼 에디터

__언리얼 머티리얼의 동작 원리

__표면 유형

__머티리얼 인스턴스

__간단한 머티리얼

__요약

6장. 블루프린트

__블루프린트 소개

__객체, 클래스, 액터

__플레이어

__플레이어 컨트롤러

__폰

__월드

__레벨

__컨포넌트

__변수와 변수 유형

__틱

__클래스 상속

__생성과 삭제

__블루프린트 통신

__스크립트 컴파일하기

__요약

2부. 첫 번째 UE4 프로젝트

7장. 프로젝트 설정하기

__프로젝트 범위

__런처에서 새 프로젝트 생성하기

__요약

8장. 월드 제작하기

__새 레벨 생성과 저장

__애셋 배치와 변경

__라이트 배치

__씬 살펴보기

__건축물 제작하기

__구조물에 디테일 더하기

__요약

9장. 블루프린트를 활용해 상호작용 기능 만들기

__프로젝트 설정하기

__플레이하기

__폰 생성하기

__입력 매핑

__플레이어 컨트롤러 클래스 생성하기

__블루프린트에 입력 추가하기

__시점 회전하기(Looking)

__플레이어 이동

__게임모드

__플레이어 스타트 액터 배치하기

__요약

10장. 패키징과 배포

__패키징 vs 에디터 빌드

__프로젝트 패키징

__패키징 옵션

__패키징 방법

__애플리케이션 실행하기

__패키징 오류

__프로젝트 배포하기

__인스톨러 사용하기

__요약

3부. 건축 시각화 프로젝트

11장. 프로젝트 설정

__프로젝트 범위와 요구사항

__프로젝트 설정하기

__프로젝트 세팅 적용하기

__요약

12장. 데이터 파이프라인

__씬 구성하기

__머티리얼

__건축물과 기구

__씬 내보내기

__씬 가져오기

__소품 메시

__요약

13장. 씬에 애셋 배치하기

__시각화 제품을 위한 씬 구성하기

__레벨 설정하기

__건축물 스태틱 메시 배치하기

__소품 메시 배치하기

__씬 정리하기

__요약

14장. 건축 시각화 제품을 위한 조명

__UE4의 조명 효과 최대한 활용하기

__라이트매스를 활용한 정적 라이팅

__디렉셔널 라이트와 스카이 라이트 조절하기

__라이팅 빌드하기

__건축 시각화 제품을 위한 라이트매스 설정

__라이트맵 UV 밀도 조절

__인테리어 조명 배치하기

__라이트 포털 배치하기

__Post-Process Volume

__요약

15장. 건축 시각화 제품을 위한 머티리얼

__마스터 머티리얼이란?

__마스터 머리티얼 생성하기

__머티리얼 인스턴스 생성하기

__고급 머티리얼

__요약

16장. 시퀀서를 활용한 시네마틱 만들기

__시퀀서 시작하기

__카메라 이동시키기

__샷 편집

__저장하기

__협업하기

__비디오로 렌더링하기

__요약

17장. 상호작용을 위한 레벨 준비하기

__레벨 설정하기

__플레이어 스타트 액터 추가하기

__콜리전 추가하기

__마우스 커서 활성화하기

__포스트 프로세스를 활용한 외곽선 효과 생성하기

__요약

18장. 중급 블루프린트: UMG 인터랙션

__데이터 세트 전환하기

__다른 레벨 만들기

__레벨 스트리밍

__플레이어 스타트 액터 정의하기

__레벨 블루프린트 설정하기

__프로그래밍을 통해 맵 전환하기

__테스트 시간

__언리얼 모션 그래픽

__레벨 블루프린트로 돌아가 작업하기

__요약

19장. 고급 블루프린트: 머티리얼 전환하기

__목표 설정하기

__액터 블루프린트 제작하기

__변수 생성하기

__컴포넌트 추가하기

__Change Material 함수 생성하기

__Construction Script 이해하기

__이벤트 그래프 이해하기

__레벨 채우기

__애플리케이션 플레이

__요약

20장. 책을 마무리하며

__지속적으로 변화하는 UE4

__시각화의 미래

__다음 단계

__가상 현실

__영화 제작

__콘텐츠 제작

__마무리하며