디테일 수준(LOD)

디테일 수준(LOD)이란 무엇인가요?

레벨 오브 디테일(LOD)은 모델이 화면에서 차지하는 영역이 작아짐에 따라 더 단순한 버전으로 교체하는 3D 렌더링 기술로, 기하학적 복잡성, 그리고 에셋이 어떻게 제작되었는지에 따라 재질이나 드로우 콜을 줄이면서도 시각적 차이를 알아차리기 어렵게 만듭니다.

게임, VR 경험, 기타 실시간 3D 애플리케이션은 수천 개의 객체가 있는 장면에서 일정한 프레임 속도를 유지하기 위해 LOD를 사용합니다.

세부 수준이 어떻게 작동하나요?

레벨 오브 디테일은 동일한 객체의 여러 버전을 준비하는데, 각 버전은 이전 버전보다 디테일이 적으며, 객체가 화면에 얼마나 크게 보이는지에 따라 적절한 버전을 선택합니다. Unity 및 대부분의 다른 엔진은 LOD0, LOD1, LOD2 등으로 버전을 지정하며, LOD0이 가장 상세합니다.

삼각형 수는 일반적으로 LOD 레벨이 높아질수록 감소합니다.

레벨 간 전환 시 눈에 띄는 팝이 발생할 수 있습니다. 크로스페이딩은 나가는 레벨과 들어오는 레벨을 짧은 시간 동안 혼합하여 변화를 덜 눈에 띄게 만듭니다.

세부 수준의 유형은 무엇입니까?

세부 수준은 여러 형태로 나타나며, 많은 프로젝트들이 이러한 기법들을 결합합니다.

• 이산 LOD: 엔진은 다양한 수준의 디테일을 가진 미리 제작된 고정된 메시들 사이를 전환합니다. 이것은 게임에서 흔한 접근 방식입니다.
• 연속 LOD: 메시는 고정된 LOD 레벨에서 전환하는 대신, 화면 공간 크기가 변함에 따라 점진적으로 단순화되거나 세분화됩니다.
• 계층적 LOD (HLOD): 먼 거리에 있는 객체 그룹을 단순화된 표현으로 결합하여 드로우 콜과 기하학적 복잡성을 줄입니다.
• Texture LOD (mipmapping): GPU는 표면이 더 멀리 있거나 스크린 공간 덜 차지할 때 텍스처의 점차적으로 더 작은 사전 필터링된 버전을 샘플링합니다.
• 빌보드와 사칭범: 멀리 있는 3D 모델은 종종 카메라를 향하는 평면 이미지와 같은 단순화된 표현으로 대체됩니다.

세부 수준 및 Unity

Unity는 Mesh LOD 및 LOD Group 컴포넌트를 포함하여 레벨 오브 디테일(LOD)을 구현하는 여러 가지 방법을 제공합니다. 메시 LOD 에셋 가져오기 중에 LOD를 생성할 수 있으며, 최소한의 추가 메모리로 지오메트리와 GPU 버텍스 처리를 줄이도록 설계되었습니다. LOD 그룹을 사용하면 별도의 LOD 레벨을 구성하고 화면 크기에 따라 전환할 수 있습니다.

LOD와 컬링의 차이점은 무엇인가요?

레벨 오브 디테일과 컬링 모두 렌더링 작업을 줄이지만, 객체에 작용하는 방식이 다릅니다.

대부분의 실시간 프로젝트는 이 세 가지를 모두 사용할 수 있습니다. 컬링은 렌더링할 필요가 없는 객체를 제거하는 반면, LOD 보이는 객체를 단순화합니다.

레벨 오브 디테일(level of detail)을 사용하는 이점은 무엇인가요?

• 더 높은 프레임 속도: 원거리 물체에 대해 삼각형을 적게 렌더링하면 GPU 부하가 줄어들어 프로젝트가 목표 프레임 속도를 유지하는 데 도움이 될 수 있습니다.
• 더 크고 밀집된 장면들: 오픈 월드, 숲, 도시 장면은 한 번에 훨씬 더 많은 객체를 보여줄 수 있습니다.
• 확장 가능한 성능: LOD 모바일 장치 및 독립형 VR 헤드셋을 포함하여 다양한 성능 기능을 가진 플랫폼 전반에 걸쳐 동일한 콘텐츠를 확장하는 데 도움이 될 수 있습니다.

레벨 오브 디테일(level of detail)을 사용하는 것의 어려움은 무엇인가요?

• 보이는 팝핑: 레벨 간의 갑작스러운 전환은 전환이 크로스페이드되거나 임계값이 조정되지 않으면 눈에 띌 수 있습니다.
• 추가 메모리 및 저장 공간: 추가 LOD 메시 하나당 메시 데이터 추가되어 메모리 사용량과 잠재적인 빌드 크기가 증가할 수 있습니다.
• 작성 시간: 수작업 레벨은 아티스트의 시간이 필요하며, 자동으로 생성된 레벨도 시각적 결함 확인해야 합니다.

자주 묻는 질문(FAQ)

모델은 몇 개의 LOD 레벨을 가져야 합니까?

모든 모델에 고정된 LOD 레벨 수는 없습니다. 적절한 숫자는 객체의 화면 크기, 시청 거리, 시각적 복잡성, 플랫폼 및 성능 목표에 따라 달라집니다. 추가적인 레벨은 세부 사항에서 더 점진적인 변화를 제공할 수 있지만, 추가적인 작성 또는 처리가 필요합니다. Unity의 mobile art optimization tips는 LOD 레벨 간에 삼각형 수를 약 절반으로 줄일 것을 제안합니다.

디테일 수준이 메시뿐만 아니라 텍스처에도 적용되나요?

네, 그렇습니다. 밉매핑은 GPU가 표면이 더 멀리 있거나 스크린 공간 덜 차지할 때 텍스처의 더 작고 미리 필터링된 복사본을 샘플링하는 텍스처 레벨 오브 디테일 기술입니다. 이는 텍스처 메모리 대역폭과 깜박임과 같은 시각적 결함 줄일 수 있습니다. 메시 LOD LOD가 어떻게 작성되었는지에 따라 더 낮은 레벨에서 다른 재질이나 셰이더를 사용할 수도 있습니다.