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Availability:Docs
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Title:파티클 모듈 테크니컬 가이드
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Crumbs:%ROOT%, Programming, Programming/Rendering
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Description:새로운 파티클 모듈을 추가하여 파티클 시스템 작동방식을 임의로 수정하는 법에 대한 프로그래머 안내서입니다.
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Version: 4.9
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tags:Rendering
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[TOC (start:2 end:3)]
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UE4의 파티클 시스템은 몇 개의 파티클 이미터로 구성되며, 각 이미터는 파티클이 어떻게 행동하는지 영향을 주는 모듈을 포함합니다. 커스텀 모듈 및 이미터 타입으로 시스템을 확장하는 것은 매우 단순하며 이 문서는 그렇게 하는 방법의 몇 예를 줄 것입니다.
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## ParticleModule 베이스 클래스
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모든 파티클 모듈은 같은 베이스 클래스 `ParticleModule` 에서 파생됩니다. (UE4/Engine/Source/Runtime/Engine/Classes/Particles/Modules/ParticleModule.h 에 정의되어 있습니다).
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### 멤버 변수
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`ParticleModule` 클래스에는 다음과 같은 멤버 변수가 들어있습니다:
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| 변수 | 개요 |
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| ---- | ---- |
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| `bSpawnModule` | 파티클을 스폰해야 하는 모듈이 이 파이프를 통과해야 (즉 `Spawn()`/`SpawnEditor()` 함수가 뭔가 해야) 함을 나타내는 부울입니다. 기본값은 _False_ 입니다. |
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| `bUpdateModule` | 파티클을 업데이트해야 하는 모듈이 이 파이프를 통과해야 (즉 `Update()`/`UpdateEditor()` 함수가 뭔가 해야) 함을 나타내는 부울입니다. 기본값은 _False_ 입니다.|
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| `bCurvesAsColor` | 모듈의 분포 (커브) 프로퍼티에 컬러 데이터가 들어 있는지를 나타내는 부울입니다. _True_ 면 커브 에디터에 그려지는 커브는 `ModuleEditorColor` 에 할당된 것이 아닌 현재 색으로 표시됩니다. 기본값은 _False_ 입니다. |
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| `b3DDrawMode` | 모듈이 자신의 3D 시각화 헬퍼를 렌더링해야 할지를 나타내는 부울입니다. 기본값은 _False_ 입니다. |
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| `bSupported3DDrawMode` | 모듈이 3D 시각화 헬퍼를 지원(, 즉 `Render3DPreview()` 함수가 어떤 작업을 )함을 나타내는 부울입니다. 기본값은 _False_ 입니다. |
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| `bEnabled` | 모듈이 켜졌는지 아닌지를 나타내는 부울입니다. 기본값은 _True_ 입니다. |
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| `bEditable` | 디자이너가 켠 모듈인지를 나타내는 부울입니다. LOD 레벨에서 하위 LOD 레벨이 수정되었는지 결정하는 데 사용됩니다. 기본값은 _True_ 입니다. |
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| `ModuleEditorColor` | 모듈에 관련된 색입니다. 커브 에디터에 그려지는 모듈의 커브는 이 색으로 표시됩니다. [REGION:note]`bCurvesAsColor` 가 켜져 있으면 커브가 실제 나타내는 색으로 그려집니다.[/REGION] |
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`ModuleType` Enum 역시 이 클래스에 정의되며, 어떤 유형의 이미터가 이 모듈을 사용할 수 있는지를 나타냅니다. 사용할 수 있는 유형에 대한 설명은 다음 표와 같습니다:
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| 유형 (EPMT) | 설명 |
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| ------------ | ----------- |
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| _General_ | 모든 이미터 유형에서 사용할 수 있는 범용 모듈입니다. |
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| _TypeData_ | TypeData 모듈로, 인스턴싱되는 이미터 클래스를 나타냅니다. |
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| _Beam_ | Beam (빔) 이미터에서만 사용되는 모듈입니다. |
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| _Trail_ | Trail (자취) 이미터에서만 사용되는 모듈입니다. |
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### 멤버 함수
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`ParticleModule` 클래스에는 자신의 모듈을 작성할 때 유의미한 지점인 가상 멤버 함수 여럿이 들어 있으며, (다른 멤버 함수도 여럿 있지만, 커스텀 모듈에는 무관하므로 다루지 않습니다.) 다음과 같습니다:
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| 함수 | 개요 |
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| ---- | ---- |
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| `void Spawn(FParticleEmitterInstance* Owner, int32 Offset, float SpawnTime)` | 이미터에서 새롭게 스폰된 파티클에서 호출됩니다. 각 파티클이 생성되면서 모듈이 그 초기값을 설정/수정할 수 있는 곳입니다. |
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| `void Update(FParticleEmitterInstance* Owner, int32 Offset, float DeltaTime)` | 이미터에 의해 업데이트중인 파티클에서 호출됩니다. 업데이트중인 파티클의 색이나 속도를 변경한다든가 하는 작업을 모듈이 할 수 있는 곳입니다. |
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| `uint32 RequiredBytes(FParticleEmitterInstance* Owner = NULL)` | 파티클 페이로드(비용) 블록에서 모듈이 요하는 바이트 수를 반환합니다. 이를 통해 모듈이 파티클별로 요하는 일정한 데이터를 저장할 수 있습니다. |
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| `uint32 RequiredBytesPerInstance(FParticleEmitterInstance* Owner = NULL)` | 이미터의 _인스턴스별_ 데이터 블록에서 모듈이 요하는 바이트 수를 반환합니다. 이를 통해 모듈이 이미터 인스턴스별로 요하는 일정한 데이터를 저장할 수 있습니다. |
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| `virtual void CompileModule( struct FParticleEmitterBuildInfo& EmitterInfo )` | GPU 파티클 이미터와 함께 사용될 수 있는 모듈에 대해서는 반드시 `CompileModule()` 을 구현해야 합니다. 모듈의 이펙트를 시뮬레이션에 적용하기 위해서는 모듈이 emitter info 구조체를 수정해야 합니다.
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## 커스텀 모듈 만들기
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커스텀 모듈을 만드는 것은 단지 위에 언급한 함수를 덮어써서 원하는 효과를 구현하면 되는 일입니다. 여기서는 그 예로, 분포로 생성되는 인수로 스케일이 조절되는 속도에다 기본 색을 곱해서 파티클의 색을 설정하는 모듈을 구현해 보도록 하겠습니다.
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모듈의 베이스 클래스에서는 캐스케이드 우클릭 모듈 메뉴 아래 가게 될 _heading_ 이 정의됩니다. 그래서 우리 예제에서는 모듈이 **Color** 서브메뉴에 오도록 `ParticleModuleColorBase` 클래스에서 파생하겠습니다.
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### 모듈 선언
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UCLASS(editinlinenew,collapsecategories,hidecategories=Object)
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public class UParticleModuleColorByVelocity : public UParticleModuleColorBase
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{
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/**
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* 컬러에 설정하기 전, 각각에 해당하는 속도 요소에
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* 적용할 스케일 값입니다. 이 값은 다음을 사용해서 구합니다:
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* Particle.RelativeTime.
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*
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* 예를 들어 ScaleVelocity 가 (0.25,0.5,1.0) 이고, 속도가
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* (2.0,2.0,0.0) 라면, 파티클 컬러는 (0.5,1.0,0.0) 로 설정됩니다;
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*/
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var(Color) rawdistributionvector ScaleVelocity;
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cpptext
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{
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virtual void Spawn(FParticleEmitterInstance* Owner, int32 Offset, float SpawnTime);
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virtual void Update(FParticleEmitterInstance* Owner, int32 Offset, float DeltaTime);
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}
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}
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참고할 점:
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1. 이 모듈은 파티클 스폰과 업데이트 단계 모두에서 작동되도록 (`bSpawnModule`, `bUpdateModule` 둘 다 _True_ 로 설정)되어 있습니다.
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1. 우리 모듈에서는 파티클별 또는 인스턴스별 데이터를 요하지 않으니, `RequiredBytes*()` 함수를 덮어쓰지 않습니다.
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[REGION:warning]
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이 예제에서는 이미터 모듈 스택에 **ColorByVelocity** 모듈 앞에 **InitialColor** 모듈이 와야 합니다.
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파티클 컬러가 조작중임을 표시하기 위해서는 파티클 이미터가 **VertexColor** 표현식을 활용하는 머티리얼을 사용해야 하기도 합니다.
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[/REGION]
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#### 모듈 구현
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생성자는 `ScaleVelocity` (속도 스케일)에 할당할 `DistributionVectorConstant` (벡터 상수 분포)를 생성하여 엔진더러 파티클 스폰도 업데이트도 처리해야 한다고 일러줍니다.
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UParticleModuleColorByVelocity::UParticleModuleColorByVelocity(const FObjectInitializer& ObjectInitializer)
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: Super(ObjectInitializer)
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{
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bSpawnModule = true;
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bUpdateModule = true;
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UDistributionVectorConstant* DistributionScaleVelocity = ConstructorHelpers::CreateDefaultSubobject<UDistributionVectorConstant>(this, TEXT("DistributionScaleVelocity"));
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DistributionScaleVelocity->Constant = FVector(1.0f, 1.0f, 1.0f);
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ScaleVelocity.Distribution = DistributionScaleVelocity;
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}
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`Spawn()` 함수에서 코드는 파티클에 있는 초기 이펙트를 구성하게 됩니다. 모든 모듈에 `Spawn()` 호출이 필요한 것은 아니지만, 얘는 필요합니다.
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void UParticleModuleColorByVelocity::Spawn(FParticleEmitterInstance* Owner, int32 Offset, float SpawnTime)
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{
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SPAWN_INIT;
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{
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FVector ColorScale = ScaleVelocity.GetValue(Particle.RelativeTime, Owner->Component);
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Particle.Color = FLinearColor(
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Particle.BaseColor.R * Particle.Velocity.X * ColorScale.X,
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|
Particle.BaseColor.G * Particle.Velocity.Y * ColorScale.Y,
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|
Particle.BaseColor.B * Particle.Velocity.Z * ColorScale.Z);
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}
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}
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`Spawn()` 함수는 `Particle.RelativeTime` 를 사용하여 분포에서 `ScaleVelocity` 값을 구합니다. 속도에다 이 값을 곱해 스케일이 적용된 속도 값을 구합니다. 그런 다음 `BaseColor` 에 스케일 속도 계산 결과값을 곱해서 `Particle.Color` 에 설정합니다.
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`SPAWN_INIT` 은 스폰중인 파티클로의 레퍼런스는 물론, 파티클 페이로드(비용)를 추적해 들어갈 때의 오프셋 등과 같이 파티클 데이터 접근시 흔히 사용되는 값도 구성해 주는 매크로입니다. 전체 내용은 `//depot/UE4/Engine/Source/Runtime/Engine/Public/ParticleHelper.h` 를 참고해 주시기 바랍니다.
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[REGION:note]
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이 모듈은 `Particle.Color` 를 직접 설정한다는 점에서 파괴형(destructive) 모듈입니다. 이 모듈 앞에 와서 `Particle.Color` 만 변경하는 것은 상관이 없을 것이나, **InitialColor** 모듈처럼 `BaseColor` 역시도 변경하는 것이라면 영향을 끼칠 것입니다.
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[/REGION]
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특히 이 모듈의 `Update()` 함수는 `Spawn()` 과 다소 동일하다 하겠습니다. 차이점이라면 각각의 활성 파티클이 한 번의 루프에 업데이트된다는 점입니다.
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void UParticleModuleColorByVelocity::Update(FParticleEmitterInstance* Owner, int32 Offset, float DeltaTime)
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{
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BEGIN_UPDATE_LOOP;
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|
{
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FVector ColorScale = ScaleVelocity.GetValue(Particle.RelativeTime, Owner->Component);
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|
Particle.Color = FLinearColor(
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|
Particle.BaseColor.R * Particle.Velocity.X * ColorScale.X,
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|
Particle.BaseColor.G * Particle.Velocity.Y * ColorScale.Y,
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|
Particle.BaseColor.B * Particle.Velocity.Z * ColorScale.Z);
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|
}
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END_UPDATE_LOOP;
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|
}
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`BEGIN_UPDATE_LOOP`/`END_UPDATE_LOOP` 는 모든 활성 파티클을 대상으로 루프 코드 블록을 구성한 다음 각 파티클에서 그 사이에 포함된 코드를 실행시키는 매크로입니다. 전체 내용은 `UnParticleHelper.h` 를 참고해 주세요.
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다음은 작동중인 **ColorByVelocity** 모듈 스크린 샷입니다. 파티클의 **InitialVelocity** (초기 속도)가 **[(0,0,0),(200,200,0)]** 범위에서 임의로 설정됩니다. 각 파티클의 **InitialColor** (초기 색)은 하양으로 설정됩니다. **ColorByVelocity** 의 **VelocityScale** 은 **(0.005, 0.005, 0)** 상수로 설정됩니다. 그 결과 각 파티클의 컬러는 다음과 같이 설정됩니다:
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Velocity * VelocityScale
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