Xerlocked
AboutArchives

Slice SkeletalMesh 플러그인 제작 과정 2

본 내용은 크래프톤 정글 게임 테크랩 과정에서 만들었던, Slice SkeletalMesh(이하 SliceMesh)의 제작 과정을 담고 있습니다.

결과물은 Fab 이곳에서 확인할 수 있습니다.

들어가며

지난 1부에서는 SliceMesh가 병렬처리, 비동기 메시 생성, CPU 스키닝을 통해 어떻게 효율적으로 스켈레탈 메시를 절단하는지에 대한 핵심 구조를 살펴보았습니다.

본 글에서는 절단 이후의 데이터 무결성을 어떻게 유지하고 기능을 확장하는지에 대해 초점을 맞추어, 절단면 폴리곤 생성 및 UV 좌표 계산, 절단된 메시의 SkinWeight 데이터 동기화, 그리고 절단면 소켓(Socket) 생성 및 동적 업데이트라는 세 가지 핵심 기술을 설명하고자 합니다.

1. 절단면 폴리곤 생성 및 UV좌표 계산

절단 후 메시의 안쪽은 텅 빈 공간입니다. 이 텅 빈 단면을 채우기 위해 절단 과정에서 생성된 새로운 경계선(Clip Edges)들을 활용하여 캡(Cap)을 생성합니다.

이미지
새롭게 생성된 붉은 캡(Cap)

이 과정은 SliceSkinnedProceduralMesh함수 내부에서 체계적으로 이루어집니다. 이 함수는 기존 언리얼 엔진의 SliceProceduralMesh함수를 가져와 몇 가지 코드를 추가하였는데요.

먼저, ProjectEdges 함수를 통해 3D 공간의 경계선들을 2D 절단 평면으로 투영하여 2D 엣지 집합을 만듭니다.

그 후, Build2DPolysFromEdges 함수가 이 엣지들을 순회하며 서로 연결된 닫힌 폴리곤들을 찾아냅니다. 이때 닫힌 폴리곤 상태가 아닐 경우 Cap 생성은 실패하게 됩니다.

이미지
끊어진 부분 없이 정점이 이어진 모양(closed)

폴리곤이 완성되면, GeneratePlanarTilingPolyUVs 함수를 호출하여 생성된 폴리곤 표면에 타일링될 UV좌표를 자동으로 계산하게 됩니다.

마지막으로, Transform2DPolygonTo3D 와 TriangulatePoly 함수가 2D 폴리곤을 다시 3D 공간으로 변환하고, 이를 삼각형들로 분할하여 실제 렌더링 가능한 메시 섹션으로 만듭니다.

이 과정까지가 기존의 언리얼 엔진 코드에서 프로시저럴 메시를 만들기 위한 부분이었습니다.

2. 절단된 메시의 SkinWeight 데이터 동기화

절단면 캡을 포함한 프로시저럴 메시는 기본적으로 StaticMesh 입니다. 그렇게 때문에 절단 이후에 캐릭터를 따라 움직이기 위해선 버텍스들이 SkinWeight 값을 가져야 합니다. 이를 SynchronizeSectionRenderData 에서 복잡한 데이터 동기화 작업을 수행합니다.

이 함수는 절단 과정에서 생성된 FVertexMappingInfo 라는 사용자 정의 구조체 데이터를 활용합니다. 이 데이터는 새로 생성된 버텍스가 원본 메시의 어떤 버텍스들로부터 파생되었는지에 대한 정보를 담고 있습니다.

  • 원본 버텍스가 그대로 유지된 경우: 해당 버텍스의 스킨 웨이트 정보를 그대로 복사합니다.
  • 두 버텍스 사이의 경계선에서 새로 생성된 경우: 두 원본 버텍스 중 절단면에 더 큰 영향을 주는, 즉 가중치가 높은 버텍스의 스킨 웨이트 값을 복사합니다.
  • 절단면 캡에 속한 버텍스의 경우: 위에서 처리된 버텍스 중 자신과 가장 가까운 위치에 있는 버텍스를 찾아 해당 버텍스의 스킨 웨이트 정보를 복사합니다.
APSkinnedDynamicMeshHelpers.cpp
void UAPSkinnedDynamicMeshHelpers::SynchronizeSectionRenderData(...)
{
    // ... 몸통 부분의 스킨 웨이트 동기화 ...
    for (int32 Index = StartIndex; Index < MappingData.Num(); Index++)
    {
        // ...
        if (SourceIndices.Num() == 1) // 원본 버텍스 유지
        {
            NewSkinWeight = SourceRenderData.SkinWeights[SourceIndices[0]];
        }
        else // 보간된 버텍스
        {
            // 가중치에 따라 하나의 원본 버텍스를 선택하여 스킨 웨이트 상속
            if (Weight0 >= Weight1) NewSkinWeight = SourceRenderData.SkinWeights[SrcIndex0];
            else NewSkinWeight = SourceRenderData.SkinWeights[SrcIndex1];
        }
        // ...
    }

    // ... 캡 부분의 스킨 웨이트 동기화 ...
    for (const FProcMeshVertex& CapVertex : CapMeshSection->ProcVertexBuffer)
    {
        // ... 가장 가까운 몸통 버텍스를 찾아 스킨 웨이트 복사 ...
    }
}

이런 근사(Approximation)한 데이터 동기화 매커니즘을 통해, 절단된 이후에도 자연스럽게 모든 표면이 원본 애니메이션과 완벽하게 통합되어 움직이게 됩니다.

3. 절단면 소켓(Socket) 생성 및 동적 업데이트

이 부분은 저의 담당이 아니었지만, 팀원 코드 공유에서 들었던 내용을 바탕으로 제가 정리했습니다.

기존 언리얼의 SliceProceduralMesh 는 이펙트 관련 함수를 제공하지 않았습니다. 저희 Slice SkeletalMesh는 절단면에 동적으로 소켓을 생성하여 파티클 이펙트나 다른 컴포넌트를 부착할 수 있는 기능을 제공합니다. CreateAndAttachCapSockets 함수는 각 캡 폴리곤의 무게 중심(Centroid)을 계산하여 그 위치에 USceneComponent 소켓을 생성하고 부착합니다.

생성된 소켓은 UpdateCapSocket 함수를 통해 매 프레임 업데이트가 되고, CPU 스키닝에 의해 캡 폴리곤의 형태가 변형되어도, 소켓의 위치 역시 새로운 무게 중심점으로 계속 갱신됩니다.

APSkinnedProceduralMeshComponent.cpp
void UAPSkinnedProceduralMeshComponent::CreateAndAttachCapSockets(...)
{
    for (const FCapPolygonVertexMapping& Mapping : PolygonMappings)
    {
        // 폴리곤의 무게 중심 계산
        FVector Centroid = FVector::ZeroVector;
        // ...
        Centroid /= Mapping.NumVertices;

        // 소켓 생성 및 부착
        USceneComponent* OutSocket = NewObject<USceneComponent>(this, SocketName);
        // ...
        OutSocket->SetRelativeLocation(Centroid);
        CapSocketMap.Add(Mapping, OutSocket);
    }
}

void UAPSkinnedProceduralMeshComponent::UpdateCapSocket()
{
    // ... 매 프레임 변형된 폴리곤의 새로운 무게 중심을 계산하여 소켓 위치 업데이트 ...
}

이 기능을 통해 절단 부위에서 피가 뿜어져 나오는 효과나 잘린 단면에 전기 스파크가 튀는 등의 시각 효과를 구현하는데 유용해졌습니다.

이미지
피가 뿜어져 나오는 효과를 적용

마무리

SliceMesh는 단순히 메시를 자르는 것을 넘어, 절단 이후의 데이터 재구성과 기능확장에 대한 솔루션을 생각했습니다. SkinWeight 동기화, 동적 소켓 생성등 하나의 완성도 높은 런타임 메시 조작 시스템을 제공하고 있습니다.