지난 5월, 2D Grid 배열을 활용하여 방+복도 데이터를 메모리에 올렸다. 하지만 지금까지 뷰포트에 띄운 DrawDebugSolidBox는 실제 게임에서 사용할 수 없는 에디터 전용 시각화 도구다.
이번에는 이 n만 개의 데이터 배열을 바탕으로 실제 3D Static Mesh를 월드에 배치하되, Draw Call 문제를 방지하기 위해 HISM 컴포넌트와 은면 제거 알고리즘을 도입하여 렌더링을 최적화해 보았다.
1. Actor 스폰의 Draw Call 병목
100m x 100m 크기의 맵은 1m 단위 타일(여기서는 기본 제공되는 Cube) 10,000개로 이루어진다. 만약 이 타일마다 일반적인 AStaticMeshActor를 1만 개 스폰한다면 어떻게 될까?
CPU는 GPU에게 “1번 큐브 그려라”, “2번 큐브 그려라” 하며 1만 번의 렌더링 명령(Draw Call)을 내리게 되고, 이는 CPU 병목 현상으로 이어지며 컴퓨터의 성능과 맵 크기에 따라 엔진이 튕길 수 있다.
2. HISM을 활용한 하드웨어 인스턴싱
언리얼에는 HISM(Hierarchical Instanced Static Mesh) 컴포넌트로 위 문제를 해결 가능하다. HISM은 지금처럼 동일한 메쉬 1만개를 그릴 때, 메쉬 원본 데이터 1개 + 1만개의 좌표 (Trnasform 배열)만 GPU로 넘겨 Draw Call 을 1회만 발생시키는 최적화 기법이다.
ISM과 달리 계층적(Hierarchical) 구조를 가져, 시야 밖의 인스턴스를 통째로 Frustum Culling하거나 거리별 LOD 적용이 가능하다는 장점이 있어 거대 맵 생성에 유용하다.
3. 에디터 타임 메모리 관리 (ClearInstances)
PCG 툴은 에디터의 디테일 패널에서 Seed 값을 변경(OnConstruction)할 때마다 맵을 실시간으로 다시 생성한다. 이때 기존 메쉬 데이터를 지우지 않고 인스턴스를 계속 추가하면 에디터의 메모리가 쌓인다.
이를 방지하기 위해 렌더링 루프 시작 전, 이전 맵의 찌꺼기 데이터를 확실하게 비워주는 생명주기(Lifecycle) 관리를 적용했다.
// 에디터 블루프린트에서 설정한 메쉬 할당 및 기존 인스턴스 초기화
RoomFloorHISM->SetStaticMesh(RoomFloorMesh);
RoomFloorHISM->ClearInstances();
// 복도 및 벽 HISM도 동일하게 ClearInstances() 호출...4. 인접 타일 검사를 통한 은면 제거 (Culling)
1만 개의 타일 중, 플레이어가 걸어 다니는 방과 복도를 제외한 7~8천 개의 잉여 타일은 그냥 두툼한 벽으로 남는다. 이 벽 타일마다 모두 메쉬를 생성하면 보이지 않는 맵 외곽과 땅속까지 모두 렌더링되는 낭비가 발생한다.
bool bShouldRenderWall = false;
// 4방향 탐색
for (int i = 0; i < 4; ++i)
{
int32 nx = X + Dx[i];
int32 ny = Y + Dy[i];
if (IsValidGridPosition(nx, ny))
{
int32 nIndex = Get1DIndex(nx, ny);
// 내 주변에 방이나 복도(바닥)가 있는가?
if (GridMap[nIndex] != ETileType::Wall)
{
bShouldRenderWall = true; // 노출된 벽이므로 렌더링 승인
break;
}
}
}
// 렌더링 승인이 떨어진 벽만 Z축으로 올려서 HISM에 추가
if (bShouldRenderWall)
{
FTransform WallTransform(FRotator::ZeroRotator, Position + FVector(0, 0, TileSize), FVector(1.0f));
WallHISM->AddInstance(WallTransform);
}플레이어에게 노출되는 벽만 렌더링 하도록 4방향을 검사해 렌더링을 승인해주는 은면 제거 (Hidden Surface Removal) 로직을 추가했다.
5. 결과 시각화 및 다음 목표
위 이미지는 1M Cube 메쉬가 HISM으로 생성된 결과이다. 언리얼 콘솔로
stat rhi확인 결과, 1만 개의 공간을 렌더링할때 DrawPrimitive Calls가 3회(방, 복도, 벽)만 실행되고 60프레임 이상을 안정적으로 유지한다. 지하에서 맵을 올려다보면 내부 벽면만 생성되고 맵 외곽의 불필요한 메쉬는 Culling 된 것을 확인할 수 있다.
이제 최적화된 3D 렌더링 뼈대가 완성되었다. 다음 달에는 벽변과 바닥에 비트마스킹, 푸아송 디스크 샘플링 등으로 프롭을 자연스럽게 배치해볼 것이다.