[챗GPT게임개발38] GPT-4, GPT-4o 활용해서 Shader Graph 분석하기

안녕하세요. 인텔리원스튜디오(IntelliOneStudio)입니다.

오늘은 GPT-4, GPT-4o 활용해서 GPT-4, GPT-4o 활용해서 만들어진 Shader Graph를 분석해볼께요. 

[오늘의 목표] GPT-4, GPT-4o 활용해서 Shader Graph 분석하기

 

※ ChatGPT 답변 내용 중 제가 별도로 표시한 파란색 내용을 기준으로 읽으시면 좀 더 이해가 쉽게 될거예요.

Shader Graph의 주요 개념 및 역할

먼저 개념 및 역할을 살펴볼께요.

Shader Graph는 Unity의 비주얼 셰이더 편집기입니다. 노드 기반 인터페이스를 통해 복잡한 셰이더를 시각적으로 구성할 수 있게 해줍니다. 셰이더는 그래픽 효과를 정의하고 객체의 표면에 적용되는 다양한 시각적 속성을 조절하는 데 사용됩니다. Shader Graph를 사용하면 프로그래밍 지식 없이도 셰이더를 만들고 수정할 수 있습니다.

Shader Graph의 주요 개념 및 역할

1. 노드(Node):
   • 역할: 노드는 셰이더의 기본 빌딩 블록입니다. 각 노드는 특정 기능을 수행하며, 여러 노드를 연결하여 복잡한 셰이더를 구성합니다.
   • 예: 텍스처 샘플링, 색상 혼합, 수학 연산 등의 노드가 있습니다.
2. 블랙보드(Blackboard):
   • 역할: 블랙보드는 셰이더의 입력 변수(프로퍼티)를 정의하는 곳입니다. 여기에서 정의된 변수는 셰이더 그래프 전반에서 사용될 수 있습니다.
   • 예: 텍스처, 색상, 벡터 등의 프로퍼티를 정의합니다.
3. 프로퍼티(Properties):
   • 역할: 프로퍼티는 셰이더의 외부 입력 값입니다. 사용자는 이 값을 통해 셰이더의 동작을 조절할 수 있습니다.
   • 예: Main Texture, Color Tint, Metallic 값 등.
4. 프래그먼트(Fragment):
   • 역할: 프래그먼트 셰이더는 화면에 출력되는 최종 색상을 계산합니다. 주로 픽셀 단위로 수행되며, 텍스처 샘플링, 조명 계산 등을 포함합니다.
   • 예: 텍스처의 색상을 혼합하거나 조명을 적용하여 최종 색상을 결정합니다.
5. 버텍스(Vertex):
   • 역할: 버텍스 셰이더는 객체의 버텍스 위치를 조정합니다. 주로 모델의 변형, 애니메이션, 버텍스 색상 계산 등에 사용됩니다.
   • 예: 객체의 위치를 변형하거나 노이즈를 추가하여 흔들리는 효과를 만듭니다.
6. 연결(Edges):
   • 역할: 노드 간의 연결은 데이터 흐름을 정의합니다. 한 노드의 출력이 다른 노드의 입력으로 연결됩니다.
   • 예: 텍스처 샘플러 노드의 출력을 색상 혼합 노드의 입력으로 연결합니다.
7. 샘플 텍스처(Sample Texture):
   • 역할: 텍스처를 샘플링하여 셰이더에서 사용할 수 있도록 합니다.
   • 예: 알베도(Albedo) 텍스처, 노멀 맵(Normal Map) 등을 샘플링합니다.
8. 변환(Transform):
   • 역할: 좌표 변환을 수행합니다. 주로 객체 공간(Object Space)에서 월드 공간(World Space) 또는 클립 공간(Clip Space)으로 변환하는 데 사용됩니다.
   • 예: 객체의 위치를 월드 좌표계로 변환하여 조명 계산에 사용합니다.
9. 수학 연산(Math Operations):
   • 역할: 셰이더에서 다양한 수학 연산을 수행합니다. 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈, 삼각 함수 등의 연산을 포함합니다.
   • 예: 두 색상을 더하거나 노이즈를 생성하여 좌표를 변형합니다.

Shader Graph를 사용한 셰이더 제작 과정

1. 셰이더 그래프 생성 및 설정:
   • 새로운 Shader Graph를 생성하고 필요한 프로퍼티를 블랙보드에 추가합니다.
2. 텍스처 샘플링 및 기본 색상 설정:
   • Sample Texture 2D 노드를 사용하여 텍스처를 샘플링하고 기본 색상을 설정합니다.
3. 버텍스 변형 설정:
   • Position 노드와 수학 연산 노드를 사용하여 버텍스 변형을 설정합니다. 예를 들어, 노이즈를 추가하여 바람에 흔들리는 효과를 구현할 수 있습니다.
4. 색상 조합 및 출력 설정:
   • Add, Multiply 등의 노드를 사용하여 색상을 조합하고, 최종 색상을 프래그먼트 셰이더에 출력합니다.
5. 조명 및 기타 효과 적용:
   • 필요에 따라 조명 계산을 추가하거나 림 효과와 같은 특수 효과를 적용합니다.
6. 디버그 및 최적화:
   • 그래프를 미리 보면서 결과를 확인하고 필요한 조정을 합니다. 불필요한 노드를 제거하거나 연산을 최적화하여 성능을 향상시킵니다.

Shader Graph를 사용하면 프로그래밍 없이도 직관적으로 셰이더를 설계할 수 있으며, 다양한 시각적 효과를 쉽게 구현할 수 있습니다. 이를 통해 게임 및 애플리케이션의 그래픽 품질을 높일 수 있습니다.

 

먼저 새로운 Shader를 만들기 전에 기존에 만들어진 Shader Graph를 분석해볼께요.

새로운 Shader 를 만드는 과정은 다음 번 글에서 살펴볼께요.

Shader Graph 분석하기

먼저 Shader Graph 를 클릭하면 다음과 같이 복잡한 노드들이 연결된 그림을 볼 수 있어요.

 

이 Shader Graph의 전체 이미지를 챗GPT에게 줬더니 대략적인 내용만 분석해줘요.

그래도 어떤 성격의 Shader 인지는 파악하는 것 같아요.

Shader Graph의 주요 요소와 각 부분이 어떻게 동작하는지 단계별로 설명해드리겠습니다. 이 그래프는 식물의 움직임과 색상 변화를 시뮬레이션하는 셰이더인 것 같습니다.

1. Property 설정

좌측에 설정된 여러 속성(Property)들을 확인할 수 있습니다.

• Sprite Texture: 기본 텍스처로 사용될 스프라이트 텍스처입니다.
• Rim Color: 림 컬러를 지정합니다.
• Mask Texture: 마스크 텍스처를 지정합니다.
• Normal Texture: 노멀 맵 텍스처를 지정합니다.
• Wind Speed: 바람의 속도를 조절하기 위한 값입니다.
• Wind Direction: 바람의 방향을 조절하기 위한 값입니다.
• Wind Scale: 바람의 스케일을 조절하기 위한 값입니다.
• Wind Strength: 바람의 강도를 조절하기 위한 값입니다.
• Wind Influence Mask - Y Position: 바람의 영향을 받는 Y 위치를 지정합니다.

2. Wind Speed 및 Wind Direction 처리

Calculate World UV Scroll Direction 부분:

• Wind Speed와 Wind Direction을 사용하여 바람의 이동 방향을 계산합니다.
• 이를 통해 UV 좌표가 이동하면서 텍스처가 바람에 의해 흐르는 것처럼 보이게 합니다.

3. Vertex Offset Influence Mask 계산

Calculate Vertex Offset Influence Mask 부분:

• Sprite의 Height를 기준으로 오프셋 영향을 계산합니다.
• 이는 바람이 스프라이트의 어느 부분에 더 영향을 미칠지 결정합니다.

4. 노이즈 적용 및 조정

Apply Auto Scroll to Noise 및 Visual Adjustments to Noise 부분:

• 노이즈 텍스처를 사용하여 바람의 영향을 더 자연스럽게 만듭니다.
• 노이즈를 스크롤하여 움직임을 추가하고 시각적으로 조정합니다.

5. 노이즈와 오프셋 결합

Combine Noise with Offset Influence Mask 부분:

• 노이즈와 오프셋 영향을 결합하여 최종적으로 바람에 의해 흔들리는 효과를 만듭니다.
• 이 값은 나중에 스프라이트의 버텍스에 적용됩니다.

6. 스프라이트 버텍스에 노이즈 오프셋 적용

Apply Noise Offset to Sprite Vertices 부분:

• 계산된 노이즈 오프셋을 스프라이트의 버텍스에 적용하여 움직임을 만듭니다.

7. 스프라이트 텍스처 샘플링 및 색상 조합

Sample Sprite Texture (From Sprite Renderer) 부분:

• Sprite Texture를 샘플링하여 기본 텍스처를 가져옵니다.

Combine Mask Texture's G Channel with Rim Color 부분:

• Mask Texture의 G 채널을 샘플링하고 Rim Color와 결합하여 림 효과를 만듭니다.

Combine Rim Colored Sprite with Sample Sprite's Alpha 부분:

• 결합된 림 컬러를 스프라이트의 알파 값과 결합하여 최종 색상을 만듭니다.

8. 최종 출력

Fragment 및 Vertex 출력 노드:

• 모든 계산이 완료된 후 최종 색상과 버텍스 위치를 Fragment 및 Vertex 출력 노드에 연결하여 화면에 출력합니다.

요약

이 Shader Graph는 식물이나 나뭇잎과 같은 오브젝트에 바람의 영향을 주어 움직이게 하고, 림 컬러를 추가하여 시각적으로 강조하는 효과를 만듭니다. 각 속성들은 바람의 속도, 방향, 강도 등을 조절할 수 있도록 설정되어 있으며, 노이즈를 활용해 자연스러운 움직임을 구현합니다. 최종적으로 샘플링된 텍스처와 결합된 림 컬러를 출력하여 화면에 표시합니다.

 

Shader Graph 를 나눠서 분석하기

전체 Shader Graph 에서 특정 부분들만 따로 분석해봐요.

 

첫 번째 이미지를 통해 식물의 움직임을 시뮬레이션하는 Shader Graph의 일부를 세부적으로 분석하겠습니다. 이 단계에서는 바람의 속도와 방향을 사용하여 UV 좌표를 이동시키는 과정을 다룹니다.

1. Wind Speed 처리

Wind Speed 노드 그룹은 시간에 따라 바람의 속도를 계산합니다.

1. Time 노드
   • Time 노드를 사용하여 현재 시간 값을 가져옵니다.
   • 이 값은 바람의 움직임에 시간 변화를 반영하기 위해 사용됩니다.
2. Multiply 노드
   • Time 노드의 출력을 Wind Speed 속성과 곱합니다.
   • 이 노드의 출력은 시간에 따른 바람의 속도를 나타냅니다.

2. UV Scroll Direction 계산

Calculate World UV Scroll Direction 부분은 바람의 방향과 속도를 사용하여 텍스처 UV 좌표를 이동시키는 방향을 계산합니다.

1. Position 노드
   • Position 노드를 사용하여 오브젝트의 월드 공간 위치를 가져옵니다.
2. Split 노드
   • Position 노드의 출력을 Split 노드를 사용하여 x, y, z 컴포넌트로 분리합니다.
3. Vector 2 노드
   • Split 노드의 x와 y 출력을 Vector 2 노드로 결합합니다.
   • 이는 UV 좌표에서의 위치를 나타냅니다.
4. Multiply 노드
   • 바람의 방향을 나타내는 Wind Direction 속성과 바람의 속도 출력을 곱합니다.
   • 이 값은 바람의 이동 방향과 속도를 결합하여 최종 UV 이동 값을 계산합니다.
5. Tiling and Offset 노드
   • 최종적으로 계산된 UV 이동 값을 Tiling and Offset 노드에 입력합니다.
   • 이는 텍스처가 바람에 따라 이동하는 효과를 생성합니다.

3. 연결

• Wind Speed 처리 부분의 출력은 Calculate World UV Scroll Direction 부분의 Multiply 노드에 연결됩니다.
• Wind Direction 속성은 Calculate World UV Scroll Direction 부분의 Multiply 노드에 연결됩니다.
• Tiling and Offset 노드의 출력은 이후 단계에서 사용할 UV 좌표를 제공합니다.

요약

이 단계에서는 바람의 속도와 방향을 사용하여 텍스처의 UV 좌표를 시간에 따라 이동시키는 과정을 설정했습니다. 이는 텍스처가 바람에 의해 움직이는 것처럼 보이게 하는 효과를 만듭니다. 각 노드는 바람의 속도와 방향을 계산하고 이를 UV 이동에 적용하는 역할을 합니다. 다음 단계에서는 이 UV 이동을 기반으로 노이즈를 추가하고 시각적 효과를 조정하는 과정을 설명할 것입니다.

 

오늘은 GPT-4, GPT-4o 활용해서 GPT-4, GPT-4o 활용해서 만들어진 Shader Graph를 분석해봤어요. 

전체 Shader Graph 를 나눠서 학습해보는 것도 좋은 접근이 될 것 같아요.

 

분석된 내용을 활용해서 다음 기사에서 새로운 Shader 를 만들어볼께요.

 

[인텔리노마드라이프와 함께 행복하세요 : 인텔리원스튜디오]

 

지금까지,

언제나 성장하는 인텔리원스튜디오(IntelliOneStudio)입니다.

감사합니다.