Unity Grass Instancer

C# 스크립트와 셰이더를 포함하여 GPU 인스턴싱(instanced) 잔디(또는 다른 메쉬)

Unity 2020.3.4f1 및 HDRP 10.4.0으로 제작됨

Unity 2022.3.40f1 및 URP 14.0.11 | Unity 6 및 URP 17.0.3에서도 테스트 완료

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비디오 시연:

프로젝트는 6가지 접근 방식을 포함합니다

(단계가 올라갈수록 성능 향상)

• (구버전) DrawMeshInstanced 및 DrawMeshInstancedIndirect를 사용한 단순 인스턴싱 렌더링, 최적화 없음 (자세히 읽기)
• 프리즘 컬링(Frustum culled) 접근 방식 (자세히 읽기)
• 청킹(chunking)을 사용한 프리즘 컬링 접근 방식 (자세히 읽기)
• 프리즘 컬링 및 청킹을 사용한 오클루전 컬링(Occlusion culled) 접근 방식 (자세히 읽기)
• 모든 다른 방식을 확장하는 고성능 접근 방식 (자세히 읽기)
• 무한 잔디 렌더링 (자세히 읽기)

요구 사항

• 모든 렌더 파이프라인 (URP 및 단순 HDRP 셰이더만 제공)
• 지형(terrain)
• SRP Batcher 비활성화 필요
• 머티리얼에서 GPU 인스턴싱 활성화

Material GPU instancing setting

설정

• 원하는 접근 방식의 3D 모델과 스크립트를 프로젝트로 드래그합니다.
• 임포트 설정에서 3D 모델의 스케일 팩터(scale factor)를 100으로 조정합니다.
• 새 머티리얼을 생성하고 셰이더를 할당합니다.
• 스크립트를 빈 게임 오브젝트에 부착합니다.
  • 드로우 기즈모(draw gizmos) 활성화
  • 지형의 중앙에 위치시킵니다.
  • 지형 크기에 맞게 범위를 구성합니다.
    
    
    Scene Setup

중요 설정 (Important settings)

참고: 모든 접근 방식에 적용되는 설정은 아닙니다.

• Instances - 인스턴스화될 수 있는 잔디 잎의 양입니다. 2의 거듭제곱(powers of 2)과 함께 사용할 때 가장 좋습니다.
• True instance count - 스크립트에 의해 설정됩니다. 일부는 건너뛸 수 있으므로 실제 인스턴스의 총 개수를 포함합니다. 예를 들어 지형이 너무 가파른 경우입니다.
• Visible instance count - 스크립트에 의해 설정됩니다. 현재 보이는, 즉 렌더링되고 있는 인스턴스의 양을 포함합니다.
• Scale min and scale max - 각 잔디 잎에 무작위 크기를 생성하는 데 사용됩니다.
• Ground layer - 지형의 레이어입니다.
• Chunk size - 청크의 크기(미터)입니다. 2의 거듭제곱과 함께 사용할 때 가장 좋습니다.
• Threads chunk render - 컴퓨트 셰이더에 설정된 스레드 그룹의 양입니다. 이 설정과 일치해야 합니다. 이 역시 2의 거듭제곱과 함께 사용할 때 가장 좋습니다.
• Depth bias - 샘플링된 깊이 텍스처에서 빼질 값입니다. 가려진(occluded) 청크의 컬링을 미세 조정하는 데 사용됩니다.

FAQ

인스턴스가 보이지 않아요? (Why can't I see any instances?)

여러 가지 이유가 있을 수 있습니다.

먼저 요구 사항 및 설정 섹션을 확인하세요.
메시(mesh)가 올바르게 스케일링되었는지 확인합니다.

임포트 설정에서 스케일 팩터를 필요에 맞게 조정하거나, 제공된 3D 모델을 사용하는 경우 100을 사용하십시오.

메시가 올바르게 배치되거나 회전되지 않았을 수도 있습니다:

• 회전 조정
• 위치 조정

모든 인스턴스가 보이지 않거나 검은색인 이유는 무엇인가요?

이것은 오브젝트를 수동으로 재질과 함께 배치했기 때문에 발생할 수 있습니다. 이는 셰이더가 렌더링을 위해 DrawMeshInstanced 및 DrawMeshinstancedIndirect 호출을 통해서만 제공되는 인스턴스 ID(instance ID)와 필요로 하기 때문에 작동하지 않습니다. 또한, 모든 인스턴스의 데이터를 포함하는 _trsBuffer는 시작 시에만 초기화되며 렌더링에 필요합니다.

또 다른 이유는 셰이더가 사용자의 렌더 파이프라인과 호환되지 않기 때문일 수 있습니다. 현재 저는 URP용 셰이더와 HDRP용 셰이더그래프만 제공합니다. HDRP 셰이더그래프는 인스턴스 ID 노드가 이전 버전에는 존재하지 않기 때문에 Unity 2021.2 이상에서만 작동합니다.

더 많은 문제가 있다면, 여기에 Github에 이슈를 열어주세요.

다음 작업/TODOs

• HDRP용 새 셰이더
• 기본 렌더 파이프라인용 새 셰이더
• README 파일 개선

자료

• 이 프로젝트는 GPU 인스턴싱(GPU instancing)에 대한 멋진 비디오를 보고 시작했습니다:
• Acerola의 유튜브 채널에서 잔디 렌더링에 대한 많은 정보를 찾았습니다: https://www.youtube.com/c/Acerola_t
  • 저는 또한 제 쇼케이스에 그의 3D 모델을 사용하고 있습니다.

용어집 (제가 자주 사용하는 용어들)

• TRS: 변환(Transformation), 회전(rotation) 및 크기(scale) 행렬.
• _trsBuffer: 인스턴스들의 모든 TRS 행렬을 담고 있으며, 셰이더 내부에서 배열처럼 접근할 수 있는 컴퓨트 버퍼
• _argsBuffer: DrawMeshInstancedIndirect를 위해 어떤 메시와 몇 개를 렌더링해야 하는지에 대한 정보를 담는 버퍼
• batch: DrawMeshInstanced를 위한 변환 행렬들의 모음