Unity 큐브맵 배열 사용 가이드

큐브맵 배열이란?

큐브맵 배열은 크기와 포맷이 동일한 큐브맵의 집합으로, GPU가 이를 단일 텍스처 리소스로 접근할 수 있도록 합니다. 주로 효율적인 반사 프로브, 조명 및 그림자 시스템 구현에 사용됩니다.

큐브맵 배열 생성

Unity 프로젝트 내에서 큐브맵 배열을 생성하기 위해서는 스크립트를 사용할 필요가 있습니다. 다음은 CubemapArray 클래스의 인스턴스를 생성하고, 컬러 데이터로 채운 후 텍스처 에셋으로 저장하는 에디터 스크립트의 예시입니다.

C# 스크립트 예제

using UnityEngine;

public class CreateCubeArrayTexture : MonoBehaviour
{
    [UnityEditor.MenuItem("CreateExamples/CubemapArray")]
    static void CreateCubemapArray()
    {
        // 큐브맵 배열 및 색상 데이터를 구성합니다.
        int faceSize = 16;
        int arraySize = 4;
        int[] kCubeXRemap = new int[] { 2, 2, 0, 0, 0, 0 };
        int[] kCubeYRemap = new int[] { 1, 1, 2, 2, 1, 1 };
        int[] kCubeZRemap = new int[] { 0, 0, 1, 1, 2, 2 };
        float[] kCubeXSign = new float[] { -1.0F, 1.0F, 1.0F, 1.0F, 1.0F, -1.0F };
        float[] kCubeYSign = new float[] { -1.0F, -1.0F, 1.0F, -1.0F, -1.0F, -1.0F };
        float[] kCubeZSign = new float[] { 1.0F, -1.0F, 1.0F, -1.0F, 1.0F, -1.0F };
        var baseCols = new Color[] { Color.white, new Color(1, .5f, .5f, 1), new Color(.5f, 1, .5f, 1), new Color(.5f, .5f, 1, 1), Color.gray };

        // CubemapArray 인스턴스를 생성합니다.
        var tex = new CubemapArray(faceSize, arraySize, TextureFormat.ARGB32, true);
        tex.filterMode = FilterMode.Trilinear;

        // 각 큐브맵을 순회합니다.
        var col = new Color[tex.width * tex.width];
        float invSize = 1.0f / tex.width;
        for (var i = 0; i < tex.cubemapCount; ++i)
        {
            var baseCol = baseCols[i % baseCols.Length];

            // 현재 큐브맵의 각 면을 반복합니다.
            for (var face = 0; face < 6; ++face)
            {
                var idx = 0;
                Vector3 signScale = new Vector3(kCubeXSign[face], kCubeYSign[face], kCubeZSign[face]);

                // 현재 면의 각 픽셀을 반복합니다.
                for (int y = 0; y < tex.width; ++y)
                {
                    for (int x = 0; x < tex.width; ++x)
                    {
                        // 현재 픽셀에 대한 "노멀 방향" 색상을 계산합니다.
                        Vector3 uvDir = new Vector3(x * invSize * 2.0f - 1.0f, y * invSize * 2.0f - 1.0f, 1.0f);
                        uvDir = uvDir.normalized;
                        uvDir.Scale(signScale);
                        Vector3 dir = Vector3.zero;
                        dir[kCubeXRemap[face]] = uvDir[0];
                        dir[kCubeYRemap[face]] = uvDir[1];
                        dir[kCubeZRemap[face]] = uvDir[2];

                        // 색상을 0.4..1.0 범위로 이동시킵니다.
                        Color c = new Color(dir.x * 0.3f + 0.7f, dir.y * 0.3f + 0.7f, dir.z * 0.3f + 0.7f, 1.0f);

                        // 일부 픽셀에 패턴을 추가하여 mipmap을 더욱 뚜렷하게 표시합니다.
                        if (((x ^ y) & 3) == 1)
                            c *= 0.5f;

                        // 기본 색상으로 색상을 변경합니다.
                        col[idx] = baseCol * c;
                        ++idx;
                    }
                }

                // 이 면의 색상 값을 텍스처에 복사합니다.
                tex.SetPixels(col, (CubemapFace)face, i);
            }
        }

        // 텍스처에 변경 사항을 적용하고 GPU에 업데이트된 텍스처를 업로드합니다.
        tex.Apply();        

        // 텍스처를 Unity 프로젝트에 저장합니다.
        AssetDatabase.CreateAsset(tex, "Assets/ExampleCubemapArray.asset");
        UnityEditor.AssetDatabase.SaveAssets();
    }
}

큐브맵 배열 미리보기

큐브맵 배열을 미리 보려면 프로젝트 창에서 텍스처 에셋을 선택하십시오. 그러면 인스펙터의 하단에 큐브맵 배열의 미리보기가 렌더링됩니다.

인스펙터의 컨트롤

셰이더에서 큐브맵 배열 사용

다음은 큐브맵 배열을 사용하는 셰이더의 예시입니다.

셰이더 코드 예제

Shader "CubemapArrayShaderExample" {
Properties {
    _MainTex ("CubemapArray", CubeArray) = "" {}
    _Mip ("Mip", Float) = 0.0
    _Intensity ("Intensity", Float) = 1.0
    _SliceIndex ("Slice", Int) = 0
    _Exposure ("Exposure", Float) = 0.0
}

SubShader {
    Tags {"Queue"="Transparent" "IgnoreProjector"="True" "RenderType"="Transparent" "ForceSupported" = "True"}

    Pass {
        CGPROGRAM
        #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #pragma require sampleLOD
            #pragma require cubearray
            #include "UnityCG.cginc"

            struct appdata {
                float4 pos : POSITION;
                float3 nor : NORMAL;
            };

            struct v2f {
                float3 uv : TEXCOORD0;
                float4 pos : SV_POSITION;
            };

            uniform int _SliceIndex;
            float _Mip;
            half _Alpha;
            half _Intensity;
            float _Exposure;

           v2f vert (appdata v) {
                v2f o;
                o.pos = UnityObjectToClipPos(v.pos);
                float3 viewDir = -normalize(ObjSpaceViewDir(v.pos));
                o.uv = reflect(viewDir, v.nor);
                return o;
            }

            half4 _MainTex_HDR;
            UNITY_DECLARE_TEXCUBEARRAY(_MainTex);
            fixed4 frag (v2f i) : COLOR0
            {
                fixed4 c = UNITY_SAMPLE_TEXCUBEARRAY(_MainTex, float4(i.uv, _SliceIndex));
                fixed4 cmip = UNITY_SAMPLE_TEXCUBEARRAY_LOD(_MainTex, float4(i.uv, _SliceIndex), _Mip);
                if (_Mip >= 0.0)
                    c = cmip;
                c.rgb = DecodeHDR (c, _MainTex_HDR) * _Intensity;
                c.rgb *= exp2(_Exposure);
                c = lerp (c, c.aaaa, _Alpha);
                return c;
            }
            ENDCG
        }
    }
    Fallback Off
}

이 셰이더를 위의 예제에서 생성된 큐브맵 배열과 함께 사용하면 고급 그래픽 효과를 얻을 수 있습니다.