안녕하세요! 3D 그래픽 제작 및 교육 기록을 남기고 있는 유정통입니다.
3D 모델링 그리고 교육을 하고 있는 저는 요즘 이런 생각을 합니다.
“PBR이 아니고 언리얼 PBL이 또 생겼어? 아 정말 3D를 한다는건.. 평생 공부해야 하는구나..”
아마 이 글을 클릭하신 분들도 비슷한 고민을 하고 계실 겁니다. 제가 처음 업무를 시작할 때는 3ds Max에서 Specular와 Glossiness를 만지며 빛을 표현하던 시대였습니다.
그러다 어느덧 PBR(Physically Based Rendering)이 업계 표준이 되면서 Metallic과 Roughness라는 개념을 다시 머릿속에 집어넣어야 했죠.
그런데 이제는 PBR을 넘어 PBL(Physically Based Lighting)이라는 개념까지 등장했습니다. 네, 맞습니다. 우리 3D 아티스트들은 또 공부해야 합니다!
간단히 짚어보자면, PBR이 ‘재질’의 물리적 질감을 구현하는 데 집중했다면, PBL은 그 재질을 비추는 ‘빛’ 자체를 눈에 보이는 느낌뿐만 아니라 실제 물리적 수치까지 현실 세계와 동일하게 맞추는 것을 의미합니다. 배워야 할 게 늘어난 건 사실이지만, 그만큼 우리가 더 사실적이고 풍부한 표현을 할 수 있게 되었다는 뜻이기도 하니 긍정적으로 받아들여야겠죠?
그래서 오늘은 이 언리얼 PBL이 무엇인지 여러분의 머릿속에 러프하게라도 그려질 수 있도록 정리해 보았습니다.
*이 글을 작성하기 전 도움 자료는, 에픽게임즈 코리아에서 진행한 라이브 방송 “빛, 이제는 엔진에서 제대로 쓰자”입니다. 언리얼을 주력으로 다루려 한다면 시청을 추천합니다.
1. PBR과 PBL은 다른겁니다.
PBR은 많이 들어봤어도 PBL은 생소한 분들이 많을겁니다.
아주 쉽게 비유하자면 PBR은 ‘캐릭터가 입고 있는 옷의 재질’이고, PBL은 ‘그 옷을 비추는 태양광과 전구’입니다.
PBR (오브젝트 표면의 물리적 연산) PBL (라이팅의 물리적 연산)
1) 언리얼 PBR
우리가 흔히 알고 있는 알베도(Base Color), 러프니스(거칠기), 메탈릭(금속성) 맵을 이용해 “물체가 빛을 받았을 때 물리적으로 어떻게 반응할 것인가”를 수치로 정의하는 텍스처링의 영역입니다. 모델러들에게는 이미 익숙한, 뼈대에 살을 붙이는 과정이죠. 언리얼에서도 똑같은 방식으로 작동됩니다.
2) 언리얼 PBL
PBR 텍스처가 100%의 성능을 발휘하려면, 씬(Scene)에 존재하는 빛 자체도 현실의 물리 법칙을 완벽하게 따라야 합니다. 언리얼 PBL은 게임 엔진 내의 조명을 현실 세계의 실제 물리적 단위(Lux, Lumen, Candela 등)로 설정하여, 밤낮의 변화나 실내외 환경에 따라 빛이 완벽하게 현실처럼 동작하도록 만드는 라이팅의 영역입니다.
과거처럼 “이 전구는 대충 눈대중으로 100 정도 밝게 할까?”가 아니라, “이 LED 전구는 현실에서 1,200 루멘(Lumen)이니까 엔진에도 똑같이 1,200을 넣자!”라는 수학적이고 정확한 접근이 가능해진 것입니다. 이것이 바로 리얼리즘의 핵심입니다.
2. 언리얼 PBL 주의할 실무팁
라이팅 아티스트가 아니더라도, 3D 모델러 본인이 만든 모델링의 퀄리티를 제대로 검증하려면 아래의 4가지 언리얼 PBL 세팅을 반드시 할 줄 알아야 합니다.
2-1 스카이박스에 PNG,JPG를 쓰지 마세요
학생분들이 환경맵을 적용할 때 가장 많이 하는 치명적인 실수입니다. 그냥 똑같은 이미지라 생각하고 PNG, JPG 이미지 파일을 환경맵으로 그냥 사용하는 경우죠.
하늘(스카이라이트) 소스로 인터넷에서 대충 다운로드한 8비트 PNG 이미지를 쓰면, 밝기(노출) 데이터가 턱없이 부족해서 금속의 반사가 찰흙처럼 밋밋하게 나옵니다.
반드시 빛과 그림자의 노출 데이터가 풍부하게 담긴 32비트 EXR이나 HDRI 포맷의 이미지를 사용해야 합니다. (영상에서는 HDRI를 Cube map으로 활용하는걸 추천합니다.)
그래야만 여러분이 깎아낸 금속 표면에 쨍하고 사실적인 반사광(Reflection)이 맺힙니다.
2-2 현실적인 물리 단위를 그대로 적용해보자요
언리얼 엔진의 디폴트 라이트 값이 이제 물리 단위로 바뀌었습니다. 모델러가 씬을 구성할 때 아래의 단위를 알고 세팅하면 더 리얼한 씬을 잡을 수 있습니다.
- 디렉셔널 라이트 (태양): 럭스(Lux) 단위를 사용합니다. 맑은 대낮은 약 10만 럭스 등 실제 날씨 데이터를 검색해서 넣으세요.
- 포인트 / 스팟 라이트 (전구): 루멘(Lumen)이나 칸델라(Candela)를 씁니다. 시중에서 파는 전구의 스펙(예: 15W LED 방등 = 약 800 루멘)을 구글링해서 수치를 그대로 넣으면 완벽합니다.( AI를 활용하기도 좋습니다.)
- 이미시브 (발광 재질): 니트(Nits)를 씁니다. 네온사인이나 로봇의 눈동자 모델링 재질에 500 니트 같은 수치를 넣으면, 언리얼의 루멘(Lumen) 시스템이 이를 인지하고 진짜 조명처럼 간접광(GI)을 주변 벽에 뿜어냅니다.
2-3 실내 외 노출 차이 극복: 로컬 익스포저
자동 노출로 언리얼은 빛을 자동으로 자연스럽게, 눈 순응까지 계산해서 작동합니다. 그러나 어두운 방에서 빛이 극명하게 대비될 때나 어두운 씬에서 Emission 값이 방출될 때
이 자동 노출 때문에 문제를 겪는 경우가 많습니다.
어두운 실내 씬을 만들고 밖을 보면 창문 밖이 새하얗게 타버리죠? 모델링 기껏 해놓은 야외 배경이 안 보이면 속상합니다. 이때 포스트 프로세스 볼륨(Post Process Volume)에서 ‘로컬 익스포저(Local Exposure)’의 섀도우/하이라이트 컨트라스트를 0.7 정도로 조절해 보세요. 실내의 어두운 디테일은 유지하면서 창밖의 풍경도 선명하게 보이도록, 인간 눈의 순응(Eye Adaptation)을 기가 막히게 제어해 줍니다. 너무 좋은 해결법입니다.
2-4 내 이펙트가 밤낮으로 변한다면?
빔 사벨이나 마법 무기를 멋지게 모델링했는데, 낮에는 이펙트가 너무 어둡고 밤에는 눈이 멀 정도로 밝아지는 문제를 겪으셨나요? 머티리얼 에디터의 끝단에 EyeAdaptationInverse 노드를 곱해주면 해결됩니다. 엔진의 주변 노출값(밤낮)이 변하더라도 내가 만든 특수 오브젝트의 체감 밝기를 항상 일정하게 유지해 주는 방법입니다.
3. PBR과 PBL의 기초 파이프라인
언리얼 PBL의 개념을 알았다면, 이제 우리의 작업 파이프라인은 이렇게 변해야 합니다.
- 모델링 및 UV 언랩: 블렌더나 마야,지브러시에서 모델링을 제작하고, UV를 폅니다.
- PBR 텍스처 베이킹: 서브스턴스 페인터에서 알베도, 러프니스, 메탈릭, 노멀맵을 추출합니다.
- HDRI 스카이 세팅: 언리얼 엔진으로 가져와 가장 먼저 고품질의 HDRI 하늘을 세팅하여 1차 반사광을 체크합니다.
- PBL 라이팅 세팅: 럭스와 루멘 등 실제 물리 단위를 이용해 모델링을 가장 매력적으로 비추는 메인 조명과 림 라이트(Rim Light)를 세팅합니다.
이 파이프라인만 이해하고 테스트해봐도, 여러분의 작업물은 단순한 학생 과제 수준을 넘어 실무 면접관들의 눈을 사로잡는 하이엔드 포트폴리오로 재탄생할 것입니다.
5. 마무리하며
“모델링이 뼈대와 형태를 만들고, 텍스처가 피부와 질감을 부여한다면, 빛(Lighting)은 그 모든 것에 생명력을 불어넣습니다.“
그동안 ‘감’으로만 때려 맞추던 빛의 영역을 명확한 물리 데이터의 영역으로 끌어올려 준 에픽게임즈 라이브 영상은 정말 꼭 한 번 시청해 보시길 강력히 권해드립니다. 지브러시에서 아무리 하드 서페이스를 기가 막히게 깎아도 엔진에서 제대로 비춰주지 못하면 무용지물입니다.
3D 모델러를 꿈꾸시는 모든 분이 반드시 이 언리얼 엔진 PBL(물리 기반 라이팅)의 개념을 장착하셔서, 여러분의 피땀 어린 포트폴리오가 엔진 안에서 100% 완벽하게 빛을 발하길 응원합니다!
🔗 3D 모델러 필수 이론, 함께 보면 좋은거
PBL로 빛을 다루기 전, 내 모델링의 PBR 텍스처 세팅이 올바르게 되어 있는지 아래 링크를 통해 먼저 점검해 보세요!