📖학습 내용

스카이박스(3D)

Unity 3D 에서 스카이박스는 씬(Scene)의 배경 전체를 감싸는 거대한 가상의 육면체 또는 구체이다. 마치 우리가 하늘을 바라볼 때 끝없이 펼쳐진 것처럼 보이도록 하는 역할을 하며, 게임의 분위기를 설정하고 몰입감을 높이는 데 중요한 요소이다.

스카이박스의 주요 역할

  1. 배경 구현 : 씬의 가장자리를 넘어선 공간을 채워준다. 플레이어가 씬의 경계에 도달했을 때 텅 빈 공간이 아닌, 마치 현실 세계처럼 하늘이나 특정 환경이 보이도록 한다.
  2. 광원 역할 : 스카이박스는 씬 전체에 영향을 미치는 주변광(Ambient Light)과 반사광(Reflected Light)의 소스로 사용될 수 있다. 이때 스카이박스의 색상과 밝기에 따라 전반적인 조명 톤이 결정된다.
  3. 분위기 연출 : 맑은 하늘, 흐린 날씨, 우주 공간 등 다양한 분위기를 스카이박스를 통해 효과적으로 표현할 수 있다.

스카이박스 생성 및 적용 방법

  1. 스카이박스 머터리얼(Material) 생성:

    • 프로젝트 창에서 Create > Material 을 선택하여 새 머터리얼을 생성한다.

    • 생성한 머터리얼을 선택하고 인스펙터 창에서 Shader 드롭다운 메뉴를 클릭한다.

      image_1

    • Skybox 카테고리에서 원하는 스카이 박스 선택:
      • 6 Sided : 6개의 개별 텍스쳐(앞. 뒤, 아래, 왼쪽, 오른쪽)를 사용하여 육면체 형태의 스카이박스를 만든다. 각 면에 서로 다른 이미지를 적용하여 정교한 표현이 가능함.
      • Cubemap : 하나의 큐브맵 텍스쳐를 사용. 큐브맵은 6개의 정사각형 이미지가 하나의 텍스쳐로 합쳐진 형태.
      • Panoramic : 하나의 파노라마 이미지(구형 혹은 원통형으로 펼쳐진 이미지)를 사용하여 구 형태의 스카이박스를 생성.
      • Procedural : 코드를 통해 동적으로 하늘의 색상, 태양의 위치, 구름 등을 생성. 별도의 텍스쳐가 필요 없음.

  2. 텍스쳐 준비 및 적용 :

    • 6 Sided: 서로 매끄럽게 이어지는 6개의 이미지를 준비. 인스펙터 창에서 각 방향에 맞는 텍스처 슬롯(Front, Back, Up, Down, Left, Right)에 이미지를 드래그 앤 드롭.
    • Cubemap: 큐브맵 텍스처를 준비. Unity 에디터 내에서 6장의 이미지를 큐브맵으로 변환하거나, 외부 툴을 사용하여 생성할 수 있다. 인스펙터 창의 Cubemap (HDR) 슬롯에 큐브맵 텍스처를 할당하면 끝.
    • Panoramic: 구형 또는 원통형 파노라마 이미지를 준비. 인스펙터 창의 Spherical (HDR) 슬롯에 이미지를 할당하면 끝.
    • Procedural: 텍스처를 필요로 하지 않으며, 인스펙터 창에서 Sun Size, Atmosphere Thickness, Sky Tint, Ground Color 등의 속성을 조절하여 하늘의 모습을 변경할 수 있다.

  3. 씬(Scene) 에 스카이박스 적용 :

    • 메뉴 바에서 Window > Rendering > Lighting 을 선택하여 라이팅 창을 오픈.
    • 라이팅 창에서 Environment 선택.

    image_2

    • Skybox Material 슬롯에 생성한 스카이박스 머터리얼을 할당.

Procedural Skybox 를 활용한 낮과 밤 효과

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3D 프로젝트 생성 시 기본으로 만들어져 있는 Directional Light 의 X Rotation 을 조절해보면, 하늘 위 태양처럼 떠있는 광원이 움직이는 것을 볼 수 있다.

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해당 기능과 Animation Curve 기능을 활용하여 시간의 흐름에 따라 자연스러운 낮과 밤의 연출을 만들 수 있다.

일단 기존의 Directional Light 를 복사하여 달의 광원을 표현할 수 있도록 한다. 따라서 색상을 약간 푸르슴하게 변경한다.

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그리고 두 개의 광원을 관리하는 스크립트를 작성해준다.

public class DayNightCycle : MonoBehaviour
{
    [Range(0.01f, 1.0f)]    //0~24 시
    public float time;
    public float fullDayLength;
    public float startTime = 0.4f;
    private float timeRate;
    public Vector3 noon;    //Vector 90 0 0

    [Header("Sun")]
    public Light sun;
    public Gradient sunColor;
    public AnimationCurve sunIntensity;

    [Header("Moon")]
    public Light moon;
    public Gradient moonColor;
    public AnimationCurve moonIntensity;

    [Header("Other Lighting")]
    public AnimationCurve lightingIntensityMultiplier;
    public AnimationCurve reflectionIntensityMultiplier;

    void Start()
    {
        timeRate = 1.0f / fullDayLength;
        time = startTime;
    }

    void Update()
    {
        time = (time + timeRate * Time.deltaTime) % 1.0f;

        UpdateLighting(sun, sunColor, sunIntensity);
        UpdateLighting(moon, moonColor, moonIntensity);

        // Evaluate 는 Inspector 에 그린 그래프에서 time을 입력받으면 특정 값을 return
        RenderSettings.ambientIntensity = lightingIntensityMultiplier.Evaluate(time);
        RenderSettings.reflectionIntensity = reflectionIntensityMultiplier.Evaluate(time);
    }

    void UpdateLighting(Light lightSource, Gradient gradient, AnimationCurve intensityCurve)
    {
        float intensity = intensityCurve.Evaluate(time);

        // 하루 시간(0~1)과 해/달의 자전주기(0~360) 값을 동기화.
        // 해와 달은 항상 180도 차이가 나기 때문에 0.5f(180/360) 차이
        lightSource.transform.eulerAngles = (time - (lightSource == sun ? 0.25f : 0.75f)) * noon * 4f;
        lightSource.color = gradient.Evaluate(time);
        lightSource.intensity = intensity;

        GameObject go = lightSource.gameObject;
        if (lightSource.intensity == 0 && go.activeInHierarchy)
            go.SetActive(false);
        else if (lightSource.intensity > 0 && !go.activeInHierarchy)
            go.SetActive(true);
    }
}

이제 Sun, Moon 오브젝트의 Animation Curve를 설정해주면 끝이다.

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구현 결과

gif_2

결론

스카이박스는 Unity3D 프로젝트의 시각적인 품질과 몰입감을 크게 향상시킬 수 있는 강력한 기능이다. 다양한 종류의 스카이박스와 설정 옵션을 이해하고 프로젝트의 특성에 맞게 잘 활용한다면, 더욱 풍부하고 사실적인 가상 세계를 창조할 수 있을 것이다. 물론 프로젝트의 컨셉과 분위기에 맞는 스카이박스를 신중하게 선택하고, 조명과의 상호작용을 철저히 고려해야 최적의 결과를 얻을 수 있다.

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참고