카오스 플레시 시스템 소개
카오스 플레시(Chaos Flesh) 시스템은 언리얼 엔진에서 디폼 가능한 소프트 바디의 고퀄리티 리얼타임 시뮬레이션을 제공합니다. 리지드 바디 시뮬레이션과 달리 소프트 바디의 셰이프는 시뮬레이션 동안 프로퍼티를 기반으로 변경할 수 있습니다.
카오스 플레시 시스템은 다양한 파라미터를 사용한 스태틱 및 스켈레탈 메시 시뮬레이션을 지원하므로 아티스트가 지금까지와는 전혀 다른 수준으로 최종 결과를 제어할 수 있게 해 줍니다. 이 시스템의 주요 초점은 스켈레탈 애니메이션 동안 캐릭터의 근육 디포메이션을 시뮬레이션하는 것입니다.
카오스 플레시 시스템은 런타임에서 저해상도 지오메트리를 시뮬레이션하고 고해상도 시네마틱 퀄리티 지오메트리의 오프라인 시뮬레이션에서 캐싱된 결과를 활용하여 높은 퍼포먼스를 구현합니다.
소프트 바디 실시간 시뮬레이션
아티스트는 카오스 플레시 시스템을 사용하여 언리얼 엔진 내에서 물리 기반 사면체 시뮬레이션을 실행할 수 있습니다. 이 시스템은 저해상도 지오메트리의 리얼타임 시뮬레이션과 고해상도 시네마틱 퀄리티 지오메트리에서 캐싱된 결과를 생성합니다.
카오스 시뮬레이터의 디포메이션 설정을 생성할 수 있는 데이터플로 에셋 제작 시스템을 통해 카오스 플레시를 관리할 수 있습니다. 데이터플로 노드 기반 에디터는 닫혀 있는 스태틱 및 스켈레탈 메시 표면에서 사면체 지오메트리를 자동으로 생성하는 컨트롤은 물론 내부 시뮬레이션 프로퍼티를 정의하는 툴도 제공합니다.
시뮬레이션은 연결된 솔버 액터 를 통해 관리됩니다. 독립형 액터를 사용하면 스켈레탈 메시 액터의 표면 디포머를 통해 결과물을 시각화하여 스켈레탈 메시의 로컬 공간 내에서 시뮬레이션할 수 있습니다. 솔버 액터는 다음에 대한 컨트롤을 노출합니다.
- 서브스테핑 관리
- 모델 스레딩
- 시뮬레이션의 글로벌 프로퍼티
기술적 구현
사면체 메싱 툴
소프트 바디 시뮬레이션을 시작하려면 먼저 트라이앵글화된 스태틱 메시 또는 스켈레탈 메시와 같은 오브젝트의 표면 표현을 동일한 오브젝트의 볼류메트릭 표현으로 변환해야 합니다. 카오스 플레시 시스템은 스태틱 또는 스켈레탈 메시를 시뮬레이션 동안 사용할 수 있도록 동등한 사면체 지오메트리 표현으로 변환합니다.
카오스 플레시 시스템은 닫힌 스켈레탈 및 스태틱 메시 지오메트리에서 사면체 지오메트리를 생성할 수 있는 다음과 같은 방법을 제공합니다.
- 첫 번째 방법: 등위면 스터핑을 사용한 사면체 볼륨 생성
- 두 번째 방법: 야생에서의 사면체 메싱(Tetrahedral Meshing in the Wild, TetWild) 알고리즘을 사용한 사면체 볼륨 생성
- 세 번째 방법: 커스텀 알고리즘을 사용한 방사상 사면체 지오메트리 생성
사면체 시뮬레이션
카오스 플레시 시스템은 생성된 사면체 지오메트리를 사용하여 물리 기반 시뮬레이션을 실시간으로 실행합니다.
이 시스템은 키네마틱 컨스트레인트를 사용하여 사면체 지오메트리를 해당 애니메이션에 대응하는 스켈레탈 메시에 바인딩합니다. 또한 이 시스템은 약한 컨스트레인트를 사용하여 사면체 지오메트리를 시뮬레이션 버텍스에 바인딩합니다.
이 시스템을 사용하면 댐핑 및 질량 값과 같은 시뮬레이션 프로퍼티를 파티클별로 설정할 수 있습니다. 또한 이 시스템은 제한된 로컬 스페이스 시뮬레이션을 지원하며 균등한 압축 불가능성과 휴식 상태 조정 세팅을 제공합니다.
월드 솔버 상호작용
카오스 플레시 시뮬레이션은 실시간으로 환경과 인터랙션할 수 있습니다. 이 시스템은 레이캐스트를 사용하여 (복잡한) 사면체 지오메트리에서 환경 인터랙션을 탐지합니다.
이 시스템은 컨스트레인트 위치를 주도하는 입력 애니메이션은 물론 단방향 환경 콜리전도 예술적 관점에서 조절할 수 있는 블루프린트를 지원합니다.
또한 이 시스템은 월드 솔버의 리지드 바디에서 컨벡스 및 분석 콜리전을 탐지할 수 있습니다. 이를 통해 소프트 바디가 시뮬레이션되는 다른 리지드 바디와 실시간으로 충돌할 수 있어 더 복잡한 시뮬레이션이 가능합니다.
또한 디폼 가능한 시뮬레이션을 월드 솔버 전후에 설정하도록 게임 틱 순서를 환경설정할 수 있습니다.
렌더링 기능
사면체 메시는 시뮬레이션에 좋은 볼류메트릭 구조체이지만, 일반적으로는 렌더링에 적합한 표면이 아닙니다. 렌더링 표면을 보기 좋게 만드는 것은 중요하므로, 이 시스템은 시뮬레이션 결과물을 렌더링에 최적화된 표면으로 전송합니다.
또한 카오스 플레시 시스템은 디버깅 목적으로 에디터 내에서 사면체 지오메트리를 시각화할 수 있습니다. 스켈레탈 메시 디포머 시각화도 지원합니다.
스태틱 지오메트리에서는 나나이트 디스플레이스먼트 맵 디포메이션을 통해 나나이트 메시도 지원됩니다.
시뮬레이션 캐싱
플레시 시뮬레이션을 실시간으로 실행하면 계산 비용이 많이 들 수 있습니다. 이러한 이유로 카오스 플레시 시스템은 시뮬레이션 결과물을 캐싱하여 원활한 런타임 재생을 지원하는 기능을 제공합니다.
시퀀서를 사용하여 모든 시뮬레이션의 캐싱된 지오메트리 결과물을 스크럽하고 Get Take 및 무비 렌더 큐(Movie Render Queue, MRQ) 를 통해 시뮬레이션을 렌더링할 수 있습니다.
에픽 디벨로퍼 커뮤니티의 Chaos Flesh 튜토리얼을 따라 하면 카오스 플레시 시스템 사용법을 익힐 수 있습니다.