5-3. LOD 시스템 | UE5 Mass Entity Deep Dive

01

3중 LOD 체계

시각화, 시뮬레이션, 리플리케이션의 독립적 LOD

Mass Entity의 LOD 시스템은 세 가지 독립적인 LOD로 구성됩니다. 각각 다른 목적으로 최적화를 수행합니다.

LOD 타입	목적	4단계
Visualization LOD	시각적 표현 품질 제어	Full Actor → Low Actor → ISM → None
Simulation LOD	로직 연산 빈도 제어	매 틱 → 격틱 → 저빈도 → 정지
Replication LOD	네트워크 전송 빈도 제어	고빈도 → 중빈도 → 저빈도 → 없음

                    LOD 단계와 Significance 값
                    // LOD Significance 값 (0.0 ~ 3.0)
//
// High   = 0.0 ~ 1.0  (카메라 가까움, 화면 중앙)
// Medium = 1.0 ~ 2.0  (중거리, 화면 가장자리)
// Low    = 2.0 ~ 3.0  (원거리)
// Off    = 3.0+       (최원거리 또는 시야 밖)
//
// Significance 계산 요소:
// 1. 카메라까지의 거리
// 2. 시야각(Frustum) 내 위치
// 3. 오클루전(Occlusion) 상태
                

02

Simulation LOD

먼 엔티티의 연산 빈도를 줄여 CPU 부하 절감

Simulation LOD는 시각화와 독립적으로, 엔티티의 로직 실행 빈도를 조절합니다. 멀리 있는 엔티티는 매 프레임이 아닌 몇 프레임마다 한 번 처리됩니다.

                    Simulation LOD 동작
                    // Simulation LOD 단계별 처리 빈도
//
// High:   매 틱 실행 (Full Rate)
//         → 카메라 주변의 핵심 엔티티
//
// Medium: 2~4 틱마다 1회 (Half Rate)
//         → 중거리 엔티티
//
// Low:    8~16 틱마다 1회 (Low Rate)
//         → 원거리 엔티티
//
// Off:    처리하지 않음 (Dormant)
//         → 시야 밖이나 매우 먼 엔티티
//         → 데이터는 유지, 로직만 정지
                

                    C++ - Processor에서 Simulation LOD 활용
                    // Variable Tick Rate Processor 패턴
void UMySimProcessor::ConfigureQueries()
{
    SimQuery.AddRequirement<FTransformFragment>(
        EMassFragmentAccess::ReadWrite);
    SimQuery.AddRequirement<FMassSimulationLODFragment>(
        EMassFragmentAccess::ReadOnly);
    SimQuery.RegisterWithProcessor(*this);
}

void UMySimProcessor::Execute(
    FMassEntityManager& EntityManager,
    FMassExecutionContext& Context)
{
    SimQuery.ForEachEntityChunk(EntityManager, Context,
        [](FMassExecutionContext& Ctx)
    {
        const auto LODs = Ctx.GetFragmentView
            <FMassSimulationLODFragment>();

        for (int32 i = 0; i < Ctx.GetNumEntities(); ++i)
        {
            // Off 상태면 처리 건너뛰기
            if (LODs[i].LOD == EMassLOD::Off)
                continue;

            // LOD에 따라 처리 빈도 조절
            if (LODs[i].LOD == EMassLOD::Low &&
                !LODs[i].ShouldTickThisFrame())
                continue;

            // 실제 로직 처리
            ProcessEntity(Ctx, i);
        }
    });
}
                

Variable Tick의 효과

10,000 엔티티 중 가까운 100개만 매 틱 처리하고, 나머지 9,900개를 4~16틱마다 처리하면 CPU 부하가 약 1/4~1/16로 감소합니다. 사용자는 거의 차이를 느끼지 못합니다.

03

Replication LOD

네트워크 멀티플레이어에서의 LOD 기반 대역폭 최적화

Replication LOD는 멀티플레이어 환경에서 각 클라이언트에 대해 엔티티의 네트워크 전송 빈도를 결정합니다.

                    Replication LOD 개념
                    // 각 클라이언트별로 독립적인 Replication LOD
//
// 서버: 10,000 엔티티 시뮬레이션
//
// 클라이언트 A (카메라 위치 기준):
//   High: 50개  → 매 틱 전송 (30Hz)
//   Med:  200개 → 10Hz 전송
//   Low:  500개 → 2Hz 전송
//   Off:  9250개 → 전송 안 함
//
// 클라이언트 B (다른 위치):
//   High: 80개  → 30Hz
//   Med:  150개 → 10Hz
//   Low:  400개 → 2Hz
//   Off:  9370개 → 전송 안 함
//
// → 각 클라이언트가 실제로 수신하는 데이터는
//   전체의 약 7~8%에 불과
                

Experimental 상태

Mass Replication은 실험적 기능입니다. 서버→클라이언트 단방향 전송만 지원하며, 커스텀 값 리플리케이션은 C++ 구현이 필요합니다. 프로덕션 사용 시 충분한 테스트가 필요합니다.

04

LOD 설정 튜닝

프로젝트에 맞는 LOD 거리와 설정 조정

시가지 (City)

High: 0~30m
Medium: 30~150m
Low (ISM): 150~800m
Off: 800m+
Actor Pool: 80

개활지 (Open)

High: 0~50m
Medium: 50~300m
Low (ISM): 300~2000m
Off: 2000m+
Actor Pool: 50

                    C++ - LOD 거리 CVar
                    // 런타임에서 LOD 거리 조정 (CVar)
//
// mass.lod.HighDistance 50
// mass.lod.MediumDistance 200
// mass.lod.LowDistance 1000
// mass.lod.OffDistance 5000
//
// 시뮬레이션 LOD 빈도
// mass.SimLOD.MediumTickRate 2    (2틱마다 1회)
// mass.SimLOD.LowTickRate 8       (8틱마다 1회)
                

프로파일링 기반 튜닝

stat Mass와 Unreal Insights로 프레임 타임을 측정하면서 LOD 거리를 조정하세요. 목표 프레임레이트를 유지하면서 가능한 한 많은 엔티티를 높은 품질로 표시하는 균형점을 찾는 것이 핵심입니다.

SUMMARY

핵심 요약

Mass Entity의 LOD는 Visualization, Simulation, Replication 세 가지가 독립적으로 동작한다
각 LOD는 High, Medium, Low, Off의 4단계로 구분되며, Significance 값(0.0~3.0)으로 계산된다
Simulation LOD는 먼 엔티티의 로직 실행 빈도를 줄여 CPU 부하를 1/4~1/16로 절감한다
Replication LOD는 클라이언트별로 네트워크 전송 빈도를 조절하여 대역폭을 최적화한다
LOD 거리와 설정은 CVar로 런타임 조정이 가능하며, 프로파일링 기반 튜닝이 필수이다
환경 특성(시가지/개활지)에 따라 LOD 거리와 Actor Pool 크기를 다르게 설정한다

PRACTICE

도전 과제

배운 내용을 직접 실습해보세요

실습 1: LOD 거리 임계값 설정

MassLOD Trait에서 각 LOD 레벨(High, Medium, Low, Off)의 거리 임계값을 설정하세요. Off 거리 이상의 엔티티는 시뮬레이션도 중단되는 것을 확인하세요.

실습 2: LOD별 Processor 분기

Processor에서 FMassLODFragment의 LOD 레벨을 읽어, High에서는 정밀한 물리, Medium에서는 간소화된 이동, Low에서는 위치만 업데이트하는 LOD 기반 시뮬레이션 분기를 구현하세요.

심화 과제: 동적 LOD Budget 시스템

전체 프레임 예산을 기반으로 LOD 거리를 동적으로 조절하는 시스템을 만드세요. 엔티티가 많아지면 LOD 거리를 자동으로 줄이고, 적어지면 늘리는 적응형 LOD를 구현하세요.