Substrate 아키텍처
UE 5.5+의 차세대 머티리얼 시스템 Substrate(구 Strata)의 아키텍처, 기존 시스템과의 차이, 활성화 방법을 학습합니다.
Substrate란 무엇인가
차세대 머티리얼 프레임워크
Substrate(이전 명칭: Strata)는 UE5의 새로운 모듈형 머티리얼 저작 및 렌더링 프레임워크입니다. 기존 Default Lit의 고정된 셰이딩 모델 시스템을 대체하여, 더 유연하고 물리적으로 정확한 머티리얼 표현을 가능하게 합니다.
버전별 상태
| UE 버전 | 상태 | 비고 |
|---|---|---|
| 5.1 ~ 5.4 | Experimental | "Strata" 명칭으로 개발 |
| 5.5 ~ 5.6 | Beta (Production-Ready 수준) | "Substrate"로 명칭 변경, 대규모 개선 |
| 5.7+ | Production-Ready / Default | 기본 머티리얼 시스템으로 채택 |
Substrate의 핵심 개념은 "물질의 슬랩(Slab of Matter)"입니다. 모든 재질을 인터페이스(표면)와 미디엄(내부)의 조합으로 기술하여, 금속, 유리, 피부, 코팅 등을 하나의 통합된 노드 시스템으로 표현합니다.
기존 시스템과의 차이
Default Lit vs Substrate 비교
| 항목 | Default Lit (기존) | Substrate (신규) |
|---|---|---|
| 셰이딩 모델 | 고정 목록에서 선택 (Default Lit, Subsurface, Clear Coat 등) | Slab BSDF 파라미터 조합으로 자유롭게 구성 |
| 레이어링 | Material Layer Blend (Material Attributes 기반) | 네이티브 Horizontal/Vertical Layering 연산자 |
| 블렌딩 정확도 | 파라미터 선형 보간 (물리적으로 부정확) | BSDF 레벨 블렌딩 (물리적으로 정확) |
| Clear Coat | 전용 셰이딩 모델 필요 | Vertical Layering으로 자연스럽게 구현 |
| SSS | Subsurface / Subsurface Profile 모델 | Slab의 MFP(Mean Free Path) 파라미터 |
| G-Buffer | 고정 레이아웃 | 머티리얼 복잡도에 따라 동적 할당 가능 |
| 호환성 | 전체 호환 | 기존 머티리얼 자동 변환 지원 |
Substrate를 활성화하면 프로젝트의 모든 머티리얼이 자동 변환됩니다. 대부분의 경우 시각적으로 동일하지만, Clear Coat이나 Subsurface 등 특수 셰이딩 모델은 수동 조정이 필요할 수 있습니다. 변환 전 소스 컨트롤 커밋을 권장합니다.
Substrate 활성화 방법
프로젝트에서 Substrate를 사용하기
// Substrate 활성화 경로
Edit → Project Settings
→ Engine → Rendering
→ Substrate Materials (Experimental/Beta)
→ ☑ Enable Substrate
// 또는 DefaultEngine.ini에 직접 추가:
[/Script/Engine.RendererSettings]
r.Substrate=1
// 활성화 후 에디터 재시작 필요
// 모든 셰이더가 재컴파일됩니다
UE 5.7부터 Substrate가 기본 머티리얼 시스템으로 채택되어 별도 활성화가 필요 없습니다. UE 5.5/5.6 사용자는 위 설정으로 수동 활성화해야 합니다.
Substrate 활성화 후 변화
머티리얼 에디터
메인 노드의 입력이 Substrate 전용으로 변경됩니다. Shading Model 선택이 사라지고 Front Material 입력이 나타납니다.
기존 머티리얼 자동 변환
기존 Default Lit 머티리얼은 자동으로 Substrate Slab으로 변환됩니다. 대부분 시각적으로 동일합니다.
셰이더 재컴파일
렌더링 파이프라인이 변경되므로 프로젝트의 모든 셰이더가 재컴파일됩니다. 첫 실행 시 시간이 걸립니다.
Substrate 렌더링 파이프라인
내부 동작 원리
Substrate는 기존 G-Buffer 기반 Deferred Rendering을 확장하여, 머티리얼 복잡도에 따라 유연하게 데이터를 저장합니다.
// Substrate 렌더링 파이프라인
1. Material Classification
→ 각 머티리얼의 복잡도 분석
→ Simple (단일 Slab) / Complex (다층) 분류
2. Base Pass
→ Simple Materials:
기존 G-Buffer와 호환되는 방식으로 저장
→ Complex Materials:
추가 버퍼에 레이어 데이터 저장
3. Substrate Tile Classification
→ 화면을 타일로 분할
→ 타일별 머티리얼 복잡도에 따라 라이팅 패스 분기
4. Lighting Pass
→ Simple: 기존과 유사한 라이팅
→ Complex: 각 레이어별 BSDF 평가 후 합성
단일 Slab(Simple) 머티리얼은 기존 Default Lit과 동등한 성능을 제공합니다. 다층 머티리얼(Vertical/Horizontal Layering)은 추가 비용이 있으므로, 레이어 수를 필요한 최소한으로 유지하세요. 화면에 Complex 타일이 많을수록 라이팅 비용이 증가합니다.
핵심 요약
- Substrate는 고정된 셰이딩 모델 대신 Slab BSDF 파라미터 조합으로 모든 재질을 표현하는 통합 프레임워크입니다.
- UE 5.5/5.6에서 Beta, 5.7+에서 Production-Ready로 기본 활성화됩니다.
- 기존 시스템 대비 물리적으로 정확한 BSDF 레벨 블렌딩, 네이티브 레이어링, 통합 SSS 등이 장점입니다.
- 기존 머티리얼은 자동 변환되지만, 특수 셰이딩 모델은 수동 조정이 필요할 수 있습니다.
- 단일 Slab은 기존과 동등한 성능이며, 다층 머티리얼은 복잡도에 비례하여 추가 비용이 발생합니다.
도전 과제
배운 내용을 직접 실습해보세요
프로젝트 설정에서 Substrate를 활성화한 뒤, 새 머티리얼을 만들어 MakeSlab 노드 하나로 기본 PBR 표면을 구성하세요. 기존 Default Lit 머티리얼과 렌더링 결과를 비교하세요.
기존 Default Lit 머티리얼을 Substrate로 변환하세요. Base Color, Metallic, Roughness, Normal 연결이 Slab 노드의 DiffuseAlbedo, F0, Roughness, Normal로 어떻게 매핑되는지 확인하세요.
Substrate에서 Eye, Hair, Cloth 등 다양한 셰이딩 모델에 해당하는 BSDF 설정을 구현하고, 기존 Shading Model 방식과의 유연성 차이를 분석하세요.