3-1. Sprite & Mesh 렌더러 | UE5 Niagara Deep Dive

01

시뮬레이션-렌더링 분리

Niagara 렌더러의 핵심 설계 원칙

Niagara의 가장 중요한 아키텍처 특징 중 하나는 시뮬레이션과 렌더링이 완전히 분리되어 있다는 점입니다. Cascade에서는 파티클 시뮬레이션과 렌더링이 결합되어 있었지만, Niagara에서는 하나의 시뮬레이션에 여러 렌더러를 동시에 연결할 수 있습니다.

다중 렌더러 예시
Fire Emitter
  // 하나의 파티클 시뮬레이션에 3개의 렌더러 연결
  Render:
    └ Sprite Renderer   // 불꽃 스프라이트 표시
    └ Light Renderer    // 불빛 효과
    └ Mesh Renderer     // 불씨 파편 메시

렌더러 타입	용도	비용
Sprite Renderer	카메라를 향하는 2D 빌보드	낮음
Mesh Renderer	3D 스태틱 메시 인스턴싱	중간
Ribbon Renderer	파티클을 연결하는 띠/트레일	중간
Light Renderer	파티클 위치에 동적 라이트 생성	높음
Component Renderer	임의의 UE 컴포넌트 스폰	매우 높음

02

Sprite Renderer 상세

가장 기본적이고 가벼운 렌더러

Sprite Renderer는 각 파티클을 카메라를 향하는 2D 쿼드(빌보드)로 표시합니다. 가장 가볍고 일반적인 렌더러입니다.

주요 파라미터

파라미터	타입	설명
`Material`	UMaterial	파티클 표면에 적용할 머티리얼
`Alignment`	Enum	Unaligned(카메라 향함), Velocity Aligned, Custom Alignment
`Facing Mode`	Enum	Face Camera, Face Camera Position, Custom Facing Vector
`Sort Mode`	Enum	None, View Depth, View Distance, Custom Ascending/Descending
`Sub Image Size`	Vector2	텍스처 아틀라스의 행/열 수 (스프라이트 시트 애니메이션)
`Cutout Texture`	UTexture2D	알파 기반 자동 메시 생성으로 오버드로우 감소

Sprite Attribute 바인딩

Sprite Renderer가 읽는 Particle Attribute
// 자동 바인딩되는 Attribute (기본값)
Position Binding     : Particles.Position
Color Binding        : Particles.Color
Sprite Size Binding  : Particles.SpriteSize
Sprite Rotation Binding: Particles.SpriteRotation
Velocity Binding     : Particles.Velocity      // Alignment에 사용
Sub Image Index      : Particles.SubImageIndex  // 스프라이트 시트 프레임
Dynamic Material 0   : Particles.DynamicMaterialParameter  // 머티리얼 전달

// 커스텀 바인딩으로 변경 가능
// 예: 커스텀 Attribute를 Position에 바인딩
Position Binding     : Particles.CustomPosition

Sub Image 애니메이션

스프라이트 시트 애니메이션을 사용하려면: 1) Sub Image Size를 텍스처의 행/열 수로 설정 (예: 4x4 = 16프레임), 2) Particle Update에서 SubUV Animation 모듈을 추가, 3) 머티리얼에서 SubUV를 지원하는 Particle SubUV 노드 사용.

03

Mesh Renderer 상세

3D 메시 인스턴싱 렌더러

Mesh Renderer는 각 파티클을 3D Static Mesh로 표시합니다. GPU 인스턴싱을 사용하여 동일한 메시를 대량으로 효율적으로 렌더링합니다.

주요 파라미터

파라미터	설명
`Particle Mesh`	렌더링할 Static Mesh 에셋. 여러 메시를 배열로 추가 가능.
`Override Materials`	메시의 머티리얼을 오버라이드. Niagara 전용 머티리얼 적용.
`Facing Mode`	Default(파티클 회전 사용), Velocity, Camera Position 등
`Sort Mode`	반투명 메시의 렌더링 순서 제어
`Enable Mesh Flipping`	Scale로 메시를 뒤집어 다양성 추가
`LOD Level`	사용할 LOD 레벨 (0이 최고 품질)

Mesh Renderer 설정 예시: 파편 이펙트
Mesh Renderer
{
    Meshes: [
        SM_Debris_01,     // 파편 메시 1
        SM_Debris_02,     // 파편 메시 2
        SM_Debris_03      // 파편 메시 3
    ]
    // 파티클마다 Particles.MeshIndex로 메시 선택

    Override Materials: M_Debris_Niagara
    Facing Mode: Default
    Sort Mode: View Depth
}

// Particle Spawn에서 랜덤 메시 선택
Set (Particles.MeshIndex) = Uniform Ranged Int
    Min = 0, Max = 2

// Particle Spawn에서 랜덤 회전 설정
Initial Mesh Orientation
    Rotation = Uniform Ranged Vector
    Min = (0, 0, 0), Max = (360, 360, 360)

Sprite vs Mesh 선택 기준

Sprite: 연기, 불꽃, 먼지 등 부드러운 볼륨 이펙트. 대량의 파티클에 적합. Mesh: 파편, 돌조각, 잎사귀 등 명확한 형태의 오브젝트. 물리적 존재감이 필요할 때 사용. Mesh는 Sprite보다 렌더링 비용이 높으므로 파티클 수를 제한하세요.

04

Material Binding

파티클 데이터를 머티리얼에 전달

Niagara 파티클의 Attribute를 머티리얼 파라미터로 전달하여 파티클마다 다른 셰이딩 효과를 만들 수 있습니다.

Dynamic Material Parameter

머티리얼 연동 설정
// 1. 머티리얼에 Dynamic Parameter 노드 추가
Material Editor:
  DynamicParameter 노드 추가
    Param1 (R): EmissiveStrength
    Param2 (G): DissolveAmount
    Param3 (B): CustomData
    Param4 (A): Unused

// 2. Niagara에서 파티클에 Dynamic Material Parameter 설정
Particle Spawn / Update:
  Set (Particles.DynamicMaterialParameter)
    = float4(EmissiveValue, DissolveValue, 0, 0)

// 3. Renderer에서 바인딩 확인
Sprite/Mesh Renderer:
  Dynamic Material Parameters → Particles.DynamicMaterialParameter

Particle Color 바인딩

머티리얼에서 Particle Color 노드를 사용하면, Niagara의 Particles.Color Attribute가 자동으로 전달됩니다. 별도 설정 없이 바로 사용 가능합니다.

머티리얼 호환성

Niagara에서 사용할 머티리얼은 Used with Niagara Sprites / Niagara Mesh Particles 옵션이 활성화되어야 합니다. Material Details에서 Usage 섹션을 확인하세요. 이 옵션이 꺼져 있으면 기본 머티리얼이 대신 사용됩니다.

SUMMARY

핵심 요약

Niagara는 시뮬레이션과 렌더링이 분리되어 하나의 Emitter에 여러 렌더러를 동시에 연결할 수 있습니다.
Sprite Renderer는 카메라를 향하는 2D 빌보드로, 연기/불꽃 등 부드러운 이펙트에 적합합니다.
Mesh Renderer는 GPU 인스턴싱으로 3D 메시를 표시하며, 파편/물체 등 물리적 형태에 적합합니다.
렌더러는 Attribute Binding으로 파티클 데이터를 읽으며, 커스텀 바인딩으로 변경 가능합니다.
Dynamic Material Parameter를 통해 파티클 데이터를 머티리얼에 전달할 수 있습니다.
Niagara 전용 머티리얼은 Usage에서 Used with Niagara 옵션을 활성화해야 합니다.

PRACTICE

도전 과제

배운 내용을 직접 실습해보세요

실습 1: Sprite Renderer 설정 최적화

Sprite Renderer의 Alignment(Camera Facing, Velocity Aligned), Sort Mode(By Distance, By Age), SubImage 설정을 변경하며 불꽃 이펙트에 적합한 조합을 찾으세요. SubUV 애니메이션도 적용해보세요.

실습 2: Mesh Renderer로 파편 시스템

Mesh Renderer를 추가하고 Static Mesh(작은 돌 메시)를 할당하세요. Particle의 Mesh Orientation을 Random으로 초기화하고, Update에서 회전을 추가하여 날아가며 회전하는 파편을 구현하세요.

심화 과제: Sprite + Mesh 복합 렌더러

하나의 이미터에 Sprite Renderer(글로우/빛번짐)와 Mesh Renderer(실제 파편)를 동시에 추가하여, 발광하며 날아가는 파편 이펙트를 만드세요. 각 렌더러의 머티리얼을 독립적으로 설정하세요.