5-1. VSM 아키텍처 | UE5 Rendering Deep Dive

01

기존 vs VSM

Cascaded Shadow Maps	Virtual Shadow Maps
고정 해상도	16k x 16k 가상 해상도
전체 맵 렌더링	온디맨드 페이지 렌더링
거리별 품질 저하	일관된 고품질
Nanite와 비호환	Nanite 최적화

02

페이지 아키텍처

                    페이지 구조
                    // 페이지 구조
PageSize = 128 x 128 pixels
VirtualResolution = 16384 x 16384 (16k)

// 페이지 할당
// - 깊이 버퍼 분석 기반
// - 화면에 보이는 픽셀에 필요한 페이지만 할당/렌더링
// - 프레임 간 캐싱
                

16k

Virtual Resolution

128px

Page Size

03

물리 페이지 풀

메모리 관리와 페이지 할당

VSM은 물리 페이지 풀에 실제 섀도우 데이터를 저장합니다. 가상 해상도는 16k이지만, 실제로 렌더링되는 페이지만 물리 메모리를 사용합니다.

                    페이지 풀 설정
                    // 물리 페이지 풀 크기
r.Shadow.Virtual.MaxPhysicalPages = 4096  // 기본값

// 메모리 계산: 4096 pages x 128x128 x 4bytes = ~256MB

// 풀 부족 징후: 체커보드 패턴 발생
// 해결: MaxPhysicalPages 증가 또는 라이트 수 감소

// 페이지 풀 시각화
r.Shadow.Virtual.Visualize = 1
                

체커보드 패턴

그림자에 체커보드 패턴이 보이면 물리 페이지 풀이 부족하다는 신호입니다. r.Shadow.Virtual.MaxPhysicalPages를 증가시키거나 동시에 활성화되는 섀도우 라이트 수를 줄이세요.

04

Nanite와의 시너지

왜 VSM에 Nanite가 필수인가

VSM은 Nanite와 함께 사용하도록 설계되었습니다. Non-Nanite 지오메트리는 VSM에서 심각한 성능 문제를 유발합니다.

Nanite + VSM 시너지

Nanite: GPU-Driven으로 섀도우 페이지를 효율적으로 렌더링
Non-Nanite: CPU Draw Call 기반으로 페이지당 개별 렌더링 필요
결과: Non-Nanite 메시가 있으면 VSM 비용이 급증

핵심 원칙

모든 Static Mesh에 Nanite를 활성화하세요. Non-Nanite 메시 하나가 수천 개의 VSM 페이지를 개별 렌더링하게 만들어 전체 섀도우 성능을 저하시킵니다.

SUMMARY

핵심 요약

VSM은 16k 가상 해상도의 고품질 섀도우 시스템
128x128 페이지 단위로 온디맨드 렌더링
물리 페이지 풀 부족 시 체커보드 패턴 발생
Non-Nanite 메시는 VSM 성능의 주적

PRACTICE

도전 과제

배운 내용을 직접 실습해보세요

실습 1: VSM 시각화

r.Shadow.Virtual.Visualize = 1로 VSM 페이지 할당을 시각화하고, 카메라를 이동하면서 온디맨드 페이지 렌더링이 어떻게 동작하는지 관찰하세요.

실습 2: Non-Nanite 영향 테스트

씬에 Non-Nanite Static Mesh를 추가/제거하면서 stat ShadowRendering의 비용 변화를 비교하세요. Nanite 활성화 전후의 VSM 렌더링 시간 차이를 기록하세요.

심화 과제

r.Shadow.Virtual.MaxPhysicalPages를 의도적으로 512로 낮춰 페이지 풀 부족 상황을 만들고, 체커보드 패턴을 확인하세요. 그 후 적절한 값을 찾아 문제를 해결하고, 메모리 사용량과 품질의 최적점을 도출하세요.