usf와 ush?
usf: Unreal Shader File - 셰이더 진입점 (ex .cpp)ush: Unreal Shader Header - 함수/매크로 정의, #include로 가져옴 (ex .h)
둘 다 내용은 HLSL(DirectX 기반 셰이더 언어) + 거기에 언리얼이 자체 매크로/전처리기 확장을 올린 형태.
Vulkan/Metal/OpenGL - 엔진의 셰이더 컴파일러가 크로스 컴파일해줌.
플랫폼 별 크로스컴파일 흐름.
.usf/.ush (HLSL) → ShaderCompileWorker → 플랫폼별 바이너리 (DXIL/SPIR-V/Metal) → DDC 캐시 → 런타임 RHI
셰이더만 고쳤는데 왜 결과 안바뀌지? 할땐 recomplieshaderschanged 콘솔 입력!
왜 자체 확장자를 쓸까?
HLSL은 원래 부동소수점 타입을 가지고 있음.
float- 32bit 정밀도half- 16bit 정밀도 빠르지만 부정확fixed- 모바일 전용, 아주 낮은 정밀도 거의 안씀
만약 같은 셰이더 코드를 PC와 모바일에서 둘 다 사용하고 싶다면??
- PC GPU: float를 써도 성능 여유 충분
- 모바일 GPU: float를 쓰기엔 여유가 부족
순수 HLSL로 한다면, 모바일과 PC 즉 같은 코드 두 개를 유지보수해야함ㅠㅠ
그래서 언리얼에선 추상화 매크로로 플랫폼별로 다르게 정의된 매크로가 들어가있음.
#if MOBILE_PROFILE
#define MaterialFloat3 half3
#else
#define MaterialFloat3 float3
#endif
이때 셰이더 작성자는 그냥 이렇게 씀
MaterialFloat3 BaseColor =
GetMaterialBaseColor(Parameters);
결국 하나의 코드가 플랫폼에 맞는 타입으로 자동 컴파일(추상화!)를 위한 아이디어다.
그리고 c++과 셰이더 uniform을 연결하기 위한 장치임.
순수 HLSL 방식은
// MyShader.hlsl
cbuffer MyParams
{
float4 Color;
float Intensity;
};
c++에선 문자열 이름과 오프셋으로 수동 바인딩을 함.
// 순수 DirectX 수도 코드
auto Loc = shader.GetUniformLocation("Color");
shader.SetUniform4f(Loc, r, g, b, a);
shader.SetUniform1f(IntensityLoc, 0.5f);
// 문자열로 찾고, 바이트 단위로 세팅
자 여기서 문제가 발생한다.
- Color를 오타내면? > 조용히 런타임 실패
- 셰이더는 float4인데 c++에서 float3으로 보내면? > 메모리 깨짐
- 파라미터 하나 추가/제거할 때마다 두 파일 동기화 해줘야함
아주 불편…
그래서 언리얼에서는 매크로로 한번만 선언해주는거다.
// MyShader.h
BEGIN_SHADER_PARAMETER_STRUCT(FMyShaderParams, )
SHADER_PARAMETER(FVector4f, Color)
SHADER_PARAMETER(float, Intensity)
SHADER_PARAMETER_TEXTURE(Texture2D, SceneTexture)
END_SHADER_PARAMETER_STRUCT()
이렇게 선언하면 c++ 구조체의 필드가 그대로 보임.
엔진이 자동으로:
- 타입 일치 검증
- 메모리 레이아웃 계산
- uniform 바인딩
- 문자열 조회 없이 오프셋 직결
c++에서 UPROPERTY 한 번 선언하면 BP가 자동으로 인식하는 것과 같은 맥락.
선언 한번으로 양쪽에서 사용
마지막으론 머티리얼 에디터를 위함.
- 머티리얼 에디터에서 노드를 짠다.
- 엔진이 그걸 HLSL 코드 조각으로 변환
즉 머티리얼은 ush 템플릿 안의 빈 자리에 주입되는 비주얼 스크립트
위 사진은 간단한 머테리얼 노드가 어떻게 HLSL로 변환되어 나타나지는가를 보여줌.
창 -> 셰이더 코드 -> HLSL 선택하면 나옴.
모바일 용으로도 디버깅 할 수 있다.
결론
셰이더 쪽은 항상 어렵다..
계속해서 공부해야 할 부분
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