Unreal Engine는 Ray Tracing을 사용하나요?

레이 트레이싱은 업계에서 가장 큰 도약 중 하나로, 과거에는 대규모 할리우드 영화에서만 가능했던 비주얼을 실시간으로 구현할 수 있게 해주었습니다. 개발자, 게이머, 혹은 단순한 기술 애호가라면 한 번쯤 이런 질문을 해봤을 것입니다.
“Unreal Engine는 레이 트레이싱을 사용하나요?”

짧은 대답은 다음과 같습니다: 네, 물론입니다.
Unreal Engine는 단순히 레이 트레이싱을 지원하는 수준을 넘어, 이를 핵심 렌더링 파이프라인에 깊이 통합하여 실시간 포토리얼리즘의 한계를 계속해서 확장하고 있습니다.

이 가이드에서는 Unreal Engine가 레이 트레이싱을 어떻게 활용하는지 자세히 살펴보겠습니다.
자, 시작해볼까요!

Unreal Engine는 Ray Tracing을 어떻게 통합하나요?

Does Unreal Engine use Ray Tracing image 1

Image Source: Epic Games

Unreal Engine는 버전 4.22부터 공식적으로 레이 트레이싱을 지원해 왔으며, Unreal Engine 5(UE5)에 이르러 그 기능은 완전히 새로운 수준으로 발전했습니다. 이제 레이 트레이싱은 더 이상 “선택적 기능”이 아니라, Nanite와 Lumen 같은 시스템을 통해 엔진이 빛과 지오메트리를 처리하는 핵심 요소가 되었습니다.

하드웨어 측면에서 Unreal Engine는 DirectX 12와 Vulkan 같은 API를 통해 레이 트레이싱을 지원하는 최신 GPU를 활용합니다. 레이 트레이싱이 활성화되면, 엔진은 BVH(Bounding Volume Hierarchies)와 같은 가속 구조를 생성하여 복잡한 씬에서도 효율적으로 광선을 추적합니다. 이러한 구조 덕분에 Unreal Engine는 지오메트리와 빛의 상호작용을 물리적으로 정확하게 계산할 수 있으며, 카메라 이동이나 라이팅 변화에도 자연스럽게 반응하는 사실적인 반사와 그림자를 구현할 수 있습니다.

Unreal Engine가 레이 트레이싱을 활용하는 주요 방식은 다음과 같습니다:

Ray-Traced Reflections: 기존의 스크린 공간 반사(SSR)는 오브젝트가 화면 밖으로 벗어나면 오류가 발생하지만, 레이 트레이싱 반사는 움직이는 캐릭터와 물, 금속 같은 고해상도 머티리얼까지 포함하여 전체 환경을 정확하게 반사합니다.
Ray-Traced Global Illumination (GI): 자연스러운 빛의 반사를 생성합니다. 예를 들어 강한 빛이 빨간 벽에 닿으면, 바닥에 은은한 붉은 색 번짐이 생겨 씬이 더욱 현실감 있게 느껴집니다.
Ray-Traced Shadows: 픽셀 깨짐 없는 그림자 표현이 가능합니다. 레이 트레이싱은 광원의 미세한 움직임에도 반응하는 부드럽고 정확한 접촉 그림자를 제공합니다.
Translucency & Refraction: 유리, 크리스탈, 얼음 같은 재질을 렌더링할 때, 빛이 어떻게 굴절되는지를 계산하여 고급스럽고 사실적인 결과를 만들어냅니다.
Ambient Occlusion: 표면이 만나는 틈새나 구석에 자연스러운 깊이감과 음영을 더해주며, SSAO 같은 기존 기법보다 훨씬 정확합니다.

Ray Tracing과 Lumen의 차이점

Does Unreal Engine use Ray Tracing image 4

Image Source: Epic Games

가장 자주 받는 질문 중 하나는 UE5의 대표적인 라이팅 시스템인 Lumen이 레이 트레이싱과 같은 것인가 하는 점입니다.
Lumen은 글로벌 일루미네이션 시스템으로, 레이 트레이싱을 사용할 수도 있지만 매우 유연하게 설계되어 있습니다. Lumen은 두 가지 모드를 제공합니다:

Software Lumen: 전용 레이 트레이싱 하드웨어 없이도 작동하며, 중급 사양의 PC에 적합합니다.
Hardware Lumen (Ray-Traced Lumen): 레이 트레이싱을 지원하는 GPU에서 하드웨어 가속을 활용합니다. 이 모드를 활성화하면 반사 품질, GI 정확도, 전체 라이팅 퀄리티가 크게 향상됩니다.

이러한 유연성은 UE5의 가장 큰 강점 중 하나로, 프로젝트에 맞춰 성능과 포토리얼리즘의 균형을 자유롭게 선택할 수 있습니다.

Path Tracing에 대하여

영화, 건축 시각화(Archviz), 하이엔드 광고 작업을 하는 분들을 위해 Unreal Engine는 Path Tracer도 제공합니다. 일반적인 레이 트레이싱이 실시간 성능을 목표로 한다면, Path Tracer는 오프라인 렌더링을 위한 기능입니다. 속도는 느리지만 픽사급 퀄리티에 가까운 매우 정확한 결과물을 제공하며, 게임 플레이 프레임을 유지할 필요가 없는 시네마틱 작업에 이상적입니다.

Unreal Engine에서 Ray Tracing을 사용하기 위한 하드웨어 요구 사항

Does Unreal Engine use Ray Tracing image 3

Image Source: Unreal Engine

매 초마다 수백만 개의 광선을 계산하려면 상당한 연산 성능이 필요합니다. Unreal Engine에서 하드웨어 레이 트레이싱을 사용하려면 다음과 같은 사양이 필요합니다:

최소 GPU: NVIDIA RTX 2000 시리즈 이상 또는 AMD Radeon RX 6000 시리즈 이상
전문 작업 권장 사양: RTX 4090 또는 5090
최상위 구성: 시네마틱 Path Tracing 작업에는 RTX 4090 또는 멀티 GPU 워크스테이션 권장
메모리: 최소 32GB RAM 및 빠른 NVMe SSD 권장

Unreal Engine에서 Ray Tracing을 활성화하는 방법

Does Unreal Engine use Ray Tracing image 5

Image Source: Unreal Engine

GPU가 하드웨어 레이 트레이싱(NVIDIA RTX 또는 AMD RDNA2+)을 지원하는지 확인하세요. 지원되지 않는 그래픽 카드에서는 레이 트레이싱이 작동하지 않습니다.

Step 1: 프로젝트 설정 열기
Unreal Engine 5를 실행하고 프로젝트를 엽니다.

Edit → Project Settings 로 이동합니다.

Step 2: DirectX 12 활성화
Platforms → Windows 에서 Default RHI를 DirectX 12로 설정합니다. 이는 하드웨어 레이 트레이싱에 필수입니다.

Step 3: 하드웨어 레이 트레이싱 활성화
Rendering 섹션에서 Support Hardware Ray Tracing을 켭니다. 에디터 재시작 요청이 나타나면 확인 후 재시작하세요.

Step 4: 레이 트레이싱 기능 활성화
재시작 후 Rendering 설정으로 돌아가 Ray Traced Shadows, Ray Traced Reflections, Ray Traced Ambient Occlusion 등 필요한 기능을 활성화합니다.

Hardware Lumen (선택 사항)
같은 설정에서 “Lumen”을 검색한 뒤 Hardware Ray Tracing을 활성화하면 더욱 높은 품질을 얻을 수 있습니다.

Unreal Engine에서 Ray Tracing 사용의 장단점

Does Unreal Engine use Ray Tracing image 2

Image Source: Unreal Engine

장점

Unreal Engine 5에서 레이 트레이싱의 가장 큰 장점은 시각적 사실감의 비약적인 향상입니다. 레이 트레이싱 기반의 라이팅, 반사, 그림자는 물리적으로 정확하게 동작하여 기존 래스터라이제이션 기법보다 훨씬 자연스러운 결과를 제공합니다. 화면 밖 오브젝트까지 반사되는 정확한 반사 표현과, 거리와 광원 크기에 따라 자연스럽게 변화하는 그림자를 구현할 수 있습니다.

또 다른 장점은 라이팅의 일관성입니다. 글로벌 일루미네이션과 앰비언트 오클루전이 씬 변화에 실시간으로 반응하므로, 베이크드 라이팅이나 수작업 조정이 줄어듭니다. 이는 아티스트가 라이팅, 머티리얼, 지오메트리를 수정할 때 즉시 정확한 결과를 확인할 수 있어 작업 속도를 크게 향상시킵니다.

또한 레이 트레이싱은 Lumen과 같은 최신 렌더링 시스템과도 자연스럽게 통합됩니다. 하드웨어 레이 트레이싱을 활성화하면, 특히 반사와 간접광에서 Lumen의 정확도와 안정성이 더욱 향상됩니다.

단점

가장 큰 단점은 GPU 자원 소모가 매우 크다는 점입니다. 실시간 레이 트레이싱은 매 프레임마다 복잡한 광 경로를 계산해야 하므로 렌더링 부하가 크게 증가합니다. 이는 높은 프레임 레이트를 목표로 하는 프로젝트에서 큰 병목이 될 수 있습니다.

또한 레이 트레이싱은 최신 하드웨어에 의존하기 때문에 저사양 또는 구형 GPU에서는 사용할 수 없습니다. 이로 인해 초보자나 소규모 스튜디오에게는 접근 장벽이 될 수 있습니다.

게임에서 레이 트레이싱을 사용할 경우 최적화 부담도 큽니다. 실시간 환경에서는 프레임 안정성이 필수이므로, 레이 수, 바운스 횟수, 해상도 스케일링, 디노이징 등을 세심하게 조절해야 성능 저하를 방지할 수 있습니다.

마무리 생각

Unreal Engine는 레이 트레이싱을 사용하나요?
네, 매우 깊고 광범위하게 사용합니다.

차세대 트리플 A 게임, 시네마틱 작품, 가상 프로덕션 세트 등 어떤 작업이든 Unreal Engine는 세계 최고 수준의 레이 트레이싱 파이프라인을 제공합니다. 다만 Unreal Engine는 레이 트레이싱에만 의존하지 않고, 전통적인 래스터라이제이션과 Lumen 같은 현대적 시스템을 함께 활용하여 성능과 현실감의 균형을 유지합니다.

결과적으로 레이 트레이싱은 강력한 옵션이지, 필수 요소는 아닙니다. 프로젝트 목표, 타깃 하드웨어, 성능 요구 사항에 따라 선택하는 것이 가장 현명한 접근 방식입니다.

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