픽셀 쉐이더(프래그먼트 쉐이더)란? 쉽게 이해하기!

픽셀 쉐이더(프래그먼트 쉐이더)란? 쉽게 이해하기!

게임 속에서 캐릭터의 반짝이는 갑옷, 물에 비치는 반사 효과, 그림자가 드리워진 땅 등을 구현할 때 필요한 기술이 있습니다. 바로 픽셀 쉐이더(Pixel Shader), 또는 프래그먼트 쉐이더(Fragment Shader)입니다.

이 글에서는 픽셀 쉐이더가 무엇인지, 어떤 역할을 하는지, 그리고 어떻게 활용할 수 있는지 쉽게 설명하겠습니다! 🚀

 

🖌 1. 픽셀 쉐이더(프래그먼트 쉐이더)란?

픽셀 쉐이더(Pixel Shader)는 화면에 보이는 개별 픽셀의 색을 결정하는 프로그램입니다.

📌 정점 쉐이더(Vertex Shader)가 3D 모델의 위치를 조정하는 역할을 한다면,
📌 픽셀 쉐이더(Fragment Shader)는 각 픽셀의 색상, 밝기, 투명도 등을 계산하는 역할을 합니다.

쉽게 말해, 픽셀 쉐이더는 화면에 출력되는 색상을 결정하는 중요한 기술입니다.

📌 "픽셀 쉐이더"와 "프래그먼트 쉐이더"는 같은 개념입니다.
픽셀 쉐이더라는 이름은 DirectX에서, 프래그먼트 쉐이더라는 이름은 OpenGL에서 사용됩니다.

 

 

🌟 2. 픽셀 쉐이더의 역할

픽셀 쉐이더는 다양한 그래픽 효과를 만들 수 있습니다.

🎬 (1) 빛과 그림자 표현

빛이 캐릭터나 오브젝트에 닿으면 밝게 보이고, 그림자가 생기는 부분은 어둡게 보입니다.
픽셀 쉐이더를 사용하면 조명과 그림자를 계산하여 더 사실적인 그래픽을 만들 수 있습니다.

✔ 햇빛을 받아 밝아지는 부분
✔ 그림자가 생겨 어두워지는 부분

이 모든 것이 픽셀 쉐이더에서 결정됩니다!

🌊 (2) 반사 효과 (금속, 물 표현)

물에 비친 배경이나, 갑옷의 반짝임 같은 효과도 픽셀 쉐이더로 구현할 수 있습니다.
빛을 계산하여 특정 각도에서 반사되는 효과를 만들면 훨씬 더 현실적인 그래픽이 됩니다.

🎭 (3) 텍스처 적용 및 색상 변경

픽셀 쉐이더를 활용하면 텍스처를 적용하고, 색상을 변형할 수 있습니다.
예를 들어:

• 캐릭터가 데미지를 받으면 빨갛게 변하는 효과
• 밤이 되면 배경 색상이 점점 어두워지는 효과

이 모든 것은 픽셀 쉐이더에서 색상을 조절하여 표현할 수 있습니다.

 

🚀 3. 픽셀 쉐이더는 어떻게 작동할까? (간단한 코드 예제)

픽셀 쉐이더는 보통 HLSL(유니티), GLSL(OpenGL), CG 같은 언어로 작성됩니다.
다음은 HLSL로 작성된 간단한 픽셀 쉐이더 예제입니다.

struct v2f {
    float4 pos : SV_POSITION; // 화면 좌표
    float2 uv : TEXCOORD0;    // 텍스처 좌표
};

sampler2D _MainTex;  // 텍스처 샘플러
float4 _Color;       // 색상 변수

float4 frag(v2f i) : SV_Target {
    float4 texColor = tex2D(_MainTex, i.uv); // 텍스처에서 색상 가져오기
    return texColor * _Color; // 텍스처 색상과 지정된 색상을 곱하기
}

📌 이 코드에서 하는 일

1️⃣ float4 texColor = tex2D(_MainTex, i.uv);
→ 텍스처에서 픽셀 색상을 가져옵니다.
2️⃣ return texColor * _Color;
→ 가져온 색상과 설정된 색상을 곱하여 최종 색상을 결정합니다.

✔ 이를 활용하면 게임 캐릭터의 색상을 바꾸거나, 텍스처에 특수 효과를 추가할 수 있습니다.

 

🎨 4. 픽셀 쉐이더를 활용한 다양한 효과

픽셀 쉐이더를 활용하면 다음과 같은 멋진 효과를 만들 수 있습니다.

🔹 (1) 만화풍 쉐이더 (Toon Shader)

픽셀 쉐이더를 이용하면 만화처럼 선명한 색상과 테두리 효과를 만들 수 있습니다.

• 밝은 영역과 어두운 영역을 단순화하여 애니메이션 같은 느낌을 줄 수 있습니다.

 

float brightness = dot(i.normal, _LightDir);
if (brightness > 0.8) return float4(1, 1, 1, 1); // 밝은 영역
else if (brightness > 0.5) return float4(0.7, 0.7, 0.7, 1); // 중간 영역
else return float4(0.3, 0.3, 0.3, 1); // 어두운 영역

✔ 이렇게 하면 밝기에 따라 단계적으로 색이 변하는 효과를 만들 수 있습니다.

 

🔹 (2) 글로우(Glow) 효과

빛나는 오브젝트를 만들고 싶다면, 픽셀 쉐이더에서 밝은 색을 강조하는 방식을 사용할 수 있습니다.

float4 frag(v2f i) : SV_Target {
    float4 color = tex2D(_MainTex, i.uv);
    
    if (color.r > 0.8) { // 밝은 부분을 강조
        return color * 1.5; // 더 밝게
    }
    
    return color;
}

✔ 이 코드를 적용하면 특정 색상이 강조되어 빛나는 효과를 줄 수 있습니다.

 

🏆 5. 결론

픽셀 쉐이더(프래그먼트 쉐이더)는 각 픽셀의 색상을 결정하여 더 사실적이고 멋진 그래픽을 구현하는 중요한 기술입니다.

✔ 빛 반사, 그림자, 텍스처 효과 등 다양한 그래픽 효과를 적용할 수 있다!
✔ GPU에서 실행되므로 성능을 최적화할 수 있다!
✔ 캐릭터, 배경, 특수 효과 등을 자유롭게 조절할 수 있다!

픽셀 쉐이더는 그래픽 표현을 극대화하는 데 필수적인 요소이므로, 쉐이더를 처음 공부하는 사람이라면 픽셀 쉐이더부터 시작하는 것을 추천합니다! 🎮✨

 

🎯 더 공부해볼 만한 주제!

🔹 유니티에서 Shader Graph를 활용해 픽셀 쉐이더 실습하기
🔹 빛과 그림자가 적용되는 원리 이해하기
🔹 정점 쉐이더(Vertex Shader)와 함께 활용하여 더 멋진 효과 만들기

 

 

💡 여러분은 픽셀 쉐이더로 어떤 효과를 만들어 보고 싶나요?
궁금한 점이나 적용해보고 싶은 효과를 댓글로 남겨주세요! 😊🎮