Godot 4에서 FPS를 지키는 숲 만들기: MultiMesh, LOD, Visibility Range

Godot 4에서 가벼운 식생을 만드는 실전 가이드: 폴리곤 예산, 자동 메시 LOD와 Visibility Range 비교, 청크 단위 MultiMesh, 잎 투명도, 그림자, 오클루전 컬링, 그리고 결과를 측정하는 방법까지.

2026년 10월 28일·읽는 데 8분#godot#optimization#lod#tutorial

Godot 프로젝트의 첫 번째 숲은 보통 멋져 보입니다. 그 안으로 걸어 들어가기 전까지는요. 나무를 200그루쯤 심고 나면 프레임 레이트가 반토막 나고, 프로파일러에는 수천 개의 드로우 콜이 찍히는데, 어떤 설정을 바꿔야 할지는 아무도 모릅니다. Godot 포럼의 한 사용자가 바로 이런 상황을 전했습니다. 직접 만든 풀 LOD 시스템이 작은 땅 한 뙈기에서 약 10 FPS, 드로우 콜 3,000개 이상이라는 결과를 냈다고 합니다.

다행히 Godot 4에는 넓고 빠른 숲을 만드는 데 필요한 도구가 모두 있습니다. 올바르게 조합하기만 하면 됩니다. 이 가이드는 중요한 순서대로—예산, LOD, 인스턴싱, 잎, 그림자, 컬링—하나씩 살펴보고 마지막에 체크리스트로 정리합니다.

숲이 느린 이유

나무는 게임에서 가장 비싼 오브젝트 중 하나입니다. 네 군데에서 동시에 비용이 듭니다.

드로우 콜. 나무 한 그루는 최소 두 개의 메시(껍질과 잎)로 이루어지고, 머티리얼이 다른 경우도 많습니다. 따로 놓인 나무 100그루면 다른 걸 하나도 그리기 전에 이미 드로우 콜이 수백 개입니다.
폴리곤과 버텍스. 디테일한 나무는 40,000 폴리곤을 쉽게 넘깁니다. 주인공 나무 한 그루라면 괜찮지만, 산비탈 전체라면 치명적입니다.
오버드로. 잎은 투명 픽셀이 있는 카드입니다. GPU는 보이지 않는 부분까지 셰이딩하며, 수관의 모든 카드에 대해 층층이 이를 반복합니다.
그림자. 모든 나무가 섀도 맵에 한 번 더 그려집니다. 섀도 캐스케이드마다 한 번씩, 여러 번 그려지기도 합니다.

아래의 각 기법은 이 비용 중 하나 이상을 공략합니다.

1단계. 만들기 전에 예산부터 정하기

가장 유용한 습관은 모델링이나 생성 전에 거리별로 나무 한 그루가 쓸 수 있는 폴리곤 수를 정해 두는 것입니다. 게임에 바로 쓸 수 있는 LOD 체인이 어떤 모습인지, FoliMesh의 실제 참나무를 예로 들어 보겠습니다.

레벨	거리(예시)	폴리곤
LOD0	0–30 m	14,490
LOD1	30–70 m	3,984
LOD2	70–150 m	1,154
임포스터	150 m +	2

중요한 건 정확한 숫자가 아니라 곡선의 모양입니다. 각 레벨은 이전 레벨보다 대략 3~4배 가볍고, 가장 먼 나무는 거의 비용이 들지 않습니다. 모바일이라면 전부 2~3으로 나누세요. 숲의 대부분은 멀리 있으니, 숲의 대부분은 저렴해야 합니다.

같은 참나무의 LOD0, LOD1, LOD2, LOD3 같은 나무의 네 가지 디테일 레벨: 실루엣은 유지되고 폴리곤 수는 줄어듭니다.

2단계. LOD 방식 선택: 자동 메시 LOD냐, Visibility Range냐

Godot 4에는 서로 다른 두 가지 LOD 시스템이 있고, 나무에 엉뚱한 쪽을 고르는 것이 흔한 문제의 원인입니다.

자동 메시 LOD. glTF, .blend, FBX 씬을 임포트하면 Godot은 meshoptimizer로 각 메시의 단순화 버전을 만들고 알아서 전환합니다. 공식 문서에 따르면, 전환 기준은 노드 바운딩 박스에서 카메라와 가장 가까운 점, 그리고 오차가 몇 픽셀을 차지하는지입니다(Rendering → Mesh LOD → LOD Change → Threshold Pixels, 기본값 1픽셀). 각 노드에는 LOD Bias도 있습니다.

이 방식은 바위, 건물, 소품처럼 연속된 표면에는 잘 맞습니다. 하지만 나무 수관은 다릅니다. 수백 장의 개별 잎 카드로 이루어져 있죠. 범용 단순화는 이런 형태를 염두에 두고 만들어지지 않았기 때문에, 수관이 듬성듬성해지거나 일그러질 수 있습니다. 문서에서도 직접 만든 LOD가 있다면 다른 도구를 쓰라고 권합니다.

Visibility Range(HLOD). 이 방식은 LOD 메시를 직접 제공하고, 각각이 어느 거리에서 보일지 지정합니다. 모든 GeometryInstance3D에는 다음 속성이 있습니다.

visibility_range_begin / visibility_range_end — 노드가 그려지는 거리 구간(바운딩 박스 중심까지 측정);
visibility_range_begin_margin / visibility_range_end_margin — 카메라가 경계에 딱 걸쳐 있을 때 레벨이 깜빡이지 않도록 하는 버퍼 구간;
visibility_range_fade_mode — Disabled(즉시 전환, 가장 빠름), Self 또는 Dependencies(알파 페이드. 전환 중에는 투명 렌더링이 강제되어 성능 비용이 듭니다).

나무에는 Visibility Range가 믿을 만한 선택입니다. LOD가 식생용으로 설계되고, 거리를 직접 제어할 수 있으며, 마지막 레벨에서 그림자를 끄거나 임포스터로 바꿀 수 있습니다. 나무 한 그루의 최소 설정은 다음과 같습니다.

# Tree.gd — 자식 노드: LOD0, LOD1, LOD2 (MeshInstance3D)
extends Node3D

@export var lod_starts := PackedFloat32Array([0.0, 30.0, 70.0])
@export var cull_distance := 150.0

func _ready() -> void:
	for i in get_child_count():
		var mi := get_child(i) as MeshInstance3D
		if mi == null:
			continue
		mi.visibility_range_begin = lod_starts[i]
		mi.visibility_range_end = lod_starts[i + 1] if i + 1 < lod_starts.size() else cull_distance
		mi.visibility_range_end_margin = 2.0
		mi.visibility_range_fade_mode = GeometryInstance3D.VISIBILITY_RANGE_FADE_DISABLED

전환이 눈에 띈다면, 먼저 LOD들이 같은 실루엣을 유지하는지 확인하세요. 어떤 페이드 설정보다 그게 더 중요합니다.

3단계. 나무가 많다면: MultiMesh, 단 청크로 나눠서

나무가 수십 그루라면 개별 노드로 충분합니다. 수천 그루라면 MultiMesh가 필요합니다. MultiMeshInstance3D 하나로 메시 복사본을 몇 개든 드로우 콜 한 번에 그릴 수 있습니다.

그런데 거의 모두가 놀라는 함정이 있습니다. 문서에 따르면 많은 메시를 한꺼번에 그리는 노드—MultiMeshInstance3D와 파티클—는 모든 인스턴스를 같은 LOD 레벨로 그리며, 컬링도 노드 전체 단위로만 가능하고 개별 인스턴스는 제거할 수 없습니다. Godot 메인테이너도 issue #76436에서 이를 확인했습니다. 레벨 전체에 MultiMesh 하나를 쓰면 나무별 LOD도, 프러스텀 컬링이나 오클루전 컬링도 없다는 뜻입니다.

해결책은 청크입니다. 월드를 격자로 나누고, 각 칸마다 LOD 레벨별 MultiMesh를 따로 두되 각각 고유한 Visibility Range를 줍니다. 먼 청크는 가벼운 LOD를, 가까운 청크는 디테일한 LOD를 보여 주고, 카메라 뒤의 청크는 통째로 컬링됩니다.

# ForestChunks.gd — Visibility Range가 적용된 청크 단위 MultiMesh 생성
extends Node3D

@export var lod_meshes: Array[Mesh] = []   # LOD0, LOD1, LOD2, 임포스터
@export var lod_starts := PackedFloat32Array([0.0, 35.0, 80.0, 160.0])
@export var cull_distance := 400.0
@export var chunk_size := 32.0

func build(transforms: Array[Transform3D]) -> void:
	var chunks := {}
	for t in transforms:
		var key := Vector2i(floori(t.origin.x / chunk_size), floori(t.origin.z / chunk_size))
		if not chunks.has(key):
			chunks[key] = []
		chunks[key].append(t)
	for key in chunks:
		_build_chunk(chunks[key])

func _build_chunk(items: Array) -> void:
	for i in lod_meshes.size():
		var mm := MultiMesh.new()
		mm.transform_format = MultiMesh.TRANSFORM_3D
		mm.mesh = lod_meshes[i]
		mm.instance_count = items.size()
		for k in items.size():
			mm.set_instance_transform(k, items[k])
		var node := MultiMeshInstance3D.new()
		node.multimesh = mm
		node.visibility_range_begin = lod_starts[i]
		node.visibility_range_end = lod_starts[i + 1] if i + 1 < lod_starts.size() else cull_distance
		node.visibility_range_end_margin = 4.0
		add_child(node)

실전 규칙 두 가지:

청크 크기는 LOD0 거리에 가깝게. 거리는 청크 중심까지 측정되므로, 100 m 청크라면 플레이어 바로 옆의 나무가 LOD1로 보이게 됩니다. LOD0가 35 m까지라면 24~32 m 청크가 잘 맞습니다.
그렇다고 너무 작게도 말고. 청크마다 드로우 콜이 늘어납니다(LOD마다, 머티리얼마다 하나씩). 측정해 보세요. 보통 화면에 청크 수백 개 정도는 데스크톱에서 괜찮지만, 모바일에서는 훨씬 적어야 합니다.

MultiMesh에는 콜리전이 없습니다. 플레이어가 닿을 수 있는 곳에만 단순한 형태를 추가하세요. 줄기마다 캡슐이나 실린더 하나, 수관에는 절대 넣지 마세요.

FoliMesh 에디터의 바이옴 숲 인스턴싱된 나무 수백 그루: 구조만 올바르면 숲이 커져도 드로우 콜은 거의 늘지 않습니다.

4단계. 잎: 알파 블렌딩 말고 Alpha Scissor

대부분의 숲은 잎에서 성능을 잃습니다. 투명도를 잘못 설정하면 아름다움도 상당 부분 잃고요.

Alpha 말고 Alpha Scissor(컷아웃)를 쓰세요. 머티리얼에서 Transparency → Alpha Scissor로 설정합니다. 블렌딩 알파는 정렬이 필요하고, 깊이와 그림자를 망가뜨리며, 수백 장의 카드가 겹치는 수관에서는 훨씬 비쌉니다.
Alpha to Coverage로 가장자리를 부드럽게. MSAA를 켠 상태에서 Alpha Antialiasing → Alpha Edge Clip(또는 Blend)으로 설정하면, 실제 투명도 없이도 잎 가장자리가 부드러워집니다.
카드 모양으로 오버드로를 줄이세요. 둥근 잔가지를 네모난 카드로 감싸면 픽셀이 많이 낭비됩니다. 잎 뭉치 모양대로 잘라 낸 카드는 셰이딩하는 보이지 않는 픽셀이 훨씬 적습니다. 뷰포트의 Display Overdraw 모드로 확인해 보세요. 수관이 새빨갛다면 층이 너무 많은 겁니다.
아무도 보지 않는 건 지우세요. 수관 깊숙한 곳의 잎 뭉치는 밖에서 보이지 않습니다. 먼 LOD에서는 이것부터 없애야 합니다.

5단계. 그림자: 숨어 있는 두 번째 숲

그림자를 드리우는 나무는 모두 섀도 맵을 위해 한 번 더 렌더링됩니다. 세 가지 설정이 절감 효과의 대부분을 가져옵니다.

그림자 거리를 제한하세요. DirectionalLight3D → Directional Shadow → Max Distance. 100~200 m 너머에서는 나무 한 그루 한 그루의 그림자가 없어져도 알아채는 플레이어가 거의 없습니다.
먼 LOD의 그림자를 끄세요. LOD2와 임포스터에서 Cast Shadow → Off로 설정합니다(MultiMesh라면 해당 레벨의 MultiMeshInstance3D에서).
저사양 하드웨어에서는 캐스케이드를 줄이세요. 캐스케이드를 네 개에서 두 개로 줄여도 눈에 띄는 차이는 없는 경우가 많고, 절감 효과는 확실합니다.

6단계. 오클루전 컬링과 바람

오클루전 컬링은 언덕, 절벽, 건물, 지형 자체처럼 큰 오브젝트가 숲을 가릴 때 도움이 됩니다. Project Settings → Rendering → Occlusion Culling에서 켜고, OccluderInstance3D를 추가한 뒤 베이크하세요. 나무 자체는 구멍투성이라 오클루더로는 형편없으니, 그 일은 지형에 맡기세요. 가장 큰 이득을 보는 건 청크 단위 MultiMesh입니다. 가려진 청크 전체를 건너뛸 수 있으니까요.

바람은 버텍스 셰이더에 두고, 메시에 미리 계산해 둔 가중치를 읽어야 합니다. 줄기는 거의 움직이지 않고, 굵은 가지는 천천히 흔들리며, 잎 끝은 빠르게 파르르 떨립니다. 이걸 셰이더에서 처음부터 계산하면 비싸지만, 버텍스당 숫자 두 개를 읽는 건 거의 공짜입니다.

7단계. 타깃 하드웨어에서 측정하기

절대 감으로 최적화하지 마세요. Godot은 필요한 모든 걸 제공합니다.

Debugger → Monitors: 프레임당 드로우 콜, 오브젝트 수, 프리미티브(폴리곤) 수.
Debugger → Visual Profiler: CPU와 GPU가 프레임의 각 부분에 얼마나 시간을 쓰는지.
Viewport → Display Overdraw / Wireframe: 픽셀과 폴리곤이 어디에 쓰이는지.

변경할 때마다 전후로 측정하세요. 개발용 PC만이 아니라, 지원하려는 가장 약한 기기에서요.

체크리스트

모든 나무에 거리별 폴리곤 예산이 있고, 각 레벨은 3~4배 가볍다.
나무는 자체 LOD와 Visibility Range를 쓰고, 자동 메시 LOD는 바위와 소품에만 쓴다.
수천 그루의 나무를 LOD0 거리 정도 크기의 청크 단위 MultiMesh로 나눴다.
잎은 Alpha Scissor와 Alpha to Coverage를 쓰고, 카드는 잎 뭉치 모양을 따른다.
그림자 거리를 제한했고, 먼 LOD와 임포스터는 그림자를 드리우지 않는다.
지형과 큰 오브젝트로 오클루전 컬링을 베이크했다.
바람은 버텍스별 가중치를 읽는 가벼운 버텍스 셰이더다.
드로우 콜과 프레임 시간을 타깃 기기에서 측정했다.

FoliMesh는 어디에 쓰이나

저희는 저희 대규모 게임을 위해 FoliMesh를 만들었기 때문에, FoliMesh가 생성하는 나무는 처음부터 이 규칙을 따릅니다. Godot 패키지는 프로젝트에 그냥 넣으면 되는 폴더로, 폴리곤 예산에 맞춰 생성된 LOD0, LOD1, LOD2…가 담긴 GLB, 레벨마다 Visibility Range를 스크립트로 설정하는 바로 쓸 수 있는 .tscn 씬, 바람 셰이더(줄기 휨과 가지 흔들림은 메시의 두 번째 UV 채널에 저장), 그리고 콜리전용으로 줄기를 감싸는 **캡슐이 달린 StaticBody3D**가 들어 있습니다. 노멀 맵은 이미 Godot이 기대하는 OpenGL 형식입니다.

임포트 전에 무료 브라우저 도구로 어떤 모델이든 확인할 수 있습니다. LOD 뷰어, 폴리곤 카운터, glTF 검증기를 써 보세요. 나무 제작 도구 전반이 궁금하다면 3D 나무 생성기 비교를 참고하세요.

FAQ

Godot 4는 LOD를 자동으로 만들어 주나요? 네. 임포트한 glTF, .blend, Collada, FBX 씬에 대해 임포트 시 메시 LOD를 생성합니다. 연속된 표면에서 가장 잘 작동하며, 나무에는 직접 만들거나 생성한 LOD를 Visibility Range와 함께 쓰는 편이 결과를 예측하기 쉽습니다.

MultiMesh에서 LOD가 왜 안 되나요? Godot은 MultiMeshInstance3D 전체에 대해 하나의 LOD 레벨을 선택합니다. 인스턴스를 청크로 나누고, 청크마다 자체 노드와 Visibility Range를 주세요.

Godot은 나무를 몇 그루까지 렌더링할 수 있나요? 엔진이 아니라 나무 한 그루당 예산에 달려 있습니다. 청크 단위 MultiMesh, 가벼운 원거리 LOD, 임포스터를 쓰면 데스크톱 하드웨어에서 화면에 수만 그루를 띄우는 것도 현실적입니다. 타깃 기기에서 측정해 보세요.

잎에는 Alpha Scissor와 Alpha Hash 중 무엇을 써야 하나요? 보통은 Alpha Scissor와 Alpha to Coverage 조합을 씁니다. Alpha Hash는 MSAA 없이도 가장자리가 부드럽지만 노이즈가 보이고, TAA와 함께 쓸 때 가장 잘 작동합니다.