Unity Render Texture & Custom Post-Processing

개요

Render Texture는 카메라 출력 결과를 일반 텍스처처럼 다룰 수 있게 해 주는 Unity의 핵심 렌더링 기능입니다. 미니맵, 감시 카메라, 포털, 리플렉션, 커스텀 후처리 파이프라인 등에 광범위하게 쓰입니다. URP(Universal Render Pipeline)에서는 ScriptableRendererFeature API를 통해 렌더 패스를 직접 삽입해 완전한 커스텀 후처리를 구현할 수 있습니다.

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1. Render Texture 기초

1.1 생성과 연결

using UnityEngine;

public class MiniMapSetup : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private Camera minimapCamera;
    [SerializeField] private RawImage minimapDisplay; // UI에 표시

    private RenderTexture _rt;

    void Awake()
    {
        // 해상도, 비트 심도, 스텐실 포맷 지정
        _rt = new RenderTexture(512, 512, 24, RenderTextureFormat.ARGB32);
        _rt.antiAliasing = 1;
        _rt.filterMode = FilterMode.Bilinear;
        _rt.Create();

        minimapCamera.targetTexture = _rt;
        minimapDisplay.texture = _rt;
    }

    void OnDestroy()
    {
        if (_rt != null)
        {
            minimapCamera.targetTexture = null;
            _rt.Release();
            Destroy(_rt);
        }
    }
}

RenderTexture.Create()를 명시적으로 호출해야 GPU 메모리가 실제로 할당됩니다. Release()와 Destroy()를 함께 호출해야 메모리 누수를 막을 수 있습니다.

1.2 임시 Render Texture (RenderTexture.GetTemporary)

후처리 패스에서 중간 버퍼가 필요할 때는 GetTemporary를 사용합니다. Unity 내부 풀에서 재사용하므로 할당 비용이 없습니다.

void OnRenderImage(RenderTexture src, RenderTexture dest)
{
    RenderTexture temp = RenderTexture.GetTemporary(
        src.width, src.height, 0, src.format);

    Graphics.Blit(src, temp, blurMaterial, 0); // 가로 블러
    Graphics.Blit(temp, dest, blurMaterial, 1); // 세로 블러

    RenderTexture.ReleaseTemporary(temp);
}

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2. URP ScriptableRendererFeature

URP에서는 OnRenderImage가 동작하지 않습니다. 대신 ScriptableRendererFeature + ScriptableRenderPass 조합을 사용합니다.

2.1 렌더 패스 구현

using UnityEngine;
using UnityEngine.Rendering;
using UnityEngine.Rendering.Universal;

public class GrayscaleRenderPass : ScriptableRenderPass
{
    private readonly Material _material;
    private RTHandle _tempHandle;

    public GrayscaleRenderPass(Material mat)
    {
        _material = mat;
        renderPassEvent = RenderPassEvent.AfterRenderingPostProcessing;
    }

    public override void OnCameraSetup(CommandBuffer cmd, ref RenderingData renderingData)
    {
        var descriptor = renderingData.cameraData.cameraTargetDescriptor;
        descriptor.depthBufferBits = 0;
        RenderingUtils.ReAllocateIfNeeded(ref _tempHandle, descriptor, name: "_TempGrayscale");
    }

    public override void Execute(ScriptableRenderContext context, ref RenderingData renderingData)
    {
        if (_material == null) return;

        CommandBuffer cmd = CommandBufferPool.Get("GrayscalePass");
        RTHandle cameraTarget = renderingData.cameraData.renderer.cameraColorTargetHandle;

        Blitter.BlitCameraTexture(cmd, cameraTarget, _tempHandle, _material, 0);
        Blitter.BlitCameraTexture(cmd, _tempHandle, cameraTarget);

        context.ExecuteCommandBuffer(cmd);
        CommandBufferPool.Release(cmd);
    }

    public override void OnCameraCleanup(CommandBuffer cmd)
    {
        // RTHandle은 OnCameraSetup에서 ReAllocateIfNeeded로 관리하므로
        // 여기서는 별도 해제 불필요
    }
}

2.2 렌더러 피처 등록

using UnityEngine;
using UnityEngine.Rendering.Universal;

[CreateAssetMenu(menuName = "Rendering/Grayscale Feature")]
public class GrayscaleFeature : ScriptableRendererFeature
{
    [SerializeField] private Material grayscaleMaterial;

    private GrayscaleRenderPass _pass;

    public override void Create()
    {
        _pass = new GrayscaleRenderPass(grayscaleMaterial);
    }

    public override void AddRenderPasses(ScriptableRenderer renderer, ref RenderingData renderingData)
    {
        if (grayscaleMaterial == null) return;
        renderer.EnqueuePass(_pass);
    }

    protected override void Dispose(bool disposing)
    {
        // 패스 내부 RTHandle 해제
        _pass = null;
    }
}

URP Renderer Asset의 Renderer Features 섹션에 이 컴포넌트를 추가하면 모든 카메라에 자동으로 적용됩니다.

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3. 성능 고려 사항

항목	권장
해상도	목적에 맞는 최소 해상도 사용 (미니맵 256~512)
포맷	HDR 불필요 시 RenderTextureFormat.Default
안티앨리어싱	Render Texture에서는 보통 1 (MSAA 비활성)
Mipmap	정적 용도라면 rt.useMipMap = false
임시 버퍼	중간 패스는 반드시 GetTemporary / ReAllocateIfNeeded 활용

ReadPixels 비용 주의

// 나쁜 예: 매 프레임 CPU-GPU 동기화 발생
void Update()
{
    Texture2D tex = new Texture2D(rt.width, rt.height);
    RenderTexture.active = rt;
    tex.ReadPixels(new Rect(0, 0, rt.width, rt.height), 0, 0);
    tex.Apply();
}

// 좋은 예: 필요할 때만, AsyncGPUReadback 사용
void RequestCapture()
{
    AsyncGPUReadback.Request(_rt, 0, TextureFormat.RGBA32, OnReadbackComplete);
}

void OnReadbackComplete(AsyncGPUReadbackRequest request)
{
    if (request.hasError) return;
    var data = request.GetData<Color32>();
    // 데이터 처리
}

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4. 실전 패턴 — 포털 렌더링

포털 효과는 두 카메라의 Render Texture를 상대방 포털 메시의 머티리얼에 할당하는 방식으로 구현합니다.

public class PortalRenderer : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private Camera portalCamera;
    [SerializeField] private Renderer portalMesh;

    private RenderTexture _rt;
    private static readonly int MainTex = Shader.PropertyToID("_MainTex");

    void Start()
    {
        _rt = new RenderTexture(Screen.width / 2, Screen.height / 2, 24);
        portalCamera.targetTexture = _rt;
        portalMesh.material.SetTexture(MainTex, _rt);
    }

    void LateUpdate()
    {
        // 플레이어 카메라의 상대 위치를 포털 카메라에 반영
        Transform playerCam = Camera.main.transform;
        Transform linkedPortal = /* 반대쪽 포털 */ transform;

        portalCamera.transform.SetPositionAndRotation(
            linkedPortal.TransformPoint(
                transform.InverseTransformPoint(playerCam.position)),
            linkedPortal.rotation * Quaternion.Inverse(transform.rotation) * playerCam.rotation
        );
    }
}

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5. Ping-Pong 더블 버퍼링

반복적인 블러, 파문, 시뮬레이션처럼 이전 프레임 결과를 입력으로 쓸 때 두 RT를 번갈아 사용합니다.

public class PingPongEffect : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private Material _effectMaterial;

    private RenderTexture _bufferA;
    private RenderTexture _bufferB;
    private bool _pingPong;

    void Awake()
    {
        var desc = new RenderTextureDescriptor(
            Screen.width / 2, Screen.height / 2,
            RenderTextureFormat.ARGBHalf, 0);

        _bufferA = new RenderTexture(desc);
        _bufferB = new RenderTexture(desc);
        _bufferA.Create();
        _bufferB.Create();
    }

    void OnRenderImage(RenderTexture src, RenderTexture dest)
    {
        RenderTexture current = _pingPong ? _bufferA : _bufferB;
        RenderTexture previous = _pingPong ? _bufferB : _bufferA;

        // 이전 버퍼를 이펙트 입력으로
        _effectMaterial.SetTexture("_PrevFrame", previous);
        Graphics.Blit(src, current, _effectMaterial);

        // 최종 결과를 화면에 출력
        Graphics.Blit(current, dest);

        _pingPong = !_pingPong;
    }

    void OnDestroy()
    {
        _bufferA?.Release(); Destroy(_bufferA);
        _bufferB?.Release(); Destroy(_bufferB);
    }
}

6. Stencil 버퍼 활용

Render Texture에 스텐실 버퍼를 포함하면 마스킹 효과(포털, 거울, 아웃라인)를 구현할 수 있습니다.

// 깊이+스텐실 포함 RT — depthBits = 24 (16은 스텐실 없음)
var rt = new RenderTexture(512, 512, 24, RenderTextureFormat.ARGB32);
rt.Create();

// 셰이더에서 스텐실 쓰기 (마스크 오브젝트)
// Stencil { Ref 1   Comp Always   Pass Replace }

// 셰이더에서 스텐실 읽기 (마스크 영역만 렌더)
// Stencil { Ref 1   Comp Equal }

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요약

• RenderTexture는 GPU 메모리에 직접 할당되므로 Release() + Destroy() 쌍을 반드시 호출한다.
• URP에서는 ScriptableRendererFeature + ScriptableRenderPass로 커스텀 렌더 패스를 주입한다.
• 중간 버퍼는 RenderTexture.GetTemporary 또는 RenderingUtils.ReAllocateIfNeeded를 사용해 풀링한다.
• CPU 픽셀 읽기가 필요하면 AsyncGPUReadback으로 비동기 처리해 프레임 히치를 방지한다.