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3DMARK06의 핵심, 개선과 새로움
3DMARK06은 내부적으로는 Shader Model 3.0의 지원과 HDR 랜더링 기법을 사용한 것이 가장 큰 변화로 볼수가 있겠지만 자세히 살펴보면 기존 3DMARK05의 3D 엔진을 개선하여 더 복잡하고 어려운 Shader 연산을 통한 처리 기법을 사용하고 거기에 Shader Model 3.0과 HDR 랜더링 기법의 적용에 따른 성능을 테스트 할 수 있는 부분을 추가한 것이라고 말할 수 있다. 이것은 지금까지 3DMARK시리즈가 발전해온 방식을 그대로 이어간 것으로 3DMARK03이 등장했을 때 4가지 테스트 항목중에서 4번째 테스트항목만 당시 최신 기술이던 Shader Model 2.0을 사용하도록 만든것과 비슷한 상황이라고 할 수 있다.
기존 3DMARK05와의 자세한 기술적인 차이는 이글의 첫페이지에 보여드린 표를 통해 쉽게 확인할 수 있겠지만 기존 3DMARK05가 3개의 게임테스트를 통해 그래픽카드의 성능을 측정했던것과 달리 이번에는 4가지 게임테스트와 CPU 성능 테스트를 통해 그래픽카드의 성능을 나타내게 만들어졌다.
성능 측정 기준에 CPU 점수가 포함된 것은 이번 3DMARK06 버전이 최초인데 이것은 갈수록 게임성능의 기본이되는 CPU가 물리엔진이나 AI를 처리하기위해 많은 자원을 소비하고 있어 그래픽카드의 성능이 낮은 해상도에서 제대로 나타나지 못하는 CPU 성능 제한 문제를 해결하기 위한것과 실제 게임에서 적용되는것과 거의 동일한 환경을 만들기 위해 적용된 것이다.
CPU 성능 테스트를 제외한 그래픽카드의 직접적인 성능을 테스트하기 위한 부분은 총 4가지 게임 테스트를 통해 진행되며 이중 두가지 테스트는 Shader Model 2.0에 준하는 Shader 처리가 적용되었으며 나머주 두가지는 Shader Model 3.0과 HDR이 적용되게 만들어졌다.
Shader Model 2.0과 3.0 & HDR로 구분도 두가지 형식의 게임테스트는 이전 페이지의 표에서 확인할 수 있듯 기존 3DMARK05의 3D엔진보다 업그레이드된 3D 기법이 사용되어 더 사실적인 화면을 보여주게 만들어졌지만 그만큼 더 많은 Shader 연산으로 인해 더 빠른 Shader 처리가 필요하게 만들어졌다.
단. 이번 3DMARK06의 게임 테스트 4가지중 3가지는 기존 3DMARK05에 사용되었던 3D데모가 그대로 적용되어 새로운 느낌을 주지 못하고 있지만 기존 버전보다 업그레이드된 모습을 보여주고 있기에 그래픽기법의 차이에 따른 그래픽카드의 성능차이도 비교해볼수 있는 기회를 주고 있다.
그럼 3DMARK06의 3D엔진이 변화된 주요부분인 그림자 처리부분에 대한 설명과 몇가지 부분을 설명하고 실제 각 테스트 항목에 대해 설명하도록 하겠다.
가장 큰 차이는 그림자 처리기법의 개선이다.
초기의 3D랜더링에서는 사람을 랜더링 시킬때 광원의 위치에 따라 전신 그림자를 상당히 간단하게 표현하거나 사람 모양에 맞게 표현시킬 뿐이었지만 기술이 발전되고 GPU의 연산능력도 개선됨에 따라 지금에 와서는 사람의 눈,코,잎 심지어는 머리카락의 그림자도 세밀하게 표현하여 보다 사실적인 화면을 랜더링 시킬수 있게 되어 단순히 수많은 폴리곤을 사용하여 텍스쳐를 입히는 보다 그림자 처리에 대한 효과가 더 큰 비중을 차지하고 있다.
FutureMark는 이러한 이유로 실시간
그림자 처리에 대한 새로운 기법을 계속 적용하여왔는데 3DMARK05에 사용한 Light Space Perspective Shadow Maps (LiSPSM)기법에서 더욱
발전된 방식인 Cascaded Shadow Maps (CSM)기법을 사용하여 보다 사실적인 그림자처리도 더 높은 퀄리티의 화면을 보여주게
만들었다.
3DMARK03까지 사용한 Stencil Shadow Volume 기법은 보이지 않는 부분임에도
Shadow Volume을 처리를 위해 추가적인 폴리곤을 로드해야하고 Shadow Volume 자체도 상당한 Fill-Rate을 필요로하기에
3DMARMK05에서는 perspective shadow map 기법인 Light Space Perspective Shadow Maps (LiSPSM)기법을 사용하였지만
이것으로도 자신들이 원하는 퀄리티를 나타낼수 없기에 Cascaded Shadow Maps (CSM)기법을 적용한 것이라고
한다.
Cascaded Shadow Maps (CSM)기법은 5개로의 섹션으로 나누어 작업하기에 각도에 관계없이 스크린상의 모든 물체에 동적인 그림자 처리를 적용할 수 있게 되었으며
각 섹션에 2048x2048 shadow
map을 사용하게 되어 있어 3DMARK05에서 적용하였던 Light Space Perspective Shadow Maps (LiSPSM)기법보다 더 사실적인 그림자 처리가 가능하게 되었다고 한다. 물론 이 방법도 한계가 있어 3DMARK06의 Canyon Flight (HDR/SM3.0 Graphics test 1) 테스트의 절벽 부분에 표현된 크고 동그란 바위의 그림자 가장자리에 가끔 깜박거리는 현상이 나타나게 된다고 한다. 하지만 현재 적용 가능한 실시간 동적 Shadow 처리 기법에서는 이 문제를 해결할 방법이 없다고 한다.
그리고 그림자 외곽의 처리를 더욱 부드럽게 만들기 위해 Shader Model 3.0과 HDR이 적용된 테스트 항목 부분에서는 각 픽셀마다 무작위로 회전시키는 16개의 샘플링 방식을 사용하여 4개의 샘플링 방식만 사용하던 3DMARK05 보다 부드러운 그림자 처리 효과를 볼수 있게 만들었다고 한다. 단 3DMARK06의 Shader Model 2.0 테스트 항목 두 개에는 3DMARK05처럼 4개의 샘플을 취하는 방식이 사용되었다.
마지막으로 이 그림자 외곽을 처리 부분에서 Shadow Map으로 사용하는 텍스쳐는 하드웨어, 즉 GPU가 depth texture를 지원할 경우 D24X8 또는 DF24 depth map 텍스쳐를 사용하게 되지만 만약 하드웨어가 이를 지원하지 못할 경우 R32F 포맷의 32 bit FP 텍스쳐를 사용하게 되며 Shader Model 3.0과 HDR을 지원하는 테스트 항목에서는 텍스쳐 포맷의 상관없이 포인트 샘플링이 적용되어 부드러운 외곽을 보여주는반면 Shader Model 2.0 기준의 두 테스트 항목에서는 GPU가 직접 지원하는 D24X8 또는 DF24 depth map에 Percentage Closer Filtering (PCF)이나 FETCH4를 사용하게 되면 bilinearly 필터링만 적용되어 4 포인트 샘플링이 적용되지 못하게 된다고 한다.
FutureMark에 따르면 GPU를 통해 처리하는 PCF(nVIDIA GPU만이 지원하고 있다)를 적용하는 방식의 경우 더 고급 필터링이 적용되는 것이지만 PCF등을 적용하지 않는 R32F 포맷을 사용하는 것이 실제 결과물에서 더 좋은 효과로 나타난 경우가 있다고 한다. ATI의 경우 3DMARK05에서 nVIDIA만이 DST와 PCF를 지원할 수 있게되자 실제 결과물에서 DST와 PCF를 적용하지 않는 방법이 더 사실적인 결과물을 보여줄수 있음으로 성능 테스트에서 DST를 사용하지 않아야 된다고 주장한 적이 있지만 DST와 PCF를 하드웨어적으로 지원하게 되면 14개나 7~8개의 클럭 사이클이 소비되어야 할 것이 두 개 정도로 단축되어 더 빠른 처리가 가능해진다.
현재 PCF는 nVIDIA GPU만이 지원가능하지만 FETCH4의 경우 ATI 제품의 새로운 제품인 X1900 제품들이 지원하고 있는 상태이다.
텍스쳐 압축, DXT만을 사용
이 이야기는 위의 DST와 PCF의 연장선 상에 있는 이야기라고 할 수가 있는데 3DMARK05에서 nVIDIA만이 지원할 수 있던 DST와 PCF를 적용하게 만들자 ATI의 3Dc는 왜 지원하지 않는지에 대한 의문이 있어왔는데 DST의 경우 이미 3DMARK05 이전부터 엔진에 적용하고 있었지만 DST가 Independent Hardware Vendor (IHV)의 표준안에 빠져 버리자 DST를 사용하지 않고 적용할 수 있는 방법을 만들어서 옵션 설정에 추가한 것이라고 한다.
반면에 3Dc의 경우 IHV의 스펙 기준에 포함되었지만 이를 적용할 경우 추가적인 많은 작업이 필요하고 모든 하드웨어에서 지원하는 DXT5 (DirectX Texture compression 5)를 이미 적용하고 있음으로 이를 추가적으로 지원하게 만들 필요성을 못느낀 것으로 설명하고 있다. 더군다나 3DMARK05가 발표되었을 당시에는 normal maps을 사용하는 게임도 거의 없었고 이를 사용하는 DOOM3 조차도 DXT5를 사용하고 있는 상태였다.
하지만 지금은 normal maps을 사용하는 게임들이 상당수 존재하고 있고 이 경우 DXT5 뿐만 아니라 3Dc를 지원하는 경우도 늘어나고 있어 3DMARK06이 normal maps 압축에 3Dc도 적용하게 될것으로 기대되었지만 3DMARK05와 동일하게 DXT5만을 지원하게 만들었다고 한다.
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