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전송 2018-12-07 13:00
[테크닉]

레이트레이싱으로 사라진 프레임 회복기?
엔비디아 어댑티브 셰이딩 효과 보기

엔비디아의 지포스 RTX 20 시리즈는 비싼 가격, 대표 기능으로 내세운 실시간 레이트레이싱 적용시 큰 폭의 성능 저하로 인해 게이머들로부터 비판을 듣고 있으며, 여기에 최상위 모델인 RTX 2080 Ti을 비롯해 전 제품군 대상의 불량 이슈까지 겹치면서 게이머들의 시선이 곱지만은 않다.

그런 가운데, 엔비디아에서 지포스 RTX 20 시리즈의 특징으로 발표하였지만 실시간 레이트레이싱의 후광(後光)에 가려 있는지 모르는 게이머들도 있을 어댑티브 셰이딩 기능을 지원하는 타이틀이 등장했다.

주인공은 지난 2017년 10월 출시된 울펜슈타인 2 더 뉴 콜로서스(Wolfenstein II: The New Colossus, 이하 울펜슈타인 2).

이번 기사에서는 엔비디아의 어댑티브 셰이딩에 대해 조금 더 알아보고자 한다.

 

사람의 심리, 속도, 주변 환경을 고려한 성능 최적화, 어댑티브 셰이딩

한 눈에 차이를 확인할 수 있는 레이트레이싱과 달리, 엔비디아는 튜링 아키텍처의 셰이딩 효율 개선을 위해 '메시 셰이더(Mesh Shader)'와 '테스트 셰이더(Task Shader)'를 도입한다.

 

이를 바탕으로 동일 화면에서 오브젝트의 밀도나 움직임, 색상 변화등에 따라 영역 별로 셰이딩 정도에 차이를 두는 것으로 체감 품질은 유지하면서 성능은 높이는 유동형 셰이딩(Variable Rate Shading, VRS) 구현이 가능해졌다.

튜링 아키텍처 기반 그래픽 카드는 VRS를 기반으로 색상 변화에 따른 컨텐츠 어댑티브 셰이딩(Adaptive Shading)과 움직임 기준의 모션 어댑티브 셰이딩, 관객의 집중도를 고려한 포비에이티드(Foveated) 렌더링과 파스칼의 SMP(Simultaneous Multi-Projuction)을 확장한 MVR(Multi-View Rednering), 텍스쳐 공간 셰이딩(TSS, Texture Space Shading)도 지원한다.

 

이중 울펜슈타인2에 적용된 것은 색상과 밝기 변화 기준의 컨텐츠 어댑티브 셰이딩과 움직임 기반의 모션 어댑티브 셰이딩으로, 모션 어댑티브 셰이딩에 해당하는 옵션은 OFF/ 밸런스/ 성능/ 품질의 네 가지 프리셋을 제공하며, 컨텐츠 어댑티브 셰이딩 옵션은 밝기와 색상 민감도 조정을 지원한다.

 

모션 어댑티브 셰이딩에 해당하는 프리셋은 밸런스(균형)의 경우 움직임 민감도 40과 품질 10, 퍼포먼스(성능)은 움직임 민감도 60에 품질 -50, 퀄리티(품질) 프리셋은 움직임 민감도 20에 품질 50으로 설정되어 있다.

참고로 컨텐츠 셰이딩 옵션에 달하는 색상 민감도와 빍기 민감도는 별도의 프리셋이 제공되지 않으므로 사용자가 수동으로 조절해야 하며, 해당 옵션의 기본값은 60으로 설정되어 있다.

 

프리셋 별 느끼기 어려운 비주얼 차이, 고해상도서 더 높은 성능 이득

어댑티브 셰이딩을 사용한 성능과 그래픽 품질은 어떤 차이가 있는지 울펜슈타인 2에서 간단히 화면 중앙과 외곽 부분의 디테일을 비교해 보았다. 다음은 4K 해상도에서 최고 프리셋(Mein leben!)에서 어댑티브 셰이딩 옵션에 따라 캡처한 장면을 1:1 크롭한 스크린 샷이다.

 

화면 중앙부와 외곽 모두 어댑티브 셰이딩 옵션을 껐을 때와 기본 프리셋 중 품질 우선 설정에서의 디테일 차이는 거의 없는 것을 알 수 있다. 단지, 성능을 우선한 경우 화면 중앙에서의 디테일은 큰 차이가 없지만 외곽에서는 디테일에 변화가 관측되며, 중앙 나치당 국가수리 문양의 왼쪽 날개 부분 디테일이 살짝 뭉개진 모습이 관측된다.

어댑티브 셰이딩 옵션에 따른 비주얼 차이는 크게 관측하기 어려운데, 이는 어댑티브 셰이딩 기술이 시각적 차이를 최소화하면서 렌더링 부하를 줄여 성능을 높이기 위한 목적으로 개발된 점을 감안할 때, 최소한 비주얼적 측면의 목표는 달성한 것으로 판단된다.

 

울펜슈타인 2에서 어댑티브 셰이딩 옵션에 따른 성능 차이를 간단히 테스트해 보았다. Full HD 해상도에서는 옵션에 따른 성능 차이가 최대 4프레임에 그치는 것과 달리, 4K 해상도에서는 그 두 배를 넘는 11 프레임의 성능 이득을 볼 수 있었다.

이는 똑같은 환경이라도 Full HD보다 4K에서 셰이딩 부하가 높기 때문에, 동일한 비율로 셰이딩 부하를 감소 시킨다 해도 상대적으로 Full HD에서 작업량 감소 효과가 크지 않은 때문으로 판단된다.

 

잠재력 충분한 어댑티브 셰이딩, 튜링만의 잠재력

기사 초기에도 언급하였지만, 어댑티브 셰이딩은 사용자가 인지하기 어려운 원거리와 움직이는 오브젝트, 비슷한 색상이나 밝기 환경에서 렌더링 정도를 낮춰 성능을 보완해주기 위해 탄생한 기술이다.

때문에 게임 그래픽 품질에는 크게 영향이 없으면서도 성능은 올라가는 마법 같은 일이 가능해진다. 게다가 기술 특성상 고해상도 고품질 환경에서 더 높은 효율이 기대되는 기술인 만큼 레이트레이싱으로 인한 성능 하락을 일정 수준 방지해 줄 수 있을 것으로 기대되는 기술이기도 하다.

한가지 아쉬운 점이라면, 어댑티브 셰이딩은 기본적으로 그래픽 품질 하향을 피할 수 없기 때문에 사용자가 눈치채기 어려운 적절한 수준에서 옵션을 조절할 필요가 있다. 이때 그래픽 품질 유지를 우선해 성능 향상폭이 미미하거나, 성능을 위해 눈에 띄는 그래픽 품질 희생이 뒤따른다면 기술의 의미가 퇴색하는 만큼, 개발사의 적절한 프리셋 제공이 중요하다.

울펜슈타인 2의 어댑티브 셰이딩도 커스텀 설정이 가능하지만 지금까지 없던 옵션을 일일히 변경하며 그래픽 품질과 성능 균형을 맞추는 것은 절대로 쉬운 일이 아니다. 때문에 어댑티브 셰이딩 자체의 잠재력은 충분하지만, 자칫하면 사용하기 어려운데다 눈에 띄는 효과도 없는 어정쩡한 기술로 받아들여질 위험이 있다.

 

특히, 사용자가 조절하기 위해서는 어댑티브 셰이딩의 옵션에 따른 성능 변화가 직관적이지 못한 면도 있다.

민감도 옵션을 모두 최고로 설정했을 때는 어댑티브 셰이딩을 껐을 때와 비교해 확실히 성능 향상이 이뤄졌지만 품질 옵션 최고와 최저에서의 성능 차이는 1프레임에 불과했고, 민감도 옵션을 각각 최저로 설정했을 때는 오히려 성능 차이가 커졌다.

배틀필드 5 실시간 레이 트레이싱 성능 하락 이슈 같은 최적화 관련 문제일 가능성 혹은 테스트 장면의 특성일 수 있지만, 아직은 사용자가 직접 옵션을 설정하는 것 보다 게임에 대한 이해도가 높은 개발사가 적절한 프리셋을 제공해야 할 것이다.

참고로, 하단 캡처 이미지는 4K Mein Leben! 프리셋에서 어댑티브 셰이딩 관련 민감도를 모두 최고로 설정한 상태에서, 셰이딩 품질 옵션 최고(+100)값과 최저(-100) 값일 때의 캡처 화면을 100% 크롭한 것이다.

  태그(Tag)  : 엔비디아, 그래픽카드(칩셋), 지포스 RTX 20 계열, 엔비디아 튜링
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  이상호 기자 / 필명 이오니카 / 이오니카님에게 문의하기 ghostlee@bodnara.co.kr
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