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전송 2021-07-06 13:00
[테크닉]

레이 트레이싱으로 까먹은 성능 복구
AMD 피델리티FX 슈퍼 레졸루션 효용은?

AMD가 지난해 10월 말 라데온 RX 6000 시리즈를 발표하며 공개한 피델리트FX 슈퍼 레졸루션 기능이 약 8개월 만에 정식 런칭되었다.

AMD 라데온 RX 6000 시리즈는 CU에 레이 가속기를 달아 동작하는 하이브리드 방식으로, 전용 가속 코어가 사용된 엔비디아의 지포스 RTX 시리즈에 비해 레이 트레이싱 효율이 뒤떨어진다.

때문에 DLSS에 대응하는 슈퍼 레졸루션은 AMD 라데온 게이머들에게 많은 기대를 받아왔지만, 엔비디아와 달리 별도 가속기가 없는 상황에서 구현 방식에 대해서도 많은 관심을 받아왔던 기술이 바로 FSR이다.

 

AMD FSR, 공간 업스케일과 샤프닝 기능을 한 번에

일부에서는 AMD FSR이 엑스박스 시리즈 X/S 콘솔 개발에 협력해온 마이크로소프트의 윈도우 ML(머신 러닝) 기반으로 동작할 것이라는 추정도 있었지만, 결과적으로는 셰이더 기반 포스트 프로세싱 코드에 통합되어 게임 엔진의 렌더링 패스내에서 동작한다.

 

덕분에 하드웨어에 의존도를 낮춰 AMD 라데온 계열 뿐 아니라 엔비디아 계열 그래픽 카드에서도 사용할 수 있고, 앞서 발표된 내용과 같이 단순히 공간 업스케일 알고리즘(spatial upscaling algorithm)에 그치지 않고 이미지 품질을 높이기 위한 샤프닝과 결합된 형태로 구현된다.

 

단지, FSR 자체적으로 샤프닝 처리를 거치기 때문인지 AMD는 해당 옵션을 사용할 때 게임 내 샤프닝 옵션을 사용하지 말 것을 권하고 있다.

아예 초기 FSR 지원 게임 중 하나인 갓폴은 FSR 활성화 시 피델리티FX CAS(Contrast-Adaptive Sharpening) 옵션이 사라지고, 리프트 브레이커 역시 FSR을 켤 경우 게임 내에서 피델리티FX 샤프닝 옵션과 VRS 조정이 막힌다.

FSR 내장 샤프닝 기술과 CAS, 혹은 또 다른 샤프닝 기술을 이중 적용시 우려되는 이미지 왜곡을 방지하기 위한 조치로 풀이된다.

 

FSR은 울트라 퀄리티/ 퀄리티/ 밸런스드/ 퍼포먼스의 총 4가지 옵션을 제공하는데, 각각 랜더링 해상도 대비 출력 해상도의 비율(스케일 팩터) 1.3/ 1.5/ 1.7/ 2.0으로 동작한다. 즉, 게임에서 4K 해상도와 FSR 퍼포먼스 옵션을 선택하면, 내부 랜더링 해상도는 그 절반인 Full HD로 동작하는 방식이다.

 

참고로, 엔비디아의 DLSS는 2.0으로 업데이트 되면서 퀄리티/ 밸런스드/ 퍼포먼스/ 울트라 퍼포먼스의 네 가지 옵션을 제공한다. 엔비디아는 DLSS 2.x의 스케일 팩터를 직접 언급하지는 않았지만, DLSS 2.x 지원 타이틀인 컨트롤은 옵션 명칭 대신 해상도로 DLSS 랜더 옵션을 지원한다.

이에 따르면 AMD FSR과 엔비디아 DLSS 2.x의 퀄리티/ 밸런스드/ 퍼포먼스는 동일한 스케일 팩터가 적용된다. AMD는 품질을 강화한 '울트라 퀄리티'가 추가되었고, 엔비디아는 성능을 중시한 '울트라 퍼포먼스'가 제공되는 것이 차이점이라 볼 수 있다.

 

AMD 피델리티FX 슈퍼 레졸루션, 레이 트레이싱에서도 더 높은 성능을

업스케일링 기술 특성상 AMD FSR을 쓰면 네이티브 해상도 대비 당연히 높은 성능을 내주고 있다. 라이젠 9 5900X와 라데온 RX 6800 XT 레퍼런스 모델을 베이스로 진행된 ANNO 1800의 테스트에서는 4K 해상도에서 최대 2배 이상의 성능을 경험할 수 있고, QHD와 Full HD에서는 그보다 상승폭은 적지만 80%와 50% 수준의 추가 성능을 경험할 수 있다.

 

게이머들이 AMD FSR을 기대한 가장 큰 이유를 꼽자면 레이 트레이싱에 의한 성능 하락을 보완해줄 것이란 기대가 컸는데, 최소한 성능면에서 이러한 게이머들의 기대는 충분히 보답받았다.

갓폴은 레이 트레이싱 적용시 성능 하락폭이 크지 않아 울트라 퀄리티 모드에서도 레이 트레이싱을 적용하지 않는 수준의 성능을 추월한 모습을 보여준다. 그에 반해 그림자와 AO를 레이 트레이싱 처리하는 리프트브레이커는 거의 절반 수준으로까지 성능이 하락하는 모습을 보인다.

이때 AMD FSR을 통해 성능을 상당한 성능 보완이 가능해졌는데, 성능 하락폭이 큰 만큼 스케일 팩터를 1.7까지 올린 밸런스드 옵션에서야 레이 트레이싱을 적용하지 않은(Non-RT) 네이티브 수준까지 성능을 보완할 수 있었다.

 

AMD FSR, 네이티브 대비 이미지 품질 변화는?

AMD의 FSR은 성능면에서 충분히 잘 만들어진 기술이지만, 업스케일링 기술의 특성상 이미지 품질 논란에서 자유로울 수 없다. 이 점을 의식한 듯 AMD는 다른 공간 업스케일링 방식에 비해 FSR의 품질이 뛰어나다는 점을 강조했지만, 실제 게이머에게는 기술적 우위보다 실제 게임에서의 품질이 만족스러운지가 더욱 중요하다.

엔비디아 DLSS의 초기 버전이 게이머들로부터 부정적 평가를 받은 이유도 바로 이미지가 안개낀 듯 뿌옇게 변해버리는 부작용 때문이다. 특정 게임에 대한 학습 과정이 필요했던 1.0과 달리 일반 학습 모델을 택해 더욱 빠르게 이식되고, 품질을 개선한 2.0에 와서는 평가가 극적으로 높아졌는데, DLSS와 비교될 수 밖에 없는 FSR의 이미지 품질을 비교했다. 

이미지 품질은 최고 그래픽 옵션을 적용한 4K 네이티브 해상도 상태와 AMD FSR 퀄리티 모드 및 퍼포먼스 모드의 것을 비교했으며, 아래 이미지는 각 경우의 스크린샷을 100% 크롭한 것이다.

 

렌더링 해상도를 낮추는 업스케일링 기술 특성상 스케일 팩터가 커질수록 이미지 품질이 하락하는 것은 어쩔 수 없는 한계로, AMD의 FSR도 그 한계를 벗어나지는 못했다. 위 이미지처럼 각 옵션별 차이가 명확한 부분을 따로 정리해 보면, 마지막 비교 이미지를 촬영한 '갓폴'의 퍼포먼스 옵션에서는 일부 라인이 촘촘한 곳이나 움직이는 오브젝트에서 노이즈가 발생한 것을 볼 수 있다.

본 이미지에는 올리지 않았지만, 밸런스드에서는 이보다 약하지만 노이즈가 발생하는 것도 확인했는데, 이미지 품질을 원한다면 FSR 옵션은 '퀄리티' 이상으로 사용하는 것을 권장한다.

참고로, 각 이미지를 클릭하면 캡처 이미지의 원본 PNG 파일을 확인할 수 있지만, 4K PNG 이미지인 만큼 최소 10MB에서 15MB에 달하므로

단지, 원본 영상을 플레이어의 캡처 기능을 이용해 PNG로 분리한 것이라 실제 게임 영상과는 약간의 차이가 있을 수 있다는 점을 알아두기 바란다. 단지, 노이즈나 흐릿함 등 전체적인 캡처 이미지 품질은 원본 녹화 영상과 거의 차이가 없었다.

 

출발은 OK, 폭 넓은 활용이 기대되는 AMD FSR

머신 러닝 기술이 적용될 것이라는 당초 기대와 달리 AMD FSR은 공간 업스케일링 기술이 적용되었다. 때문에 경쟁사의 인공 지능 기반 업스케일링 기술 대비 이미지 품질 하락이 눈에 띄기는 한다.

그러나 실제 게임 플레이에서는 '품질' 옵션 이상에서 네이티브와 차이가 크게 두드러지지 않고, 정지 화면을 놓고 비교하지 않는 이상 '밸런스드'와 '퍼포먼스'도 크게 거슬릴 정도로 하락하지는 않는다. 게임에 따라 차이가 있지만, 엔비디아의 1세대 DLSS가 한 눈에 봐도 이미지가 안개 낀듯 변해 게이머들에게 혹평을 들었던 것과 비교하면 좋은 출발이다.

그것만으로도 약 50% 이상의 성능 향상을 기대할 수 있고, 그래픽 카드를 가리지 않는만큼 특정 하드웨어를 요구하는 엔비디아의 DLSS에 비해 FSR이 갖고 있는 장점이지만, 반대로 GPUOpen을 통해 공개된 것과 더불어 일반 게이머에게는 또 다른 업스케일 기술 중 하나로 인식되기 쉽다.

 

게다가 오버워치를 비롯해 최근 게임들은 자체적으로 랜더링 해상도 조절 기능을 탑재하는 경우를 어렵지 않게 찾아볼 수 있는데, 이들  역시 일종의 업스케일링 기술로 볼 수 있다. 미세하게 조절할 수 있는 게임내 랜더링 조절 기능과 달리 FSR은 특정 비율로만 조절할 수 있어 사용자 맞춤형 면에서는 아쉬운 면이 부각될 수 있다.

그나마 엑스박스 시리즈 개발자 킷에 통합되면서 다른 업스케일링 기술보다 보급 확대에 유리해졌지만, 기존 업스케일링 기술과 엔비디아 DLSS의 중간에서 어정쩡한 포지션으로 이도저도 아닌 기술로 묻힐 가능성도 배제하긴 어렵다.

 

관건은 역시 AMD가 FSR 확대에 얼마나 적극적으로 나설지다.

시작은 7개 타이틀이지만 파 크라이6와 바이오하자드 빌리지를 포함해 12종의 게임에 지원이 예정되어 있고, 상용엔진인 유니티 엔진의 유니티, 스튜디오 자체적으로 엔진을 개발해 쓰고 있는 캡콤(RE 엔진)과 유비소프트(스노우드롭/ 앤빌/ 듀니아/ 디스럽트 엔진), 엘라스틴으로 더 잘 알려진 TressFX 기술을 처음 적용한 툼 레이더 리부트 개발사인 크리스탈 다이나믹스를 포함해 40여 곳의 스튜디오와 FSR 사용에 대한 파트너십을 맺었다.

AMD FSR의 시작은 나쁘지 않아 보인다.

라이젠과 라데온 RX 6000 시리즈로 이룩한 AMD '라라랜드'를 받쳐줄 또 다른 기둥이 되어줄지, TressFX처럼 잠깐 반짝하고 스러질지는 시간이 말해줄 것이다.

  태그(Tag)  : AMD, 업스케일링
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  이상호 기자 / 필명 이오니카 / 이오니카님에게 문의하기 ghostlee@bodnara.co.kr
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