엔비디아(CEO 젠슨 황)가 게임 개발사 CD PROJEKT RED의 몰입형 업데이트를 지원하는 개발자 툴을 공개했다고 밝혔다. 샌프란시스코에서 열린 GDC에서 게임 개발사 CD PROJEKT RED는 4월 11일 출시 예정인 패스 트레이싱(path tracing) 기능이 탑재된 사이버펑크 2077(Cyberpunk 2077)의 기술 프리뷰를 소개했다.
풀 레이 트레이싱이라고도 하는 패스 트레이싱은 전체 장면에서 빛을 정확하게 시뮬레이션한다. 시각 효과 아티스트가 현실과 구분할 수 없는 영화 및 TV 그래픽을 제작하는 데 사용된다. 하지만 RT 코어(Cores)가 탑재된 지포스(GeForce) RTX GPU가 등장하고 엔비디아 DLSS의 AI 기반 가속화가 등장하기 전까지는 실시간 비디오 게임 패스 트레이싱은 GPU 집약적이기 때문에 불가능했다.
이번 기술 프리뷰 사이버펑크 2077의 레이 트레이싱: 오버드라이브 모드(Cyberpunk 2077’s Ray Tracing: Overdrive Mode)에서는 풀 레이 트레이싱의 미래를 엿볼 수 있다. 풀 레이 트레이싱을 통해 이제 거의 모든 광원이 물리적으로 정확한 부드러운 그림자를 드리운다. 또한 자연스러운 색상의 조명이 사이버펑크 2077의 세계 전체에 여러 번 반사돼 더욱 사실적인 간접 조명과 오클루전(occlusion)을 연출한다.
레이 트레이싱의 얼리어답터였던 사이버펑크 2077은 실시간 패스 트레이싱을 활용한 최신 블록버스터 타이틀이 됐다. 마인크래프트(Minecraft), 포탈(Portal), 퀘이크(Quake) 2에 패스 트레이싱이 도입된 직후에 출시되는 사이버펑크 2077은 모션 분야에서 패스 트레이싱 도입의 물결이 거세지고 있음을 보여준다.
레이 트레이싱과 마찬가지로 더 많은 것이 뒤따를 것으로 예상된다. 실시간 패스 트레이싱은 다양한 디자인 업계에 잠재력을 가지고 있기 때문에 비디오 게임에 대한 영향은 이제 시작에 불과하다.
수십 년 동안 실시간 패스 트레이싱은 게임 그래픽 분야에서 큰 도약을 이뤘다.
영화용 컴퓨터 생성 이미지에 오랫동안 사용돼 온 패스 트레이싱은 오프라인 렌더링 팜에서 이루어졌기 때문에 한 프레임을 렌더링하는 데 몇 시간이 걸리는 경우가 많았다.
빠른 프레임 속도가 필요한 게임에서는 렌더링이 약 0.016초 안에 이뤄져야 한다.
1970년대부터 비디오 게임은 래스터화 기술에 의존해 왔다. 최근에는 2018년에 엔비디아가 레이 트레이싱을 지원하는 RTX GPU를 출시했다. 패스 트레이싱은 물리적으로 가장 정확한 조명과 그림자를 구현하기 위한 마지막 단계이다.
패스 트레이싱은 수년 동안 오프라인 렌더링 팜과 영화의 컴퓨터 그래픽에 사용되는 주요 조명 알고리즘 중 하나였다. 실시간 그래픽에 패스 트레이싱을 도입할 수 있게 된 것은 지포스 RTX 40 시리즈와 DLSS 3가 출시되면서부터였다.
더불어 사이버펑크 2077은 엔비디아 에이다다 러브레이스(Ada Lovelace) 아키텍처 세대에서 사용할 수 있는 셰이더 실행 재정렬(Shader Execution Reordering)을 활용해 GPU 워크로드를 최적화해 보다 효율적인 패스 트레이싱 라이팅을 구현한다.
DLSS 3는 패스 트레이싱의 획기적인 발전을 보완하고 신경망의 한 형태인 GPU 가속 딥 러닝을 기반으로 구축된 최신 AI를 강력한 게임 성능 배율로 활용한다. DLSS를 사용하면 게임에서 픽셀의 1/8만 렌더링한 다음 AI와 지포스 RTX 텐서 코어(Tensor Core)를 사용해 나머지를 재구성한다. 이로써 프레임 속도를 획기적으로 배가하는 동시에 기존 해상도에 필적하는 선명한 고품질 이미지를 제공할 수 있다.
지포스 RTX 40 시리즈 GPU와 함께 출시된 에이다 러브레이스 어드밴스드에서 실행되는 DLSS 3는 프레임 속도를 배가해 게임에서 이미지 품질과 반응성을 유지한다.
게임 개발자를 위해 엔비디아는 GDC에서 RTX+ 패스 트레이싱 SDK 1.0을 출시했다. 이 기술 패키지에는 DLSS 3, 셰이더 실행 재정렬(Shader Execution Reordering (SER)), RTX 다이렉트 일루미네이션(RTXDI) 및 엔비디아 NRD(NVIDIA Real-Time Denoisers)가 포함돼 있다.
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