번역자주) 작년 MS 개발 블로그에 올라온 내용인데, 내용이 그리 어렵지 않고 이번 Series X에서도 강조하는 기능 중에 하나라서 번역해서 소개합니다.
DirectX 12의 신 기능 덕분에 아래 있는 사진에서 한쪽은 같은기기에서 다른 쪽보다 14% 더 빠르게 렌더링 됩니다.
여러분은 그 차이가 느껴지시나요?
우리도 마찬가지로 차이를 알 수 없습니다. 우리가 DirectX 12가 VRS에 대한 광범위한 하드웨어 지원을하는 최초의 그래픽 API임을 발표하게 되어 매우 기쁩니다.
VRS란 무엇인가?
한마디로 말하자면 개발자가 GPU를 좀 더 똑똑하게 쓰는 방법을 말합니다.
설명해 볼게요.
화면상에 있는 각각의 픽셀이 어느 색을 가져야 할지 계산하는 것을 쉐이더라고 합니다. 쉐이딩 레이트는 쉐이더가 호출될때의 해상도를 뜻하죠. (이 것은 전체 화면 해상도에 따라 달라집니다.). 더 높은 쉐이딩 레이트는 더 높은 비쥬얼 퀄리티를 뜻합니다, 하지만 GPU 파워가 더 들죠. 더 낮은 쉐이딩 레이트는 그 반대입니다. GPU는 덜 쓰지만 그만큼 비쥬얼 퀄리티는 떨어집니다.
전통적으로 개발자가 게임의 쉐이딩 레이트를 정하면 한 화면의 모득 픽셀에 같은 쉐이딩 레이트가 적용되었습니다.
여기엔 문제가 있죠. 모든 픽셀은 동등하게 만들어지지 않습니다.
VRS는 개발자가 선택적으로 화면에서의 비쥬얼 퀄리티에 영향을 미치지 않는 특정 영역의 쉐이딩 레이트를 줄일 수 있도록 해줍니다. 그렇게 아껴서 게임에서의 여분의 퍼포먼스를 가질 수 있게 하죠. 이건 정말 대단한거에요, 여분의 퍼포먼스는 프레임 레이트를 향상 시켜주고 낮은 사양의 기기에서도 게임이 더 잘 돌아가게 해주거든요.
VRS는 정반대로도 사용할 수 있습니다. 쉐이딩 레이트를 중요한 부분에서만 향상시킬 수도 있죠. 그렇게 해서 게임에서 더 높은 비쥬얼 퀄리티를 보이게 할 수도 있습니다.
그게 어떻게 사용되던간에, 우리는 VRS가 엔진에 쉽게 포함될 수 있도록 매우 간단하게 설계했습니다. 단 몇일만 작업하면 VRS지원을 엔진에 포함시킬 수 있고. VRS를 지원하면 퍼포먼스에서 큰 향상이 있을 것입니다.
우리의 VRS API는 개발자들이 쉐이딩 레이트를 3가지 다른 방법으로 설정할 수 있게 해줍니다.
- - 한번의 드로우 마다
- - 스크린 스페이스 이미지에 따라
- - 기본 도형마다
여기에 VRS 지원 등급에 따른 2가지 티어가 있습니다. 티어1에서 한번의 드로우 마다 설정하는 기능을 지원합니다. 티어 2도 있지요. Tier 2를 지원하는 하드웨어는 Tier 1에 포함해서 드로우 중에도 VRS를 설정할 수 있습니다.
티어 1
드로우 마다 쉐이딩 레이팅을 설정할 수 있습니다.
예를 들어서 개발자는 거대한 배경 물건, 멀리 떨어진 평면상의 사물, 반투명하게 가려진 물체들은 드로우 할 때 더 낮는 쉐이딩 레이트를 사용하고, 장면에서 더 디테일하게 표현되는 사물에는 더 높은 쉐이딩 레이트를 사용할 수 있습니다.
티어 2
위에 언급한 것 처럼 티어 2도 똑같은 기능을 가지고 있고 추가로 개발자는 한번의 드로우 안에서 화면상의 이미지 또는 하나의 기본 도형마다 쉐이딩 레이트를 다르게 줄 수 있습니다. 한번 설명해볼게요
스크린 스페이스 이미지
스크린 스페이스 이미지는 화면 어느 부분에서 쉐이딩 레이트가 어떻게 적용될지 참조하는 이미지라고 생각하면 됩니다.
개발자가 특정 이미지를 이용해서 쉐이딩 레이트를 정할 수 있게 되면 여러가지 테크닉이 가능해집니다.
예를 들어 시점 기반 렌더링에서는 퍼포먼스 향상을 위해서 사용자가 가장 주목하는 부분에 높은 렌더링 디테일을 걸고 외곽 부분으로 갈수록 조금씩 쉐이딩 레이트를 줄일 수 있습니다. FPS 게임에서 플레이어는 십자선 주위를 가장 집중해서 봅니다. 그리고 화면 외곽에는 주의를 기울이지 않죠. FPS게임을 만드는 것은 이 기술을 사용하는 이상적인 예시입니다.
이 기술을 사용하는 또 다른 예시로는 가장 자리에서 계단 현상이 발생하기 때문에 가장 자리를 탐지해서 더 높은 쉐이딩 레이트를 적용하는 것을 들 수 있습니다. 가장 자리 위치를 인식할 수 있으면 개발자는 그것에 맞춰서 스크린 스페이스 이미지를 만들어내서 가장자리에서만 더 높은 쉐이딩 레이트를 적용하고 나머지 부분은 그보다 낮은 쉐이딩 레이트를 적용할 수 있습니다. 이 기술에 대한 더 자세한 설명은 아래에서 이어서 설명하겠습니다.
기본 도형마다
기본 도형마다 쉐이딩 레이트를 정하는것은 개발자가 각각의 폴리곤에 쉐이딩 레이트를 정할 수 있는 것을 말합니다.
이 기술을 사용하는 경우로 게임에서 D-O-F 블러 효과를 적용할 때 일정 거리보다 더 멀리있는 폴리곤에는 낮은 쉐이딩 레이트를 사용하는 것입니다. 이것은 비쥬얼 퀄리티의 하락을 가져오지 않으면서 퍼포먼스 향상을 이루어낼 수 있습니다. 왜냐하면 멀리 있는 폴리곤은 어차피 흐릿하게 표현될 것이니까요.
개발자는 어떤 기술을 선택할 지 결정할 필요가 없습니다.
개발자가 드로우 마다, 스크린 스페이스 이미지, 기본 도형을 동시에 섞어서 사용할 수 있는 컴바이너가 있습니다. 예를 들면서 개발자가 시점 기반 렌더링을 위해 스크린 스페이스 이미지를 사용할 때 VRS 컴바이너를 이용해서 멀리 있는 물체는 기본 도형 기반으로 더 낮은 쉐이딩 레이트를 적용할 수 있습니다.
실제로 어떻게 보이게 되는가
우리는 Firaxis Game와 협력해서 현존하는 NVDIA 하드웨어에서 VRS가 게임에 어떻게 적용될 지 보여드리겠습니다.
그들은 드로우 당 그리고 스크린 스페이스를 이용한 VRS를 그 들의 게임(문명6)에 적용했습니다. 이 실험은 Geforce RTX 2060으로 4K 해상도에서 이루어졌으며 VRS를 지원하기 전, 보여지는 장면에서 53FPS 정도를 기록했습니다.
티어 1 지원
Firaxis의 첫번째 실험은 게임에 티어 1을 적용하는 것이었습니다. 지형과 물은 더 낮은 쉐이딩 레이트(2X2) 사용했고 더 작은 물체들을 드로잉 할 때는 (차량, 건물과 UI)는 더 높은 쉐이딩 레이트(1x1)을 사용했습니다.
한번 보고 어느 것이 티어 1 VRS가 적용된 이미지이고 어떤게 아닌지 구분할 수 있는 보세요.
기본적인 티어 1 구현만으로도 이 비율의 맵에서 20% 정도의 FPS향상이 있었습니다.
티어2 지원
그러면 심지어 더 좋은 퀄리티에서도 눈에 띄는 퍼포먼스 향상을 얻을 수 있는 방법이 있을까요?
위에 있는 사진에서 오른쪽 이미지가 VRS가 켜진 이미지입니다. 눈썰미 좋은 유저는 아마 약간의 비쥬얼 하향을 눈치챘을 수도 있습니다.
이 게임에서 각각의 드로우 콜에서 쉐이딩 레이트를 조정하는 것으로만 오른쪽에서의 비쥬얼 하향을 막는 것은 간단치가 않습니다.
비쥬얼 퀄리티를 희생하지 않은 상태에서의 최적화된 GPU 퍼포먼스를 위해서는 물체의 각 부분들이 같은 드로우 콜 안에서도 별도의 쉐이딩 레이트가 적용되어야 합니다. 다행히도 티어2의 스크린 스페이스 이미지가 도움이 되겠네요.
가장자리 탐지 필터를 이용해서 높은 디테일이 필요한 화면 영역을 알아내고 스크린 스페이스 이미지로 설정합니다. Firaxis를 이를 통해서 디테일을 떨어뜨리지 않으면서도 퍼포먼스 향상을 이루어냈습니다.
자 이제 보세요. 이젠 VRS가 켜진 이미지와 그렇지 않은 이미지를 구분하는게 거의 불가능 할 것입니다.
이 이미지가 처음 이 글에서 보여준 이미지와 같은 이미지 입니다. 왼쪽이 VRS가 켜진 쪽이죠.
같은 장면에서 Firaxis는 14%의 FPS향상을 스크린 스페이스 구현을 통해 이루어냈습니다.
Firaxis는 우리가 이것을 실제로 볼 수 있도록 또한 쌈박한 스크린 스페이스 이미지 뷰어를 만들어냈죠.
빨간 곳은 쉐이딩 레이트가 1X1이어야 하는 곳을 표시하고, 파란 곳은 2X2로 설정된 곳을 표시합니다.
폭넓은 하드웨어 지원
DirectX 팀은 우리의 기술이 되도록 많은 파트너사의 기기에서 작동하길 원합니다.
VRS 지원은 시장에 현존하는 NVIDIA하드웨어와 앞으로 나올 Intel Hardware에서 지원됩니다. (역주:시리즈 엑스와 RDNA2 기반 AMD 그래픽 카드에서도 지원합니다. DX12Ultimate라는 규격으로 통일되었죠)
인텔은 올해(역주:2019년)에 나올 Gen11 프로토 타입에서 VRS 지원을 위한 실험을 시작했습니다.
우리는 언리얼 엔진4의 Sun Temple 예제에서 VRS의 기본 컨셉 테스트를 위한 적용을 했고 눈에 띄는 퍼포먼스 향상을 이룰 수 있었습니다.
위에 것이 Gen11 하드웨어에서 돌아가는 작업물의 스크린 샷입니다.
이것은 게임에서 어떤 의미를 가지는가?
개발자는 이제 그들의 도구벨트에 엄청나게 유연한 도구를 가지게 되는 것입니다. 그들은 코드를 전혀 바꾸지 않고도 이미지 퀄리티와 퍼포먼스 향상을 만들어낼 수 있습니다.
미래에 VRS하드웨어가 더 많이 보급되면 더 많은 기기들이 뛰어난 그래픽을 가진 게임을 실행할 수 있게 될 것입니다. VRS의 이점을 온전히 누리는 게임은 남는 퍼포먼스로 더 높은 프레임 레이트, 더 높은 해상도를 더 낮은 계단현상이 발생하게 실행할 수 있습니다.
아래 사진에 나오는 곳을 포함해 몇몇 스튜디오와 엔진 개발자들은 VRS지원을 그들의 엔진/게임에 지원하기 위해 작업중입니다
GDC에 대한 내용 생략-
VRS는 마소 특허로 DX12 Ultimate에 포함된 기술로 DX12 Ultimate를 지원하는 하드웨어 (RTX시리즈와 RDNA2 아키텍쳐로 나올 차세대 AMD카드) 그리고 시리즈 엑스에 포함되어 있습니다.
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ssd덕분에 vga 성능이 올라간다는 소리보단 많이 합리적이로군요.
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마소 기세잡으니 정보물량 장난아니네.. 하위호환,vrs등 상대방의 치명적인 아킬레스는 전부 후벼파고있음. 정보만으로 마소에겐 큰행복이자 상대방에겐 큰고통을 선사하고있음. 소니가 하는행동은 인맥 총동원해서 입털기뿐.
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VRS없어도 소니에겐 계왕권이 있으니까
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기본적인 GPU 체급 차이도 심한데 이 기능으로 엑박은 공짜 20% 프레임 향상까지 가져간다는 거네요. 진짜 잘못하면 동일 해상도에서 플스 30fps/엑시엑 60fps이 뜰수도 있다는건데...
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중요한건 VRS를 잘 지원하는 엔진은 같은 기능을 플스에서 사용하지 못한다는 것입니다. :)
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중요한건 VRS를 잘 지원하는 엔진은 같은 기능을 플스에서 사용하지 못한다는 것입니다. :) | 20.03.22 01:24 | | |
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Kalixer
기본적인 GPU 체급 차이도 심한데 이 기능으로 엑박은 공짜 20% 프레임 향상까지 가져간다는 거네요. 진짜 잘못하면 동일 해상도에서 플스 30fps/엑시엑 60fps이 뜰수도 있다는건데... | 20.03.22 01:26 | | |
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VRS도 어차피 하드웨어 기능입니다. PS5에도 사용이 될겁니다. 자꾸 API자체가 뭔가 대단한 기능을 하는 것처럼 포장하는 사람들이 많은데, API는 하드웨어의 기능을 사용할 수 있게 해주는 인터페이스 규격일 뿐입니다. 그 기능을 수행하는건 하드웨어에요. XSX나 PS5나 성능 차이가 있을뿐 동일한 기능의 GPU가 들어갑니다. | 20.03.22 01:54 | | |
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다렉12얼티밋이 나오기 훨씬 전에도 이미 VRS를 지원하는 NVIDIA 하드웨어에서 VRS를 사용하는 게임들이 PC에는 여럿 나왔습니다. 다렉12얼티밋이 PC에 보급되더라도 VRS를 지원하지 못하는 AMD 나비 1세대 하드웨어는 VRS를 사용 못하는거구요. | 20.03.22 01:59 | | |
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하드웨어가 지원하는 기능은 쓰면 됩니다. 마이크로소프트는 DX12로 VRS가 가능하다고 공식 발표에서 언급하고 기술 컨퍼런스도 열었으며 이번에 DX12 표준 기능으로 소개도 했습니다. 소니는 안하고 있습니다. 조용히 쓰고 있을 수도 있고 소니 개발킷에 이에 상응하는 기술이 이미 있을 수도 있지만 SSD와 귀사진 띄워놓는 발표는 하면서도 VRS같은 GPU최적화 기술에 대해서는 입을 다물고 있습니다. 여기서 차이가 없다고 보세요? 마소는 아무나 쓸 수 있는 기술에 바보처럼 특허를 걸고 자기들 장점이라고 광고를 하고 있는거고 소니는 조용히 뒤에서 미소지으며 관망하고 있는 걸까요? 결과는 나와보면 알겠죠 ^^ㅋ | 20.03.22 02:02 | | |
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api를 쓰면 마소특허 위반인지라.. 마음대로 못씁니다. vrs라는 이름으로 쓰는 순간 특허권 위배가 됩니다. 유사한 api를 소니가 만들어야 합니다. api가 없으면 비효율적으로 프로그렘으로 다 코딩해줘야 하는데 얼마나 힘든지 아시나요?? 즉 그런 로직 api를 소니가 자체로 만들지 못하면 특허 사용으로 고소 당합니다. | 20.03.22 12:00 | | |
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플오에 vrs 안들어갑니다.. 다른이름으로 비슷한 기술이 쓰여질지도 모르겠으나 쨌든, vrs는 빠져 있습니다 | 20.03.24 19:37 | | |
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마소 기세잡으니 정보물량 장난아니네.. 하위호환,vrs등 상대방의 치명적인 아킬레스는 전부 후벼파고있음. 정보만으로 마소에겐 큰행복이자 상대방에겐 큰고통을 선사하고있음. 소니가 하는행동은 인맥 총동원해서 입털기뿐.
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ssd덕분에 vga 성능이 올라간다는 소리보단 많이 합리적이로군요.
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VRS없어도 소니에겐 계왕권이 있으니까
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독점도 있죠 ㅋㅋㅋ 리마스터 팔이도 잊지 말라규 | 20.03.22 11:03 | | |
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생각보다 고성능이라 가격이 우려되는 상황이죠. | 20.03.22 01:32 | | |
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마소 하던거 보면 비싸다고 아우성 치더라도 아 그래? 알았어 사지마~이렇게 나올까봐 무섭네요.. 취미 정도로 운영하고 있으니까요 | 20.03.22 08:07 | | |
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더 높은 성능 + 더 좋은 쿨링 + 더 쉬운 최적화 실제 게임에서 퍼포먼스 차이는 성능 격차보다 훨씬 클거라 봅니다. | 20.03.22 01:57 | | |
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오픈소스로 못 쓰나..그게 궁금하네.. | 20.03.22 01:43 | | |
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영상으로 치면 비트레이트를 가변으로 적용할수 있다는거네..그것도 화면의 일부분을.. | 20.03.22 01:44 | | |
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콜리션은 자체 엔진이 아니라서 빠졌네...ㅋㅋㅋ | 20.03.22 01:46 | | |
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특허라곤 해도 저런식의 최적화를 잘 해낼 수는 있는데. 퍼스트 파티 게임은 당연히 플스5 성능으로 최적화해서 기기 성능 100% 끌어내는 작품 나오겠죠. 중요한건 애매한 중소개발사 내지는 그냥 엔진사서 쓰는 회사들인데.. 그런 회사는 그냥 PC베이스로 작업하고 그 기능 그대로 바로 쓸수 있는엔 엑박판 만들면 플스용 최적화는 제대로 못할 수도 있는거죠. 그래서 통합 API가 좋은건데 마소는 이번에 콘솔/PC를 통합하는 API를 이미 발표한 상황이구요. 간단하게 360 시절 개발이 어려웠던 셀 마냥은 아니어도 비슷하게 엑원판이 실제 기기 성능 이상으로 차이가 날 수도 있다는 겁니다. 돈 없어서 엑박판 못만든다는 일본 개발사 빼고요. | 20.03.22 01:48 | | |
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아무래도 DX12U 기술이니 못쓰겠죠. 필요하다면 따로 구현해야죠. | 20.03.22 01:55 | | |
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못쓰죠 하드웨어와 그걸사용하는 api는 다른 것입니다. 결국 open gl밀고가야 하는 소니인데 문제는 amd가 오픈gl쥐약입니다. 마소한테 라이센스 피받아서 써야죠,, 아니면 벌컨으로 밀고 가야죠 믿을 것은 벌컨뿐입니다. 결국 소니는 아플뿐입니다. | 20.03.22 12:06 | | |
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플스 OpenGL 아닙니다;;; 자체 로우레벨 API 있어요 | 20.03.22 12:31 | | |
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Open gl기반입니다. | 20.03.22 14:08 | | |
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ps5는 rdna2 기능 거의 안된다고 보심 됩니다 | 21.07.25 20:21 | | |
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문제는 저건 범용이란거고 멀티 제작사에게는 저거보다 좋은게 없죠...동일한 결과물을 동일한 노력으로 가져올수 있다는거니.. | 20.03.22 01:48 | | |
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초고속 SSD를 제대로 활용할 줄 아는 제작사는 잘해낼 수 있는데.. 그렇지 못한 개발사는 엔진/API에서 제공하는 기능만으로 할 수 있다는게 장점이 되는거죠. | 20.03.22 01:49 | | |
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멀티 제작자도 어차피 ps4 판 포팅할때는 directx 못쓸껄요? 제가 잘못 알고있는 건가요 ps4는 opengl 기반이고 다이렉트x 못 쓰는걸로 알고있는데... 어차피 low-level 에서 성능 맞출려고 다 하기 때문에 얼마나 큰 이점을 가지고 있을지는 모르겠음. 지금까지도 다이렉트x vs opengl이었지만 콘솔대전에서도 멀티작끼리 대단한 차이 난적도 없었고... | 20.03.22 01:58 | | |
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뭐 엑박 + pc만 내면 비용 절감은 확실히 될 수 있긴 하겠네요. | 20.03.22 01:59 | | |
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독자 api를 못씁니다. 다 오픈지엘 아니면 vulkan기반입니다. 왜냐하면 소니가 소프트웨어 회사가 아니여서 저런 것 개발하기에는 인원 등이 부족합니다. 하위호환이 왜 마소보다 유리하지 못한지 보면 답이 나옵니다. 이유는 리눅스를 변형해서 쓰지만 문제는 하드웨어 마다 드라이버가 다르고 api가 달라서 조금만 틀어져도 다시 최적화해야 하기때문입니다. 마소로 치면 윈도우 7게임이 10에서 제대로 돌지 않는 것과 같은 이치죠 문제는 마소는 이게 가능하지만 소니는 애시당초 그런 것을 할 인프라가 없다는 겁니다. | 20.03.22 12:09 | | |
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SSD 속도와 귀사진 보내주면 3D 사운드 만들어주는 기술보다 덜 중요하기 때문이겠죠. | 20.03.22 01:53 | | |
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저건 소프트웨어적인 겁니다. 저기서도 엔비디아 하드웨어로 구현했죠. | 20.03.22 01:57 | | |
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하드웨어 기능입니다... 현존하는 하드웨어중에 VRS사용이 가능한 하드웨어가 유일하게 NVIDIA 튜링 GPU이기떄문에, NVIDIA 하드웨어로 테스트를 한겁니다. 해당 기능이 없는 5700XT 같은 GPU는 아예 기능 지원을 안하는거구요. | 20.03.22 02:04 | | |
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nvidia에서 제안한 기술이고, 마소가 다이렉트X에 기본으로 포함시키면서 rdna2에도 들어가게 된 기술입니다. amd가 처음 제안한 기술도 아니고, 다이렉트X 기반이라서 플스에서 쉽게 가져다 쓸 수 없는 거죠. | 20.03.22 02:09 | | |
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저도 비슷한 생각 했어요 | 20.03.22 13:23 | | |
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아뇨. 대략적으로는 한 오브젝트를 그리는 걸 말합니다. 물론 텍스쳐나 버텍스 버퍼를 같이 쓰면 한번의 드로우 콜로 여러개를 그릴 수도 있구요. 한 오브젝트를 여러번의 드로우 콜로 더 고급 효과를 넣기도 하구요. 한 프레임을 구성할때 드로우 콜 수를 줄이는 것이 기초적인 수준의 최적화 기업이기도 합니다. | 20.03.22 07:54 | | |
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그린다는 게 랜더링인가요? 아니면 텍스쳐나 폴리곤을 로딩하는건가요..? | 20.03.22 08:51 | | |
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렌더링이란게 화면 그래픽을 표시하기까지에 이루어지는 전체적인 과정을 렌더링을 한다라고 표현합니다.텍스쳐나 폴리곤을 저장장치에서 불러와서 램에 올려놓으면, 램에 있는 폴리곤과 텍스쳐정보가 비디어 카드 버퍼에 세팅되고 그다음 드로우를 콜하는게 일종의 렌더링 과정입니다. 렌더링 파이프라인 같은 것으로 검색해보시면 쉽게 설명된 다른 자료도 찾아보실 수 있습니다. | 20.03.22 18:01 | | |
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자세한 설명 감사합니다 ㅎ 이해한것이 맞다면.. 드로우콜은 텍스쳐나 폴리곤 장보를 불러오는 것이고 같은 모델링이나 택스쳐를 한화면 여기저기 중복 사용하여 드로우콜을 줄이는게 최적화라는 작업이군요 | 20.03.22 23:16 | | |
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상세하게 기술적 근거와 실례를 보여주면서 설명을 하는데도 구라 마케팅이라 하면.. 딱히 드릴 말씀도 없네요 허허.. | 20.03.22 14:23 | | |
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토탈워 삼국지 시리즈 X 가즈아!!!!!!
(IP보기클릭)39.7.***.***
난너의god
예수디님 재림하시면 게임 끝 | 20.03.22 14:08 | | |
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