[PS5] TAA 에 대해 알아봅시다

[張劍鐵]

자 여기 3D 오브젝트인 삼지창이 있습니다 

요걸 이제 60 x 60 해상도의 디스플레이로 출력해보겠습니다. 

그럼 대략 요런 꼬라지가 될텐데 

실제 출력된 결과물은 디스플레이 해상도가 3D 오브젝트의 디테일을 다 잡아낼 만큼 높지 않아서 이따구로 나오게 됩니다.

삼지창 이빨의 굵기가 너무 얇아 도트 한개 크기만큼도 자리를 차지 못해서 

저렇게 이빨이 빠지듯 중간이 비는 현상이 생겨나게 되는건데 

요렇게 픽셀 한개보다 작은 디테일을 서브 픽셀 디테일이라고 부릅니다.

고럼 요걸 어떻게 잡아내느냐 

아주 간단합니다 

오브젝트가 픽셀보다 크기가 작아서 안잡혔으니까

픽셀 크기를 가로 반 세로 반의 4분의1 크기로 줄이면 되는것임 ^^  

이렇게 120 x 120 해상도로 하니까 이빨 안빠지고 다 잡혔죠? 

고걸 이제 다시 60 x 60 으로 줄여서 출력하면 요렇게 되는것입니다 ^^ 

이렇게 고해상도로 렌더링한걸 다시 저해상도로 줄이는걸 슈퍼 샘플링이라 하는데

그래픽 전체를 이렇게 고해상도로 연산해내는건 리소스 낭비가 너무 심해서 

3D 오브젝트의 외곽선만 따서 고해상도로 렌더링하는걸 바로 멀티 샘플링이라고 합니다.

플3 엑박360 초창기에 많이 쓰인 멀티 샘플링 안티 얼라이어싱

즉 MSAA 가 바로 이런 방식으로 작동하는 것임. 

근데 이 MSAA 에는 치명적인 약점이 있었으니 바로 폴리곤 외곽선만 잡아내서 

도트 단위로 들어가는 광원효과에 의해 생겨나는 계단현상은 전혀 잡아내질 못한다는 것입니다. 

자 여기 보면 아주 계단이 자글자글 한데 

저기서 생겨나는 계단 현상은 모두 광원에 의해 생성된 것들입니다.  

쉐이더가 픽셀 단위로 광원을 찍어주는 것이기 때문에

폴리곤 밖에 모르는 바보인 MSAA 로는 전혀 계단을 잡을수 없는거죠 

더 큰 문제는 게임의 광원처리가 복잡해지면서 디퍼드 렌더링 방식이 대세가 되기 시작했다는 것입니다.

디퍼드 렌더링이 뭔지 쉽게 설명하자면 예를들어 건담 프라모델을 만든다 쳤을때 

일반적인 포워드 렌더링이 부품 하나하나 조립할때마다 도색도 그때그때 해가며 완성하는 방식이라면 

디퍼드 렌더링은 일단 조립부터 다 끝내놓고 스프레이로 쫙 뿌려버리는 것과 같다 보면 됨 

한마디로 여러개의 동적 광원을 처리하기에 최적화 된 기법인데 

인류사에 길이 남을 우주띵작 갓존2 가 바로 이 디퍼드 렌더링을 사용한 대표적인 작품임 (지금봐도 그래픽 지림)

근데 이 디퍼드 렌더링을 구현하려면 여러개의 G버퍼를 필요로 하는데 

이 G버퍼라는게 Geometry Buffer 즉 3D 오브젝트로 이루어진 그림들인것임 

MSAA 로 이걸 처리하려면 한번 일할걸 4번 일해야되는꼴이 되어버리니 효율성이 극도로 안좋아지게 되는거죠. 

사실 플3 초창기에 맨날 엑박에 쥐어터지고 발렸던 이유가 

엑박이 EDRAM 으로 MSAA 를 거의 공짜로 쓸수있어서

일단 리소스 사용에서 한 30% 쳐발리고 시작했기 때문이었는데 

중후반기 들어서는 디퍼드 렌더링을 사용한 게임이 늘어나면서 

도리어 EDRAM 이 삼뉴꽁의 족쇄가 되어버림 

그래서 종종 플삼이 더 잘나온 게임도 등장하곤 했던 것이죠 ㄲㄲ 

어쨌든 이렇게 MSAA 가 무력화되니 뭔가 새로운 AA 솔루션이 필요했는데

그래서 등장한게 바로 FXAA 가 되겠습니다. 

FXAA 는 일단 완성된 3D 이미지에다 수작질을 해서 계단을 없애주는 후처리 방식의 AA 라고 보시면 되는데

위에 보이듯 계단 위치를 판명한다음 저걸 깍아버리는 그런 기법입니다. 

문제는 이게 2D로 출력된 최종 결과물에 붙는 후처리 기법이라 

어느게 계단이고 어느게 디테일인지 잘 구분을 못해서

걍 계단이랑 디테일이랑 모조리 다 깍아버림 ^^ 

뭐 이미지를 흐리게 만들긴 했어도 계단은 곧잘 잡았는데 

문제는 서브픽셀 디테일이었음 

기본적으로 최종 결과물에 마사지 하는 방식이라 

서브픽셀 문제로 생겨나는 저런 끊김 현상 같은건 전혀 해결해내지 못했고  

그냥 전반적으로 화질 흐릿하게 만들어 계단을 덜보이게 하는 임시적 방편에 가까웠습니다.   

그래서 등장한것이 바로 TAA 인데 

TAA 는 근본적으로 맨 처음 언급한 슈퍼샘플링 방식과 같은 개념의 AA 라고 보면 됩니다. 

차이점이라면 예를들어 8 x 슈퍼샘플링이 8배 더 큰 해상도로 렌더링한것을 

다시 디스플레이 해상도에 맞춰 축소시켜 출력하는 방식이라면 

TAA 는 8개 프레임에서 채취한 샘플을 누적시켜

하나의 거대 버추얼 이미지를 만들어내는 방식이라 보면 됨 

각자 다른 프레임으로 어떻게 하나의 이미지를 만들겠나 싶겠지만 

간단히 인간의 눈을 생각하면 이해하기 쉽습니다.  

인간의 눈은 평면적인 정보밖에 보지 못하지만 

양쪽 눈으로 들어온 두개 이미지의 정보를 합쳐 사물의 입체감과 거리를 인지할수 있잖아요?

TAA 도 마찬가지로 이번 프레임과 이전 프레임의 달라진 카메라 각도에 의해

이전 프레임에서는 캐치하지 못했던 정보를 이번 프레임에서 습득하여 더하는 방식입니다. 

자 이건 미세하게 다른 카메라 각도에 따라 생겨나는 서브 픽셀 디테일의 차이인데요 

저 사다리인지 계단인지 NO AA 상태로 자글거리는 디테일을 주목해서 보시면 

이전 프레임에서 이빨 빠진 상태였던 사다리 디테일이 다음 프레임에서는 생겨나고   

반대로 이전 프레임에 보였던 사다리 디테일이 다음 프레임에서는 사라지지만

이거 두개를 그냥 대놓고 합쳐버리기만 해도 

이렇게 한개 프레임에서 보이는 것 보다는 더 온전한 사다리 디테일을 볼수있는거고

TAA 에서는 8개 프레임의 샘플을 누적시켜서 

이렇게 좀 흐리지만 완벽한 사다리 이미지를 만들어내는 것입니다. 

(물론 단순 무식하게 합치는건 아니고 모션벡터 정보등을 더해 알고리즘 연산으로 구현)

NO AA 이미지와 비교했을때 TAA 적용 화면은 그야말로 경이로움 그 자체 

약간의 화질 흐려짐은 있어도 진짜로 슈퍼샘플링을 한듯한 결과물을 도출해내죠 

무엇보다 TAA 의 최대 장점은 리소스를 매우 적게 잡아먹는다는 것입니다.

MSAA 와 프레임 비교를 보면 더욱 극명한데 고작 5% 미만의 리소스를 잡아먹을 뿐입니다.

사실상 꿈의 기술이나 다름없죠 괜히 이번 세대에 대세로 쓰이는게 아닙니다.

다만 문제는 TAA 로 인해 생겨나는 여러 아티팩트들입니다. 

이전 프레임들의 잔상이 남아 생기는 고스팅 아티팩트가 그 대표적인 것으로 

이전 프레임에서 샘플링 하여 새로운 프레임을 만드는 TAA 에 고스팅 현상은 걍 필연적으로 따라올수 밖에 없습니다. 

다만 더 티나는 상황과 덜 티나는 상황, 눈치채는 사람과 눈치채지 못하는 사람만 있을뿐이죠.

화면에 빠른 움직임이 있을수록, 이전 프레임과 이번 프레임의 이미지 정보 차이가 클수록

화면에 나오는 결과물의 정밀도가 떨어지게 되는게 바로 TAA의 한계점이라고 할수있습니다. 

(자세히 보시면 프레임 샘플이 8개라 잔상도 8개라는 것을 알수있음)

마찬가지로 그런 TAA 특성상 움직이기 시작하면 프레임간의 정보차가 벌어지면서 화면 선명도가 확 떨어지게 되는데, 

움직이기 전이 선명한건 정지된 상태에서는 자체적인 지터링 Jittering (1픽셀 내에서의 떨림) 을 통해 

진짜 슈퍼샘플링과 같은 효과를 얻어내기 때문이죠. 

삼지창에서 1픽셀을 4개로 쪼개 샘플링 했듯 TAA는 우리가 보기엔 정지상태라도

1픽셀을 8개로 쪼개 그 안에서만 이동면서 8K 이미지를 지속적으로 만들어내고 있다 보면 됨 

따라서 이론상 정지 상태에서는 완벽한 8 x SSAA 품질의 이미지가 나와야 하는데 

그러지 않은건 동적 상태와 이질감을 줄이기 위해 일부러 블러를 먹여서 그렇다고 생각합니다.

어쨌든 이 흐려짐 문제는 해상도가 낮으면 낮을수록 더욱 두드러지게 나타나는데 

파판7 리버스의 경우도 퍼포먼스 모드의 해상도가 1152P 로 너무 낮아서 흐려짐 현상이 심각했습니다.

문제는 현재 플5 는 갈수록 해상도가 낮은 게임들이 등장하고 있다는 것이고 

이런 TAA 의 흐려짐 문제는 갈수록 심화가 되어갈것이라는 것이죠. 

1줄 요약: PSSR 이 답이다 

여기까지 다 읽은 당신이 챔피언 

졸속 마무리 죄송합니다 쓰다 지쳤음 ㅠㅠ

[😍롤린]

대충 읽었는대
그럼 PSSR은 잔상 안생긴다는 거에요?
리버스랑 스블할때 잔상 좀 신경 쓰이던대

[아마존슨]

Df에서 분석한거로는 PSSR에서는 고스팅 현상이 안보인다는거 같습니다

[에메랄드마운틴]

오 신기하네요 ㅎㅎ

[오덕살맨]

오잉?
제가 예전에 기억하던 찡가님이 맞으신가요?

[시인지드]

잼있네요

[하얀천사]

계속 좋은글 올려주셔서 잼있게 잘 읽고있습니다.

[pscss]

본문과는 큰 상관이 없는 질문인데요.
프로 성능이 노멀 대비 괜찮은 성능업이 맞나요??
듣기론 그래픽 카드는 좋은거로 교체됐고
cpu,램도 완전 동일한게 아니라
조금씩은 성능 향상 된거라고 하더라구요.

[JE_JE]

기본 성능은 엄청나게 업그레이드가 아니라고 하더라도..딥러닝 업스케일 기술이 도입되어서 실 체감은 더 클것으로 예상됩니다. pc쪽에서도 사실 dlss 도입 이후 낮은 성능의 그래픽카드들도 체감업이 많이 되었습니다.

[오래살겨]

음 그 좋다는 명기 3080도
플5보다 말도 안되게 좋진 않습니다. 60프로정도?
근데 엔비댜는 dlss 덕에 꿀을 많이 빨았죠.
Pssr 성능이 예사롭지가 않습니다. Dlss도 퀄리티 이하는 잔상이 꽤 있는데 얘는 그게 거의 없어요.

[가나다라하하]

아니 흥미롭고 재미나게 읽고 있다가
궁금해졌는데 갑자기 끝나버리네요....
똥 싸다 만 기분임

[clubhouselover]

안티엘리어싱에 대해 그냥 막연하게 알고있었는데 이런개념이였군요

[JE_JE]

dlss나 fsr, pssr같은 업스케일링을 사용하려면 기본적으로 안티 옵션이 취소됩니다. 저런 안티 기능까지 대체된다고 봐도 되겠죠. 그래서 한번씩 TAA가 걸려있는 네이티브보다 높은해상도의 업스케일링은 더 선명하게 보이기도 하구요

[제타맨]

dlss에서 ss가 슈퍼샘플링이란 뜻...
슈퍼샘플링은 안티에일리어싱 기술 중 하나

[JE_JE]

슈퍼샘플링이 안티 기술 중 하나인것은 몰랐네요 ㅎㅎ 좋은 정보 감사합니다!

[오래살겨]

Pssr이 taa 기반 기술이 아닌것 같기도...
잔상이 가장 없는 업스케일인 거 같더군요
그것만으로 이미 성공입니다. 움직이지 않을 때는
Fsr도 꽤나 훌륭합니다. 움직이면 잔상이 ......
무슨 마법인지 pssr은 잔상이 거의 없어요

[루리웹-0183567445]

응 프로 개비싸

[◆웃음매니아◆]

좋은 글 잘 읽었습니다^^