레이 트레이싱이란? (그리고 PC 게임에 대한 의미)
게시 됨: 2022-01-29최근에 게임을 할 때 눈이 훨씬 더 커진 것을 눈치채셨나요? 만약 그렇다면, 그것은 게임 영역 전체에 천천히 퍼지고 있는 새로운 기술 때문일 수 있습니다. PC 게임에서 가장 눈부신 최신 시각적 개선 사항은 레이 트레이싱을 통해 제공되며, 이는 특수 하드웨어를 통해 최근에야 실시간으로 가능해졌습니다.
레이 트레이싱은 PC 게임에서 일반적으로 언급되지만 Microsoft의 Xbox Series X와 Sony의 PlayStation 5에도 필요한 하드웨어와 이를 지원하는 게임 라이브러리가 증가하고 있습니다. 이 기사에서는 레이 트레이싱이 기존 래스터화와 어떻게 다른지, 게임의 미래에 레이 트레이싱이 중요한 이유, 그리고 레이 트레이싱이 다음 게임용 PC(게임용 데스크탑이든 게임용 노트북이든) 또는 콘솔 구매에 영향을 미치는지 여부를 다룹니다.
레이 트레이싱의 기본
레이 트레이싱은 컴퓨터에서 생성된 장면을 조명하는 데 잘 작동하는 기술입니다. 이 개념은 새로운 것이 아닙니다. 새로운 것은 컴퓨팅 근육에 도달하여 이를 효율적으로 처리할 수 있다는 것입니다.
마치 어두운 방에 들어가서 손전등을 가리키는 것처럼 물체에 광선을 쏘고 그것이 표면에서 어떻게 반사되는지 추적한다고 상상해보십시오. 그런 다음 장면이 어떻게 보여야 하는지 파악하기 위해 반환되는(및 반환하지 않는) 광선을 사용하여 많은 광선을 쏘는 것을 상상해 보십시오. 예를 들어, 돌아오지 못한 광선은 물체에 의해 차단되어 그림자를 생성할 수 있습니다. (레이더가 작동하는 방식과 같은 개념에 대해 생각하는 것은 멀리 있지 않습니다.)
이 기본 설명은 광선 추적이 실제 조명과 어떻게 평행을 이루는지 강조합니다. 눈에 도달하는 빛은 보고 있는 것을 뇌에 알려줍니다. 애니메이션 영화는 수십 년 동안 레이 트레이싱을 사용해 왔습니다. 예를 들어, Pixar의 Toy Story 는 1995년에 각광을 받았으며 그 이후로 렌더링에 큰 진전이 있었습니다.
그러나 영화 산업이 광선 추적을 사용하는 동안 비디오 게임은 3D 세계를 렌더링하기 위해 다른 기술인 래스터화에 의존해 왔습니다. 그러나 그 이유를 알아보기 전에 레이 트레이싱을 래스터화와 대조해 보겠습니다.
기본 사항: 레이 트레이싱 대 래스터화
래스터화는 장면 렌더링에 대한 객체 기반 접근 방식입니다. 각 개체는 먼저 색상으로 칠해진 다음 눈에 가장 가까운 픽셀만 표시하도록 논리가 적용됩니다. 대조적으로 광선 추적은 먼저 픽셀에 색상을 지정하고 나중에 개체와 식별합니다. 간단합니다... 다 설명이 되겠죠?
글쎄요 , 그렇지 않습니다. 이렇게 생각해보세요. 래스터화에는 사실적인 비주얼을 만들기 위해 특별한 기술과 조정이 필요합니다. 예를 들어, 게임의 렌더링 파이프라인은 개체의 픽셀이 주어진 패턴을 갖는 특정 효과를 적용하도록 조정되고 최적화될 수 있습니다. 당연히 이러한 유형의 논리는 개체 및 장면마다 다릅니다. 이를 활용하려면 개발자 측의 노력이 필요하지만 컴퓨터가 적절한 양의 처리 능력 없이 복잡한 장면을 렌더링할 수 있기 때문에 효율성 면에서 보상을 받을 수 있습니다.
광선 추적은 광선을 쏘는 것을 기반으로 하기 때문에 래스터화보다 더 일반적인 방식으로 적용되는 경향이 있습니다. 결과적으로 시각적 결과를 얻기 위한 기술은 이러한 광선이 사용되는 방식을 기반으로 합니다. 예를 들어 더 부드러운 그림자와 반사는 더 많은 광선을 촬영해야 하는 반면 모션 및 블러 효과는 광선 타이밍이나 광선의 원점을 변경해야 할 수 있습니다.
래스터화와 광선 추적을 사용하여 동일한 결과를 얻을 수 있습니다. 이제 하나가 다른 하나보다 사용되는 이유를 살펴보겠습니다.
주류 게임, 레이 트레이싱 만나기
수십 년 전 래스터화를 수행하는 데 필요한 하드웨어가 레이 트레이싱에 필요한 것과 달리 주류 구매자가 액세스할 수 있을 만큼 충분히 저렴했기 때문에 래스터화는 비디오 게임에서 자리를 잡았습니다. 이것은 여전히 대부분 사실입니다. 게임용 그래픽 카드는 래스터화에 최적화되어 있으며 앞으로도 계속 그럴 것입니다.
Ray Tracing의 주류 게임으로의 여정은 GeForce RTX 2080 형태로 Nvidia의 GeForce RTX 데스크탑 카드 라인 출시와 함께 2018년에 시작되었습니다. Nvidia는 2020년에 2세대 GeForce RTX 3000 시리즈 카드를 출시했습니다(GeForce RTX 3080이 헤드라인). , 라이벌 AMD는 빠르게 Radeon RX 6000 시리즈를 따랐습니다. (대표적인 Radeon RX 6800 XT에 대한 리뷰를 참조하십시오.)
요컨대, 레이 트레이싱이 게임 현장에 진입하는 데 너무 오랜 시간이 걸렸습니다. 왜냐하면 레이 트레이싱을 끌어낼 컴퓨팅 리소스가 주류 채택을 허용할 가격으로 얻을 수 없었기 때문입니다. 물론 진입 비용은 여전히 상대적으로 높습니다. AMD나 Nvidia는 아직 하드웨어 레이 트레이싱이 포함된 저가형 데스크탑 그래픽 카드를 제공하지 않습니다. 현재 하드웨어에서 레이 트레이싱이 가능한 "기본형" 비디오 카드는 GeForce RTX 2060으로, 2019년에 349달러의 저렴한 가격으로 출시되었으며 요즘 대부분의 소스에서 그 이상으로 잘 팔리고 있습니다. 비디오 카드에 대한 높은 수요(및 낮은 공급).
우리가 테스트한 최고의 레이 트레이싱 그래픽 카드...
그래도 언젠가 는 가격이 안정될 것입니다. 그리고 특히 최신 게임 콘솔이 파티에 합류한 이후 계속해서 주류로 채택될 예정입니다.
레이 트레이싱을 통한 시각적 개선
레이 트레이싱이 게임 그래픽의 문을 열었을 뿐이라는 사실을 깨닫는 것이 중요합니다. 실시간 레이 트레이싱으로 전체 게임을 렌더링하는 것은 오늘날의 하드웨어 기능을 훨씬 능가하기 때문입니다. 광선 추적을 지원하는 게임은 특정 효과, 주로 그림자 및 조명과 관련된 효과에만 사용하고 다른 모든 것은 여전히 래스터화됩니다.
먼저 용어에 대한 빠른 입문서입니다. Nvidia의 RTX 브랜드 카드(예: GeForce RTX 2060 또는 RTX 3080)는 Nvidia에서 광범위하게 "RTX"라고 부르는 독점 그래픽 렌더링 구현을 활용합니다. 이 구현 은 DirectX 12, 특히 DirectX DXR(Raytracing API)을 사용하여 게임 엔진에서 빛 경로를 렌더링할 수 있습니다.
한편 DXR은 Nvidia의 하드웨어와 독립적으로 또는 함께 작동할 수 있는 광선 추적 API입니다. 예를 들어, 게임 Crysis의 개발자는 성능이 예상대로 느렸지만 AMD Radeon RX 5000 시리즈 카드(온보드에 RT 코어가 없는 GPU)에서 광선 추적 반사를 실행하는 자체 Crytek 엔진의 데모를 몇 년 전에 선보였습니다. . RT 코어가 탑재된 AMD Radeon RX 6000 시리즈 카드에서 동일한 데모를 실행하면 DXR 장면을 훨씬 더 빠르게 처리할 수 있습니다.
RT 코어(광선 계산에 특화된)는 AMD 또는 Nvidia 브랜드의 모든 그래픽 카드가 DXR을 더 빠르게 실행하는 데 도움이 되지만 DXR은 실행하는 데 RT 코어가 필요하지 않습니다.
레이 트레이싱이 게임을 시각적으로 개선하는 방법을 살펴보겠습니다. Nvidia GeForce RTX 그래픽 카드에서 레이트레이싱된 그림자를 지원하는 PC용 Square Enix의 Shadow of the Tomb Raider에서 다음 스크린샷 쌍을 찍었습니다. 특히, 땅의 그림자를 보십시오.
다음은 Shadow of the Tomb Raider의 또 다른 한 쌍의 장면입니다...
그리고 마지막 세트를 보자...
레이트레이싱된 그림자는 거친 래스터화된 버전에 비해 더 부드럽고 사실적입니다. 그들의 어둠은 물체가 차단하는 빛의 양과 그림자 자체에 따라 달라지지만 래스터화는 모든 물체에 단단한 가장자리를 부여하는 것처럼 보입니다. 래스터화된 그림자는 여전히 나빠 보이지 않지만 레이 트레이싱된 그림자로 게임을 한 후에는 되돌리기가 어렵습니다.
현재 게임에서의 레이 트레이싱 지원은 AMD와 Nvidia 카드에 대해 별도로 구현해야 하기 때문에 다소 양극화되고 있습니다. Nvidia가 2020년까지 레이 트레이싱 지원 그래픽 카드를 생산한 유일한 회사였기 때문에 더 많은 게임이 Nvidia 카드를 지원하지만 더 많은 게임이 두 가지 버전을 모두 지원하기 시작했습니다. 후자의 예로는 Cyberpunk 2077, Dirt 5, Godfall 및 World of Warcraft: Shadowlands가 있습니다.
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레이 트레이싱: 성능 영향
PC 그래픽의 경우 모든 것이 대가를 치르며 레이 트레이싱의 시각적 장점도 예외는 아닙니다. 이를 활성화하면 일반적으로 게임마다 영향이 다른 성능 패널티가 발생합니다.
예를 들어 Shadow of the Tomb Raider 게임의 내장 벤치마크를 살펴보겠습니다. AMD Ryzen 9 5900X 프로세서, GeForce RTX 3080 그래픽 카드 및 32GB 메모리가 탑재된 게임용 데스크탑에서 실행했습니다. 아래에 제시된 수치는 두 가지 해상도에서 테스트한 것으로 초당 평균 프레임(fps)입니다. 원활한 게임 플레이를 위해서는 최소 60fps가 필요합니다.
레이 트레이싱의 두 자릿수 성능 히트는 중요하며 이는 성능 향상 DLSS 기능이 켜져 있는 경우입니다. DLSS는 특정 게임에서 지원되는 Nvidia 전용 기능으로, 레이 트레이싱의 계산 부하가 프레임 속도에 미치는 영향을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. (DLSS에 대한 자세한 내용은 Nvidia의 DLSS 2.0 테스트: 무료 프레임 속도 향상을 참조하세요.) DLSS는 큰 가능성을 보여주지만 게임에서 이를 지원해야 합니다. 요즘 탄력을 받고 있지만, 이에 대한 지원은 보편적이지 않습니다.
이러한 성능 절충은 그림자 및 조명 효과 적용에서 비롯되므로 오늘날의 기술은 실제로 전체 게임을 렌더링하기 위해 레이 트레이싱을 사용하는 것과는 거리가 멀다는 것을 기억하십시오. 즉, 이 게임에는 성능에 미치는 부정적인 영향이 덜한 광선 추적형 그림자 설정이 있기 때문에 성능 적중은 이 경우 최악의 시나리오입니다.
게임 최적화는 언급할 가치가 있습니다. 개발자는 의심할 여지 없이 래스터화와 마찬가지로 레이 트레이싱을 더 잘 최적화하는 방법을 배우므로 현재 하드웨어에서 더 많은 레이 트레이싱 효과를 얻을 수 있어야 합니다. (다시, 래스터화가 어디까지 왔는지 보십시오.)
우리가 검토한 주요 광선 추적 게임
DLSS도 도움이 되는 접근 방식 중 하나이며 시간이 지남에 따라 DLSS가 개선되고 확장될 것으로 기대합니다. AMD는 또한 "초고해상도"라고 불리는 자체 DLSS 스타일의 성능 절감 대안을 개발하고 있습니다. Super Resolution은 Microsoft의 DirectML 팀("ML"은 "머신 러닝"의 약자)과 함께 개발 중입니다. 그러나 AMD는 이 기술이 아직 해결되지 않았으며 빠르면 2022년까지 이 기술로 실행되는 게임을 볼 수 없을 것이라고 말합니다.
레이트레이싱된 미래: 서서히 증가하는 스팀
오늘날의 게임에서 레이 트레이싱의 제한된 적용에도 불구하고, 그것은 그대로 남아 있습니다. AMD가 하드웨어 레이 트레이싱을 지원하는 Radeon 그래픽 카드를 도입하여 Nvidia를 따랐을 때부터 이 글은 벽에 붙어 있었습니다. Xbox Series X 및 PlayStation 5의 하드웨어 레이 트레이싱 지원은 그 목표를 더욱 촉진합니다.
그 점에서 콘솔 게이머를 위해 레이 트레이싱을 채택하기로 결정했습니다. 모든 최신 모델이 하드웨어 레이 트레이싱을 지원하기 때문에 최신 중급 및 고급 그래픽 카드를 구입하는 PC 게이머를 위해 만들어졌지만 구형 또는 저가형 그래픽 카드를 가진 게이머가 업그레이드해야 하는지 아니면 시장에 나와 있는 그래픽 카드를 업그레이드해야 하는지에 대한 문제는 여전히 남아 있습니다. 포니 업해야합니다.
요컨대, 시각적 차이가 돈 가치가 있다고 판단하지 않는 한 하드웨어 레이 트레이싱을 지원하는 그래픽 카드에 투자할 필요는 없습니다. 레이 트레이싱은 현재 게임에 다른 이점을 거의 제공하지 않으므로 단순한 즐거움으로 귀결됩니다.
현재 제한된 가용성과 높은 가격의 그래픽 카드로 인해 레이 트레이싱은 필요한 것보다 훨씬 더 큰 투자를 해야 합니다. 따라서 운이 좋게도 GeForce RTX 또는 Radeon RX 6800 카드를 구입하지 않는 한 레이 트레이싱을 계속 켜두는 것이 합리적일 수 있습니다. 위시리스트를 작성하고 현금을 게임에 사용하십시오. 당신이 기다리는 동안 레이 트레이싱 지원이 추가된 구매한 게임을 다시 경험할 수 있기 때문에 그 전략은 장기적으로 훨씬 더 효과적일 수 있습니다.