[프리뷰] ATI Radeon에 적용된 기술들

(1) 현재 업계의 상황과 기술적 장애요인들

김홍철/muphy@technoa.co.kr

ATI Radeon 64MB DDR board

※ 이 글은 이후 포스팅될 Radeon 리뷰에서의 독자들의 이해를 돕기 위해서 ATI의 홈페이지 내용 중 Radeon에 관련한 하드웨어 테크놀러지 페이지를 번역하고 필요한 부분은 필자가 첨삭한 글입니다. ATI 홈페이지의 원문과는 내용이 약간 다를 수 있습니다.

업계의 현재의 상황

PC 사용자들의 '보다 정교하고, 보다 세밀하며, 보다 빠른' 어플리케이션에 대한 끝없는 요구는 이러한 요구를 만족시키기 위해서 업계가 앞으로도 지속적으로 더욱 강력한 3D 그래픽 프로세서를 공급해야만 하는 상황을 시사하고 있다. 최근 들어서 3D 그래픽의 능력은 대단히 중요해졌으며, 이는 결과적으로, 기존에는 PC에서 가장 중요하고 가장 복잡하며 진보된 컴포넌트였던 CPU보다도 강력하고 더욱 빠른 3D 그래픽 프로세서의 탄생을 이끌어내었다. 그래픽 가속기들은 CPU보다 훨씬 저렴한 가격에 팔리고 있음에도 불구하고 이제 CPU 보다도 더 많은 트랜지스터를 집적하고 있으며 더욱 뛰어난 부동소수점 연산능력을 가진다. 이의 결과는, 소비자들이 지불할 수 있는 수백달러 수준의 가격대에서, 수만달러를 지불해야만 얻을 수 있었던 웍스테이션에서의 그래픽 능력에 근접하거나 몇몇 부분에서는 이를 능가하는 뛰어난 성능을 얻을 수 있게 되었다는 것이다.

그래픽 기술을 선도해나가는 몇몇 3D 컴퓨터 게임을 고려해 보자. 과연 소비자들이 기대하고 있는 것이 무엇일까? 이러한 질문에, 대다수의 게임 개발자들은 '거대한 예산을 들여서 만들어낸 헐리우드 영화들에서나 볼 수 있는 화려한 특수효과들과 같은 모습을, 인터액티브하게 보여줄 수 있는 제품을 만들어내는 것'이라고 입을 모은다. 이것은 사용자들이 화면에 나타나는 주인공을 컨트롤하고, 게임 디자이너들이 사용자들이 가지기를 원했던 '자율성'을 가지게 되는것을 말한다. 이상적인 상황은, 게임 디자이너들이 '사용자가 불신을 잠시 접어두고' 자신들이 잠시나마 다른 공간에 와 있다고 느끼게 하는것이다. 이것은 지금까지는 불가능했다. 그러나 ATI의 카리스마 엔진과 픽셀 태피스트리, 하이퍼Z 테크놀러지를 통해서 변하게 될 것이다.

실제와 같은 그래픽을 생성하는 과정에서의 기술적 장애요인

3D 컴퓨터 그래픽은 데스크탑 PC에 처음 등장한 이후로 매우 긴 길을 걸어왔다. 현재 만날 수 있는 Quake III이나 언리얼 등의 게임들이 둠 등의 '고전적'인 게임들보다 훨씬 사실적으로 실감넘치는 화면을 보여주고 있다는 데에는 이론의 여지가 없다. 그러나 현대의 최고의 3D 기술이 결집된 3D 아트웍이나 애니메이션들에 비한다면 이들 게임이 윈도우의 창 안에서 만들어내고 있는 움직이는 그림들은 살아 숨쉬는 세상과는 여전히 거리가 멀다. 사실 지금의 하드웨어 및 소프트웨어 기술로도 사진과 거의 유사한 정교한 동영상을 창조해낼 수는 있다. 그러나 이것은 오로지 '이미 렌더링 되어 있는' 3D 시퀀스들일 뿐이다. 인터액티브 어플리케이션에서는 3D의 장면들이 실시간으로 렌더링되어야 하며, 이것은 천문학적인 연산처리 능력을 요구한다.

현재의 PC 그래픽 하드웨어의 수준에서 사진과 같은 실제적인 3D 환경을 실시간으로 만들어내는데에는 아래와 같은 3가지 주된 장벽이 존재한다.

1. 살아있는것 같은 캐릭터

오늘날의 3D게임에서의 캐릭터들은 아래와 같은 문제점들을 안고 있다.

＊ 각진 형태를 취하고 있어서 그다지 자연스러워 보이지 않는다.(확대해서 볼 경우는 더더욱..)
＊ 뻣뻣하고, 마치 로보트 같은 움직임만을 가진다.
＊ 단순하고, 반복적인 움직임을 보여주며, 그나마도 다양성이 별로 없다.
＊ 얼굴에서의 감정표현이 매우 부족하다.
＊ 캐릭터 모델의 종류가 너무 적다.(캐릭터들이 다 비슷하거나 같은 모양을 가진다.)
＊ 한 화면에 동시에 등장할 수 있는 캐릭터의 수가 한정되어 있다.

2. 정교한 물체

3D 환경을구성하게 되는 다양한 물체들의 표현에는 아래와 같은 제약이 따른다.

＊ 낮은 정교함를 가진다.(대단히 단순한 모양과 형태만이 표현된다.)
＊ 가까이에서 보았을 경우 텍스쳐의 디테일이 부족하다.(평평하고 뭉개져보인다.)
＊ 종종, 이들 물체는 고정되어 있고 움직일 수 없다.(이는 물체의 모든 면이나 부분부분이 드러나지 않게 하기 위함이다. 일례로 니드 포 스피드에서 차가 아무리 나무를 들이받아도 나무는 그대로 있다.)
＊ 반사광이 제대로 표현되지 않으며, 상세한 부분을 표현하지 못한다. 또는 반사광이 환경에 따라 변화하지 않는다.
＊ 그림자가 순간순간 렌더링되지 못한다.(미리 그려져 있던 그림자이거나 전혀 렌더링되지 않을때도 있다.)

3. 풍부한 환경

캐릭터들이 움직이는 배경이 되고 또한 캐릭터들과 상호작용하는, 3D로 이루어지는 환경은 아래와 같은 문제를 가진다.

＊ 커브나 정교한 부분이 얼마 없는 단순한 구조
＊ 정적이며, 시간의 흐름에 따라 변화하지 않는다.
＊ 사용자의 액션에 반응하지 않는다.
＊ 물결이나 구름의 움직임 등의 3D 효과를 2D 효과로만 표현해준다.

오늘날의 그래픽 칩들이 캐릭터, 물체, 환경 등을 보다 사실적이고 정교하게 만들 수는 있지만 이들은 이러한 이득을 얻기 위해서는 성능에서 엄청난 희생을 감수해야만 한다. 결국 게임 개발자들의 창조력은 그래픽 테크놀러지에 의해서 축소되어버린다. 개발자들은 많은 시간과 정력을 하드웨어적인 한계 안에서 얼마나 창조적인 방법을 만들어내는가에 소모하고 있으며, 이러한 시간들은 사실 보다 뛰어난 컨텐츠를 만드는데 사용되었어야 한다. ATI의 Radeon 그래픽 프로세서는 새로운 기술들을 적용함으로써 성능을 유지하면서도 이러한 장애요인들을 극복하려 한다.