Kyro GPU에서는 다음과 같은 대표적인 기술들을 통해 여러 가지 3D 그래픽의 구현을 실현한다.
Tile-Based Rendering
8-Layer Multi-Texture Support
Environment Mapped Bump Mapping (EMBM)
4X Full Screen Anti-Aliasing
내장 True Color
위의 기술들은 매니아적인 시선이라면 이미 생소한 기술들은 아니다. 눈에 띄는 점은 Kyro GPU에서는 T&L 엔진을 사용하지 않는다는 점인데 이건 나중에 다루기로 하며, Kyro 칩셋의 기술 Kyro의 기반을 이루고 있는 대표적인 렌더링 방식인 Tile-Based Rendering과 Environment Mapped Bump Mapping (EMBM) 대해 소개를 하기로 한다.
미래의 3D 렌더링(?) - Tile-Based Rendering
일반적인 3D 렌더링의 방식
그래픽 카드에서 관측자에게 3차원 화면을 제시하는 경우, 컴퓨터는 모의 3차원 세계속에 시점을 표현하여야 한다는 것이 대 전제에 속하게 된다. Tile-Based 방식은 보이는 표면만을 렌더링하였던 전통적인 방식과 비교할때 작업부하(overhead)를 엄청나게 감소시킬 수 있다고 명시하는 방식이다. 이러한 타일 기반의 렌더링 방식은 당연히 적은 메모리 대역폭을 사용하며, 이것이 Kyro GPU의 기본 기술을 확립한 PowerVR에서 자신들의 기술이 미래 3D 그래픽의 한 축을 형성할 것이라고 주장하게끔 하는 이유 중 하나라고 볼 수 있다. (하지만 이러한 기술들은 3dfx에서도 Voodoo를 통해 실현하려고 하였던 기술이며, 3dfx의 기술을 인수한 nVIDIA에서도 충분히 포함시킬 수 있는 기술이라고 할 수 있겠다.) 메모리 대역폭의 한계는 이미 고해상도에서 DDR-SDRAM을 사용하는 제품에서도 나타나고 있는 것이며, 따라서 PowerVR은 자사의 기술이 현재 뿐만 아니라 앞으로도 계속될 메모리 한계에 매우 적합한 기술로 믿고 있는 Kyro GPU의 기술이다.
이러한 Tile-Based 방식의 원리는 다음과 같다. 보통 3D 렌더링을 사용하는 경우, Z버퍼는 특정 픽셀의 깊이(Z방향으로의 입체감 정도를 나타내는 수치)를 저장하는데 사용된 것이 일반적이다. 그 후 폴리곤이 렌더링되고 픽셀에 텍스쳐와 음영 효과들이 적용된 후, Z버퍼는 다른 어떤 픽셀들에 비하여 현재 렌더링 되어야 할 픽셀이 관측자에게 거리상으로 가까운지 확인하며, 이 조건에 부합하는 경우 화면에 렌더링 된 픽셀을 그리게(draw)된다. 이와 같은 방식으로 화면의 많은 분할 공간들이 수많은 작업을 통해 그 위에 덧씌워지게(overdraw)되는 최종 작업을 통해 이루어지는 것이 바로 Tile-Based 방식인 것이다. immediate mode 렌더링의 기초가 되는 이 방식은 하드웨어가 최후로 만들어지는 폴리곤이 구성하려는 화면의 어느 부분에 해당하는지 알지 못하므로 3D 렌더링 시 반드시 필요한 작업 중 하나이다.
일반 3D 렌더링 VS PowerVR의 TBR
그렇다면 Kyro에서 Tile-Based Rendering은 어떻게 이루어지는 것인가. Kryo와 다른 디스플레이 리스트 렌더러들은 화면을 각기 독립적으로 렌더링 될 수 있는 벽돌(혹은 타일 tile)과 같은 형태로 분할을 한다. 텍스쳐링과 그림자를 입히기 전 렌더링 단계의 맨 첫 번째로 Hidden surface removal (보이지 않는 화면에 관련된 불필요한 작업을 없애는 것) 수행하는 것이다. 이러한 Hidden surface removal을 통해 최종적으로 디스플레이 메모리에 기록되는 보이는 픽셀(visible pixels)들의 질감이 입혀지고(texture)과 음영이 처리되어(shaded)진다. 이렇게 함으로써 메모리로부터 텍스쳐를 중복되게 불러오지(fetch) 않게 하며, 동시에 렌더링도 중복되지 하는 것. 이것이 Kyro에서 메모리 대역폭의 한계를 극복하면서 이루어지는 Tile-Based Rendering의 실체이다.
- Environment Mapped Bump Mapping (EMBM)
보다 현실감 있는 타이어 바퀴 모양이 나타나고 있다.
Kryo는 Perturbed UV Bump Mapping로 알려진 Environment Mapped Bump Mapping (EMBM)을 지원하고 있다. EMBM 이라는 것은, 물체의 표면에 융기(bump)와 홈(scratch)를 만들어내는 삼각형(friangle)을 사용하는 경우 특별한 진행 과정이 요구되는데 이것을 법선 지도라는 텍스쳐를 이용하여 표면의 각 픽셀에 새로운 법선을 부여하여, 좀 더 실제적으로 보이는 굴곡있는 표면을 픽셀에 만드는 것이라고 말할 수 있다. 이 EMBM을 통해 Kyro GPU에서는 기존 Geforce 2 보다 좀 더 깔끔한 3D 그래픽을 구현하는 것이 가능하다. EMBM은 Geforce 3나, ATi RADEON에서도 이미 사용된 기술이라 크게 어필할 수 있는 기술로는 볼 수 없으나, Kyro는 nVIDIA보다 빠르게 이 기술을 적용하여 좀 더 깔끔한 3D 그래픽의 구현을 위해 노력한 흔적이 보이는 점 중 하나이다. 위 사진은 EMBM이 적용되기 전과 적용된 후의 모습을 나타내어주고 있는 사진이다.
이중민
자료제공:pcbee(http://www.pcbee.co.kr)
