지연 음영

Deferred shading
확산 컬러 G-버퍼
Z 버퍼
표면 일반 G-버퍼
최종 합성(이 이미지에 표시된 그림자를 계산하려면 그림자 매핑,[1] 그림자 필러 또는 그림자 볼륨과 같은 다른 기술을 지연된 음영과 함께 사용해야 합니다.)

3D 컴퓨터 그래픽 분야에서 지연 쉐이딩은 정점과 픽셀 셰이더가 렌더링된 [2]후 두 번째 렌더링 경로에서 수행되는 화면 공간 쉐이딩 기술입니다.그것은 1988년 [3]마이클 디어링에 의해 처음 제안되었다.

지연 셰이더의 첫 번째 패스에서는 쉐이딩 연산에 필요한 데이터만 수집된다.각 표면의 위치, 법선 및 재료는 "texture 렌더"를 사용하여 지오메트리 버퍼(G-buffer)에 렌더링됩니다.그 후, 화소 셰이더는, 화면 공간내의 텍스처 버퍼의 정보를 이용해 각 화소의 직간접 조명을 산출한다.

스크린 공간 방향성 폐색은[4] 그림자와 상호반사에 방향성을 부여하기 위해 지연된 쉐이딩 파이프라인의 일부로 만들 수 있다.

이점

지연 음영 처리의 주요 장점은 장면 형상이 조명에서 분리된다는 것입니다.지오메트리 패스는 1개만 필요하며 각 빛은 실제로 영향을 미치는 픽셀에 대해서만 계산됩니다.이로 인해 퍼포먼스에 [5]큰 영향을 주지 않고 장면에 많은 조명을 렌더링할 수 있습니다.이 접근법에 대해 주장하는 몇 가지 다른 이점들이 있다.이러한 장점으로는 복잡한 조명 자원의 관리 간소화, 기타 복잡한 셰이더 자원의 관리 용이성, 소프트웨어 렌더링 파이프라인의 단순화 등이 있습니다.

단점들

지연 렌더링의 주요 단점 중 하나는 알고리즘 내에서 투과성을 처리할 수 없다는 것입니다.단,[6] 이 문제는 Z 버퍼링된 장면에서는 일반적인 문제로 씬의 투과적인 부분의 렌더링을 지연 및 정렬함으로써 처리되는 경향이 있습니다.깊이 필링은 지연 렌더링에서 순서에 구애받지 않는 투명성을 얻기 위해 사용할 수 있지만 추가 배치 및 g-버퍼 크기를 희생합니다.DirectX 10 이후를 지원하는 최신 하드웨어는 대부분의 경우 인터랙티브프레임 레이트를 유지할 수 있을 정도로 빠르게 배치를 실행할 수 있습니다.순서에 의존하지 않는 투명도가 필요한 경우(일반적으로 소비자 애플리케이션에만 해당), 지연 음영 처리도 동일한 기술을 사용하는 순방향 음영 처리만큼 효과적입니다.

또 다른 심각한 단점은 여러 재료를 사용하는 것이 어렵다는 것입니다.다양한 재료를 사용할 수 있지만 G 버퍼에 저장하기 위해서는 더 많은 데이터가 필요합니다. G 버퍼는 이미 상당히 크고 메모리 [7]대역폭을 많이 차지합니다.

또 하나의 단점은 조명 단계를 기하학적 단계에서 분리하기 때문에 하드웨어 안티에이리어싱이 더 이상 올바른 결과를 산출하지 못한다는 것이다. 이는 보간된 서브샘플이 무의미한 위치, 정규 및 접선 속성을 초래하기 때문이다.하나는 평소 기술 이러한 한계를 돌파하겠다는 최종 이미지 위에 놓고 MLAA[9][10](Killzone 3와 드래곤 에이지 II에 다른 사람들 사이에서 사용되), FXAA[11](크라이시스 2에 사용되는 FEAR 3, 듀크 Nuk 같은 하지만 최근 더 발달된 포스트 프로세스 edge-smoothing 기술 개발해 온 edges,[8],을 얼버무려 수습하다.을 적용하는 가장자리 탐지를 사용하고 있다.12포인트 전각. 영원히),SRAA,[12] DLAA[13](Star Wars에서 사용: Force Unlised II) 및 포스트 MSAA(기본 안티에이리어싱 솔루션으로 Crysis 2에서 사용됨)입니다.엣지 스무딩 기술은 아니지만 일시적 안티앨리어싱(Halo Reach 및 Unreal Engine에 사용됨)을 통해 엣지를 보다 [14]매끄럽게 연출할 수 있습니다.DirectX 10에서는 셰이더가 멀티샘플 렌더링 타깃(및 버전 10.1의 깊이 버퍼)의 개별 샘플에 액세스할 수 있는 기능이 도입되어 이 API 사용자는 지연된 쉐이딩으로 하드웨어 안티에일리어싱에 액세스할 수 있습니다.또한 이러한 기능을 통해 안티에이리어스 에지에 HDR 휘도 매핑을 올바르게 적용할 수 있습니다.이 경우 이전 버전의 API에서는 안티에이리어스의 이점이 상실되었을 수 있습니다.

지연 조명

지연 조명(라이트 프리패스라고도 함)은 지연 [15]음영을 수정한 것입니다.이 기법에서는 지연된 음영에서 2개가 아닌 3개의 패스를 사용합니다.씬 지오메트리의 첫 번째 통과에서는 노멀과 경면 확산률만 컬러 버퍼에 기록됩니다.그런 다음 화면 공간인 "지연된" 패스는 확산 및 경사진 조명 데이터를 별도로 축적하므로, 픽셀당 음영으로 최종 영상을 출력하려면 씬 지오메트리에 마지막 패스를 수행해야 합니다.지연조명의 명백한 장점은 G-Buffer의 크기를 크게 줄인다는 것입니다.분명한 비용은 씬 지오메트리를 한 번이 아니라 두 번 렌더링해야 한다는 것입니다.추가 비용은 지연 조명의 지연 패스가 확산 및 경도 방사 조도를 별도로 출력해야 하는 반면 지연 쉐이딩의 지연 패스는 하나의 결합된 방사 조도 값만 출력하면 된다는 것이다.

G-buffer의 크기 감소로 인해 이 기술은 지연된 음영 처리의 한 가지 심각한 단점인 다중 재료를 부분적으로 극복할 수 있습니다.해결할 수 있는 또 다른 문제는 MSAA입니다.지연조명은 DirectX 9 하드웨어의 [citation needed]MSAA와 함께 사용할 수 있습니다.

상용 게임에서의 지연 조명

다이나믹 라이트를 대량으로 사용하고, 필요한 쉐이더 명령의 복잡함을 경감하는 컨트롤이 가능하기 때문에, 비디오 게임에서는 이 기술의 사용이 증가하고 있습니다.지연 조명을 사용하는 게임의 예는 다음과 같습니다.

상용 게임에서의 지연 음영 처리

지연 조명과 비교하여 이 기술은 특히 그래픽 메모리 크기와 대역폭이 제한되고 병목 현상이 자주 발생하는 7세대 콘솔에서는 메모리 크기와 대역폭 요건이 높기 때문에 그다지 인기가[citation needed] 없습니다.

지연 쉐이딩 또는 렌더링 기술을 사용하는 게임 엔진

역사

지연 쉐이딩의 아이디어는 마이클 디어링과 그의 동료들이 1988년에 발표한 "삼각형 프로세서와 노멀 벡터 셰이더: 고성능 그래픽을 위한 VLSI 시스템"이라는 논문에서[3] 처음 소개되었습니다.이 종이에서는 '지연'이라는 단어를 사용하지 않지만 주요 개념이 도입되어 있습니다.각 픽셀은 깊이 분해능 후에 한 번만 음영 처리됩니다.현재 우리가 알고 있는 지연 쉐이딩은 G 버퍼를 사용하여 1990년에 [55]사이토와 다카하시가 논문에서 도입했지만, 그들도 지연이라는 단어를 사용하지 않는다.최초의 지연 음영 비디오 게임은 2001년에 [56]출시된 Xbox 출시 타이틀인 슈렉이었다.2004년경에는 상용 그래픽 하드웨어에 대한 구현이 [57]등장하기 시작했습니다.이 기술은 나중에 비디오 게임과 같은 애플리케이션에서 인기를 끌었고, 마침내 2008년부터 [58]2010년까지 주류가 되었다.

레퍼런스

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