레이트레이싱

레이 트레이싱은 3D 그래픽에서 빛의 경로를 추적하여 사실적인 이미지를 생성하는 고급 렌더링 기술입니다. 이 기술은 다음과 같은 주요 특징을 가지고 있습니다:

원리와 특징

• 빛의 반사, 굴절, 투과, 그림자를 사실적으로 표현3
• 광선(ray)이 객체와 상호작용하여 장면의 색상, 질감, 빛의 분포를 결정3
• 카메라에서 빛을 투사하고 광원에 도달할 때까지 씬의 오브젝트 주위로 반사되는 빛의 경로를 추적1

기존 기술과의 차이점

• 래스터라이제이션: 단순히 화면상의 픽셀을 채우는 방식으로 현실적인 빛 효과 구현에 한계가 있음3
• 레이 트레이싱: 더 사실적이고 몰입감 있는 비주얼 제공, 특히 고해상도와 고성능이 요구되는 최신 게임이나 영화에서 유용3

게임 개발에서의 활용

1. 하이브리드 렌더링: 래스터라이제이션과 레이 트레이싱을 함께 사용2
2. 디노이징: 노이즈를 제거하여 고품질 이미지 생성, 계산 비용 감소2
3. 실시간 레이 트레이싱: NVIDIA의 RTX 기술로 GPU 하드웨어 레벨에서 지원2

발전 과정

• 2018년: NVIDIA가 GeForce RTX 2080 Ti GPU로 실시간 리플렉션 구현1
• 2019년: 에픽게임즈가 언리얼 엔진 4.22에서 베타 버전으로 리얼타임 레이 트레이싱 기술 제공1
• 현재: 언리얼 엔진 5에서 성능, 안정성, 기능이 크게 향상됨1

레이 트레이싱은 게임과 영화 산업에서 더욱 현실적이고 몰입감 있는 그래픽을 구현하는 데 중요한 역할을 하고 있으며, 하드웨어와 소프트웨어의 발전에 따라 계속해서 진화하고 있습니다.

소프트웨어 레이 트레이싱과 하드웨어 레이 트레이싱은 모두 컴퓨터 그래픽스에서 사실적인 이미지를 생성하는 기술이지만, 구현 방식과 성능에서 차이가 있습니다.

소프트웨어 레이 트레이싱

• CPU를 사용하여 계산을 수행
• 더 유연하고 정확한 결과를 제공할 수 있음
• 실시간 렌더링에는 적합하지 않음
• 주로 영화나 애니메이션 제작에서 사용됨

하드웨어 레이 트레이싱

• 전용 GPU 하드웨어를 사용하여 계산을 가속화
• 실시간 렌더링이 가능
• 최근 게임 및 실시간 그래픽 애플리케이션에서 널리 사용됨
• NVIDIA RTX 및 AMD RDNA 아키텍처와 같은 현대 GPU에서 지원됨1

주요 차이점

1. 성능:
   • 하드웨어 레이 트레이싱이 소프트웨어 방식보다 훨씬 빠름
   • 실시간 애플리케이션에 적합한 프레임 속도 제공
2. 구현:
   • 소프트웨어: 더 복잡한 알고리즘 구현 가능
   • 하드웨어: GPU 제조업체가 제공하는 API를 통해 구현
3. 유연성:
   • 소프트웨어: 더 많은 사용자 정의 가능
   • 하드웨어: 하드웨어 제한으로 인해 유연성이 다소 제한적
4. 적용 분야:
   • 소프트웨어: 영화, 애니메이션, 고품질 시각화
   • 하드웨어: 게임, 실시간 렌더링, 가상 현실

언리얼 엔진에서의 활용

언리얼 엔진은 하드웨어 레이 트레이싱을 지원하여 게임과 실시간 애플리케이션에서 고품질 그래픽을 구현할 수 있습니다2. 주요 특징은 다음과 같습니다:

• 프로젝트 설정에서 하드웨어 레이 트레이싱 활성화 가능
• 루멘 글로벌 일루미네이션 및 리플렉션 시스템과 통합
• 레이 트레이싱된 섀도우를 통해 정확한 소프트 에어리어 섀도잉 구현
• 기존의 래스터 기술과 결합하여 효율적인 렌더링 제공

하드웨어 레이 트레이싱은 실시간 그래픽스에서 혁신적인 발전을 가져왔으며, 앞으로도 게임과 시각화 분야에서 더욱 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다.