KTX2 フォーマット: 最新のテクスチャ圧縮の未来

KTX1: 財団 (2011-2020)

KTX1 は、OpenGL および OpenGL ES アプリケーション用のユニバーサル テクスチャ コンテナ フォーマットの概念を確立しました。これは、重要なメタデータを含む圧縮テクスチャを保存するための基本構造を提供し、ETC、PVRTC、BCn などの一般的な圧縮形式をサポートします。

KTX1 は当時としては革新的でしたが、単純なヘッダー構造、基本的なメタデータ機能、超圧縮のサポートなし、最新の GPU 機能との互換性の制限など、重大な制限がありました。従来の OpenGL ワークフローにはうまく機能しましたが、最新の Vulkan ベースのアプリケーションやクロスプラットフォーム展開シナリオの需要を満たすのに苦労しました。

移行期（2018年～2020年）

Vulkan が採用され、モバイル グラフィックスが進化するにつれて、新しいアプローチが必要であることが明らかになりました。 Khronos Group は、主要なグラフィックス会社からの意見を取り入れて、ユニバーサル圧縮、メタデータの改善、最新の API 互換性に重点を置いて KTX2 の開発を開始しました。

この期間には、超圧縮ソリューションとしての Basis Universal の登場、データ フォーマット記述子システムの開発、および KTX2 がすべてのプラットフォームにわたるゲーム開発者、Web 開発者、およびグラフィックス専門家の多様なニーズを満たすことを保証する広範な業界コラボレーションが見られました。

KTX2: モダンスタンダード (2020-現在)

KTX2 は、最新のグラフィックス ワークフロー向けに特別に設計された完全なアーキテクチャの見直しを表しています。ネイティブ Vulkan サポート、Basis Universal 統合、DFD による高度なメタデータ、ユニバーサル プラットフォーム互換性により、強力な新機能を追加しながら、KTX1 のすべての制限に対処します。

この形式は、新しいプロジェクト、特に Vulkan、WebGPU、クロスプラットフォーム展開を対象としたプロジェクトの事実上の標準になりました。優れた圧縮、広範なメタデータ、ユニバーサル GPU 互換性の組み合わせにより、最新のグラフィックス アプリケーションにとって理想的な選択肢となります。

ファイルヘッダー

マジックナンバー、形式識別子、寸法、メタデータオフセット、形式の詳細などの重要な情報が含まれます。

レベルインデックス

ミップマップ レベルとテクスチャ配列への効率的なランダム アクセスを提供し、特定のミップ レベルの選択的なロードを可能にします。

データフォーマット記述子

テクスチャ データ レイアウト、チャネル構成、および圧縮パラメータを説明する詳細なフォーマット情報

キーと値のデータ

向き、色空間、ライター情報、カスタム アプリケーション データを保存するための拡張可能なメタデータ システム

超圧縮のグローバルデータ

Basis Universal 画像データや圧縮テーブルなど、超圧縮スキームに必要なグローバル データ

ミップマップレベル

各ミップマップ レベルの圧縮画像データ。Zstandard またはその他のスキームを使用して超圧縮される可能性があります。

画像データ

ミップマップ レベルと配列スライスによって編成された実際の圧縮テクスチャ データ (オプションで追加の超圧縮を使用)

Zスタンダード

すでに圧縮されたテクスチャ データに適用される汎用圧縮により、さらにサイズが削減されます。

ZLIB

既存のツールやパイプラインとの互換性を提供する従来の圧縮スキーム

ベーシスユニバーサル

任意の GPU フォーマットにトランスコードできる ETC1S または UASTC 中間フォーマットを使用したプライマリ超圧縮スキーム

テクスチャの方向

テクスチャの方向、座標系、および適切な表示に必要な変換に関する情報

色空間情報

さまざまな表示デバイス間で正確な色を再現するための色空間と伝達関数データ

ライター情報

バージョンや作成パラメータを含む、テクスチャを作成したツールまたはアプリケーションに関するメタデータ

圧縮設定

使用される圧縮パラメータ、品質設定、エンコード オプションに関する詳細情報

原色

正確な色空間変換のためにテクスチャで使用される原色の仕様

伝達関数

適切なリニア/sRGB 変換とトーン マッピングのための伝達関数情報

KTX2 対 KTX1

KTX2 は、Basis Universal 超圧縮、洗練された DFD メタデータ、最新の API サポートを提供し、KTX1 は機能が制限された OpenGL アプリケーションの基本的なコンテナ機能を提供します

KTX2 vs DDS

KTX2 はユニバーサル プラットフォーム互換性と優れた圧縮を提供しますが、DDS は Windows 中心で圧縮オプションとメタデータ機能が制限されています

KTX2 vs ベイシスユニバーサル

KTX2 は圧縮に Basis Universal を使用するコンテナ形式ですが、Basis Universal は圧縮アルゴリズム自体です。 KTX2 は追加のメタデータとフォーマット機能を提供します

KTX2 vs ASTC

KTX2 は ASTC 圧縮データを含めることができるコンテナですが、ASTC は特定の圧縮形式です。 KTX2 は、ASTC のみのソリューションを超えたユニバーサルな互換性を提供します

toktx (KTX2 テクスチャ ツール)

すべての圧縮形式と超圧縮スキームをサポートする、KTX2 ファイルを作成および操作するためのコマンドライン ツール

KTX ソフトウェア スイート

KTX2 ワークフローの検証、変換、検査ユーティリティを含む包括的なツール スイート

バルカンSDK

最適化された読み込みと GPU 互換性を備えた Vulkan SDK でのネイティブ KTX2 サポート

WebGPUの実装

WebGPU ブラウザと次世代 Web グラフィックスのフレームワークにおける KTX2 のサポートの拡大

ユニティエンジン

Unity は、クロスプラットフォームのモバイルおよびデスクトップ アプリケーションの KTX2 インポートとランタイム読み込みをサポートします

アンリアル エンジン

Unreal Engine は、最新のレンダリング パイプラインとクロスプラットフォーム展開のための KTX2 サポートを提供します

KTX1から

toktx ツールを使用して、Basis Universal 超圧縮を使用して KTX1 ファイルを KTX2 に変換し、圧縮率を向上させ、最新の API をサポートします

DDSから

適切な圧縮設定を使用して DDS ファイルを KTX2 に変換し、クロスプラットフォームの互換性を確保しながらビジュアル品質を維持します。

PNG/ソース画像から

Basis Universal 圧縮を使用してソース画像を KTX2 に直接エンコードし、最適な品質とファイル サイズを実現します

基本ユニバーサルバリアントの作成

ETC1S と UASTC の両方のバリアントを生成して、さまざまな品質とファイル サイズの要件をサポートします

AI 強化圧縮

機械学習技術の統合による圧縮品質とパフォーマンスの向上

リアルタイム圧縮

動的コンテンツ生成と手続き型テクスチャのためのリアルタイム テクスチャ圧縮

クラウドベースの処理

大規模なテクスチャ処理と最適化ワークフローのためのクラウド サービス

強化されたクロスプラットフォーム サポート

新しいハードウェアにわたるプラットフォームのサポートと GPU の互換性の継続的な拡大