텍스처는 GPU 안에서 어떻게 될까

PNG와 JPEG는 이미지를 저장하고 전송하기 위한 형식입니다. GPU가 텍스처를 그리기 전에 이미지는 원시 텍셀로 풀리며, 보통 텍셀당 4바이트를 씁니다.

GPU는 프레임마다 이 텍셀을 수백만 번 샘플링하므로 언제든 읽을 수 있어야 합니다. 그래서 메모리 사용량은 해상도와 픽셀 형식으로만 정해지고, 파일이 얼마나 잘 압축됐는지와는 관계가 없습니다. 먼 표면에 쓰는 축소본인 밉맵을 더하면 약 3분의 1이 늘어납니다.

셰이더가 텍스처를 샘플링할 때는 어떤 텍셀을 어떤 순서로 요청할지 모릅니다. 하드웨어는 그 텍셀을 즉시 찾아야 합니다.

PNG와 JPEG는 가변 길이 부호화를 쓰기 때문에, 중간의 픽셀을 읽으려면 그 앞을 모두 디코딩해야 합니다. GPU 포맷은 고정 비율이라 모든 4×4 블록이 정확히 같은 바이트 수를 씁니다. 그래서 어떤 텍셀의 주소든 곱셈 한 번으로 구할 수 있습니다. 텍스처는 메모리 안에서 압축된 상태로 유지되고, 텍스처 유닛이 읽을 때 블록을 디코딩합니다.

가장 오래 널리 쓰여 온 BC1이 원리를 가장 잘 보여 줍니다. 16개 텍셀로 된 블록을 단 8바이트에 담습니다.

인코더는 두 개의 끝점 색상을 고릅니다. 디코더는 이 둘을 섞어 직선 위의 네 가지 색을 만들고, 각 텍셀은 가장 가까운 색을 가리키는 2비트 번호만 저장합니다. 색이 부드럽게 변하는 블록은 잘 보존되지만, 서로 관계없는 색이 섞인 블록은 망가집니다.

새로운 포맷은 BC1보다 비트를 더 영리하게 씁니다. 끝점을 늘리거나, 블록 안에 여러 색상 선을 두거나, 알파를 개선하거나, 블록 크기를 고를 수 있게 합니다.

BC7과 ASTC 4×4는 텍셀당 8비트로 원본에 가깝게 보입니다. ASTC는 블록 크기로 품질과 크기를 조절합니다. 블록은 항상 128비트이므로 12×12 블록은 텍셀당 1비트도 되지 않습니다. Basis Universal은 다른 방식을 씁니다. 작은 파일 하나만 배포하고, 기기에서 그 GPU가 지원하는 포맷으로 트랜스코딩합니다.

두 가지 질문이면 선택지가 빠르게 좁혀집니다. 어떤 GPU가 이 텍스처를 불러와야 하는지, 그리고 어떤 데이터가 들어 있는지.

색상 텍스처, 노멀 맵, 단일 채널 마스크는 압축에 반응하는 방식이 다르고, 데스크톱·모바일·웹 플랫폼은 지원하는 포맷 계열이 다릅니다. 자신의 경우를 골라 출발점을 정한 다음, 실제 텍스처로 결과를 확인하세요.

몇 가지 습관만으로 대부분의 텍스처 압축 문제를 막을 수 있습니다.