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(Game Dev Study) Grahpics - RenderDoc

RenderDoc이란?

https://renderdoc.org/

그래픽 작업, 렌더링 최적화를 위한 프로파일링으로 사용할 수 있는 디버거 툴로 사이트에서 설명하는 내용을 가져와보면 다음과 같습니다.

RenderDoc is a free MIT licensed stand-alone graphics debugger that allows quick and easy single-frame capture and detailed introspection of any application using Vulkan, D3D11, OpenGL & OpenGL ES or D3D12 across Windows, Linux, Android, or Nintendo Switch™.
→ 요약해보면 오픈소스 그래픽 디버거로 쉬운 프레임 캡처와 상세 분석(검사)을 할 수 있는 툴입니다.

RenderDoc은 Github에서 소스를 공개하고 있으며 빌드는 홈페이지에서 다운로드 받을 수 있습니다.

Source: https://github.com/baldurk/renderdoc
Download: https://renderdoc.org/builds

RenderDoc으로 분석할 수 있는 것

언리얼 서밋 2019에서 다룬 내용을 중심으로 정리해보려합니다.

영상에서는 언리얼 엔진에서 RenderDoc 플러그인을 설정하고 보여주고 있어서 언리얼 엔진의 렌더링 파이프라인에 맞춰 정리해보겠습니다.

위 파이프라인은 추상화한 내용으로 더 자세한 내용은 참고 자료 링크로 남겨두겠습니다.
쉬운 이해를 위해 추상화를 하면서 그림을 그리는 단계와 비교해서 쉽게 설명해주셨어요.

밑그림 - 밑그림 색칠 - 다듬기 - 그리기 - 마무리
각 단계별로 어떤 내용들을 볼 수 있는지 알 수 있었습니다.

⭐ 요약 ⭐

  • PrePass - BasePass - Lighting - Translucency 각 단계에서 일어나는 일을 분석할 수 있음
  • Event Browser 에서 각 단계의 이벤트를 확인하고 Texture Viewer, Mesh Viewer, Pixel History 등의 기능을 통해 분석, 프로파일링할 수 있다

PrePass - 밑그림

RenderDoc에서 렌더링 파이프라인에 따라 이벤트가 발생하고 그 시점에 따라 분석할 수 있게 되어있네요. (화면 왼쪽에 Event Browser에서 확인할 수 있음)

위에서 보고 있는 event는 PrePass(PrePass DDM_AllOpaque …)입니다.

이 단계에서는 하위 이벤트에서 각 에셋들의 메쉬들을 Mesh Viewer를 통해 확인하고 과도하게 메쉬를 복잡하게 만들지 않았는지를 확인할 수 있습니다.
(폴리곤을 과도하게 사용하지는 않았는지 = 너무 디테일하게 메쉬를 만들었는지)

BasePass - 밑그림 색칠

BasePass는 PrePass와 동일하게 모델을 화면에 맞게 변형합니다. 그 후에 PrePass과 대조해서 필요한 곳에만 색칠하는 작업을 반복합니다. PrePass를 이용하여 필요한 곳만 색칠할 수 있습니다.
이 단계에서는 Texture Viewer에서 각 에셋을 텍스쳐로 색칠하는데에 필요하지 않은 텍스쳐가 사용되거나 잘못된 경우를 찾아볼 수 있습니다.

영상 예시로는 범용 머터리얼을 사용해서 발생한 이슈로 필요한 텍스쳐만 사용하는 머터리얼로 수정하고 해결하는 것을 볼 수 있었습니다.

Lighting - 다듬기

Lighting 단계에서는 에셋들이 빛의 영향을 잘 받는지 비효율적으로 빛의 범위가 크게 설정되어있지는 않은지 확인할 수 있습니다.

라이팅 각 이벤트를 눌러보고 Texture Viewer의 Outputs를 보면 어떻게 라이트가 적용되어 렌더링 씬이 바뀌어가는지 알 수 있어요.


영상에서는 불필요한 큰 라이트 범위를 조정해서 라이팅 렌더링 비용을 개선했습니다. 👍

Translucency - 그리기

이 단계는 대략 그림이 완성되었으니 마지막 마무리로 계속 이미지를 겹쳐서 그리는 단계입니다.
이 때에 추가로 그리는 범위가 커질수록, 겹쳐서 그릴수록 어려워지게됩니다. (비용이 커짐)

이 부분에 대한 프로파일링, 최적화는 언리얼 엔진 에디터에서도 쿼드 오버드로(Quad Overdraw)나 셰이더 복잡도(Shader Complexity) 뷰를 통해서 보고 개선해볼 수 있습니다.

RenderDoc에는 Pixel History 기능을 통해서 픽셀이 어떻게 변화했는지 볼 수 있는 편리한 기능이 있습니다.

  1. Texture Viewer → Outputs → 이미지에서 확인하고자하는 픽셀 영역을 오른쪽 버튼을 누릅니다
  2. Outputs 하단에 History를 누릅니다 → 픽셀이 변화한 히스토리를 확인합니다

영상에서는 확인한 곳의 픽셀은 안개에 의해 색이 변해야하는 곳인데 변하지 않는 것을 픽셀 히스토리를 통해서 확인 → 개선!

PostProcess - 마무리

PostProcess 단계는 포토샵의 필터 적용과 같은 단계로 볼 수 있는데요. RenderDoc에서 언리얼 엔진의 PostProcess를 보기는 쉽지 않다고 합니다.
어떤 기능에 의해 합쳐진 효과들이 적용되고 보이게되어서 RenderDoc에서는 한계가 있다고 합니다.

나중에 엔지니어나 TA 분에게 물어보고 공부해보는 것으로 해야겠군요 😃

마무리

오랜만에 최적화 부분을 이것저것 들여다보니 재미있었네요. 😎
찾다보니 RenderDoc은 오픈소스로 알려져있는 툴이고 Nvidia나 Intel에서도 분석툴이 있어서 나중에 한번 슬쩍보는 것도 재미있겠다 싶습니다.
나중에 시간나는대로 Nvidia 부터 살펴보고 포스트해보겠습니다. 👋

가이드 문서, 자료

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