새로운 세대의 그래픽카드가 발표되면 화질 부분에서 어느 정도의 개선이 이루어지기 마련이며, 특히 안티 얼라이싱 기술이 더 그렇습니다. AMD 라데온 HD 6800 시리즈의 발표에 따라 우리는 Morphological AA, 줄여서 MLAA를 접하게 되었습니다.

 

전통적인 멀티 샘플링 안티 얼라이싱(MSAA)와 슈퍼 샘플링 안티 얼라이싱(SSAA)는 모두 각각의 프레임을 렌더링 할 때 동시에 필터링을 거쳐, 전체 파이프라인에서 이루어지게 됩니다. MLAA는 일종의 후처리 효과로 레더링 단계가 전부 끝난 후에 관련 그래픽을 출력하게 됩니다. 간단히 말해서, 그래픽카드가 정상적인 프레임을 그려내면 나중에 다이렉트 컴퓨트 하드웨어 가속을 사용하여 쉐이더 처리를 통해 필터링을 진행하는 것입니다. 비교를 해보면 MLAA는 어도비 포토샵이 사진이 필터를 주는 것과 마찬가지입니다.

 

이것 때문에 MLAA는 MSAA나 SSAA 등보다 응용 범위가 더 넓습니다. 다이렉트 X 9, 10, 11 게임에소 모두 지원하며 게임의 전문 최적화가 필요하지 않습니다. 풀 스크린에 안티 얼라이싱을 줄 수 있으며 폴리곤 뿐만 아니라 알파 블렌딩 표면에도 줄 수 있습니다. 정적인 이미지에도 안티를 먹일 수 있기 때문에 정지 상태의 화면 효과가 좋아지게 됩니다.

 

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AMD는 MLAA가 SSAA보다 더 빠르고 화질도 더 좋고 계단 현상이 더 적으며 동시에 성능은 CFAA에 접근할 정도라고 하였습니다.

 

MLAA의 기술적인 원리는 여기서는 더 깊게 설명하지 않겠습니다. 제일 간단하게 해석하자면 화면에서 콘트라스트가 높은 테두리를 찾아서 주변 색과 테두리를 맞춰서 계단 현상을 없애는 목적에 도달하는 것입니다.

 

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이 기술은 후처리 필터이기 때문에 게임에서 MLAA를 켜면 fraps 같은 스크린샷 유틸리티를 쓸 수 없습니다. 따라서 AMD는 전용 유틸을 제공하고 있는데 그 코드는 드라이버와와 완전 일치합니다. 먼저 MLAA 효과가 들어가지 않은 스크린샷을 찍은 다음 드라이버에서 MLAA를 실행하도록 하는데, 이렇게 하여 얻은 화면 게임에서 MLAA를 켠 효과와 완전히 일치합니다.

 

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MLAA를 사용하려면 카탈리스트 컨트롤 센터를 설치하여 3D 옵션 중에 Morphological filtering을 선택하면 모든 게임에서 MLAA를 실행할 수 있습니다. 게임에서 별도의 옵션을 찾을 필요가 없으니 간단합니다.

 

또한 MLAA는 다른 AA 기술과 호환되기 때문에 다른 AA와 같이 동시 적용이 가능합니다. 물론 이렇게 하면 그래픽카드의 성능이 심각하게 저하되겠지만, 선택의 폭을 넓혀주는 옵션입니다.

 

이번 테스트에 사용된 드라이버는 카탈리스트 10.10c 핫픽스이며 그래픽 드라이버 버전은 8.782.1 으로 10월 26일에 컴파일된 것입니다. 하지만 테스트 과정 중에 라데온 HD 6870/6850에서 다이렉트 X 10/11 게임에 MLAA가 적용되지 않고, 다이렉트 X 9 게임에서만 정상 작동하는 것을 알게 되었습니다. 물론, MLAA는 다이렉트 X 버전과는 상관이 없습니다.

 

AMD는 이런 버그의 존재에 대해서 빠르게 답을 보내주었고 이미 수정이 된 상태이지만. 테스트 진행의 시간적인 문제로  이번에는 다이렉트 X 9 게임인 F1 2010에서만 테스트하였습니다.

 

테스트 환경은 다음과 같습니다.

CPU:Core i7-920 OC 3.6GHz
메인보드:MSI Eclipse X58
메모리:커세어 Dominator TR3X6G1600C8D DDR3 6GB
하드디스크:웨스턴 디지털 Cavira Black 640GB
파워:PC Power & Cooling Turbo-Cool 1200W
모니터:델 3007WFP (DVI)
운영체제:Windows 7 Ultimate 64-bit
그래픽카드:Radeon HD 6870 900/4200MHz, Radeon HD 6850 775/4000MHz
드라이버:카탈리스트 10.10c Hotfix

 

 

라데온 HD 6870 MLAA 성능 

 

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2560x1600 해상도에서 AA를 켜지 않은 평균 프레임은 50fps였고 MLAA를 켰을 때에는 35fps로 대략 44%의 성능 손실이 있었지만 게임 실행은 부드러웠으며 어떤 이상한 점도 느끼지 못했습니다.

 

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1920x1200, 1680x1050 해상도에서 MLAA를 켰을 때의 성능은 상당히 괜찮습니다. 평균 50~60fps 정도가 나와 원활한 실행 속도를 보장하였습니다.

 

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8x MSAA와 MLAA의 속도는 거의 비슷합니다. 뿐만 아니라 MLAA의 파동 변화가 더 적습니다. 

 

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2x Adaptive SSAA와 MLAA를 비교하면 MLAA가 확실히 더 빠릅니다.

 

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8x Adaptive SSAA와 MLAA를 비교하면 성능 차이가 확실합니다. MLAA는 50fps가 넘지만 8x Adaptive SSAA는 20fps로 줄어들어 원활한 게임 실행이 불가능한 수준입니다.

 

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만약 Adaptive SSAA와 MLAA에다가 8x MSAA를 같이 걸면 MLAA와 8x MSAA 성능 손실이 20% 정도이며 속도는 43fps가 나와할만한 수준인 반면, 8x MSAA와 Adaptive SSAA의 조합은 성능 하락이 매우 심합니다.

 

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2/4/8x 단계의 MSAA 성능 비교를 보면 MSAA의 성능은 비슷합니다. 2x와 4x는 거의 차이가 없고 8x의 손실도 그리 크지 않은 편입니다.

 

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만약 MLAA를 동시에 키면 MSAA의 단계에 따라 성능 하락이 비교적 심해집니다.

 

 

라데온 HD 6850의 MLAA 성능

 

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2560x1600 해상도를 봅시다. 라데온 HD 6870과 마찬가지로 6850에서 MLAA를 켜면 리소스를 제법 소모하게 되며, 성능 하락은 최고 51%에 달합니다. 뿐만 아니라 평균 프레임이 30fps가 나오지 않습니다.

 

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사실 2560x1600 해상도는 라데온 HD 6850과 같은 등급의 그래픽카드에서 안티 얼라이싱을 주기에 적합한 해상도는 아닙니다. 따라서 1920x1200으로 해상도를 낮추자 이것만으로도 제법 많이 좋아졌습니다. 성능 손실은 이미 30% 정도로 줄었으며 평균 프레임도 43fps였습니다.

 

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2x MSAA와 MLAA를 비교하면 15% 정도 차이가 납니다. 6870과 비슷비슷한 결과입니다.

 

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8x MSAA와 MLAA를 비교하면 여전히 MLAA가 약간 느리긴 하지만 기본적으로는 비슷합니다.

 

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2x Adaptive SSAA와 MLAA를 비교하면 여전히 MLAA가 빠르긴 하지만 AMD가 주장하는 10%의 차이까지는 나지 않습니다.

 

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8x Adaptive SSAA와 MLAA를 비교하면 2.6배 정도의 차이가 나는데 이것은 6870과 다르지 않은 수준입니다.

 

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2x MSAA와 MLAA를 동시에 켜면 성능에 미치는 영향이 비교적 크며, 이미 40fps 이하로 내려가게 됩니다. 단순히 2x MSAA를 준 것보다 10fps 정도가 더 떨어진 것이지만 게임의 원활한 실행은 가능합니다.

 

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8x MSAA와 MLAA를 모두 주자 평균 프레임은 37fps가 나왔습니다.

 

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2x Adaptive SSAA와 비교하여 8x MSAA에 MLAA 조합은 성능이 비슷하긴 하지만 3fps 정도 떨어집니다. 그러나 실제 게임에서 이정도 수치를 체감할 순 없을 것입니다.

 

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8x Adaptive SSAA와 비교하면 그 차이는 훨씬 더 커집니다. 8x Adaptive SSAA의 성능 하락은 너무 심하지요.

 

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2/4/8x MSAA 성능을 비교하면 6870보다는 6850이 더 눈에 잘 띕니다.

 

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거기에 MLAA를 같이 적용하면 성능이 거의 비슷해집니다.

 

 

라데온 HD 6870/6850 성능 비교 

 

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2560x1600 해상도에서 AA를 켜지 않으면 6870이 18% 정도 빠릅니다.

 

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MLAA를 켜자 성능 차이는 23%가 됩니다. 하지만 6870의 35fps는 대충 할만한 프레임인데 비해 6850의 28.5fps는 좀 끊기는 느낌이 있습니다.

 

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1920x1200 해상도에서 MLAA를 켜자 차이는 20%가 나왔습니다. 성능은 둘 다 괜찮은 편.

 

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8x MSAA를 켜자 6870이 16% 정도 빠르게 나왔습니다. 6850의 속도도 37fps로 괜찮은 편.

 

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2x MSAA로 떨어트려도 성능 차이는 16%입니다.

 

 

MLAA의 화질 비교

 

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폴리곤의 테두리를 보세요. 건축물의 외곽 뿐만 아니라 중간 부분에서도 MLAA가 안티 얼라이싱 효과를 주고 있습니다.

 

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200% 확대하면 그 차이는 명확해집니다.

 

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건축물이건 나무건 화면의 아래쪽 부분이건 MLAA는 모두 작동하고 있습니다. 

 

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200% 확대 후에 건축물의 윗부분과 나무의 안티 얼라이싱 효과를 보면 매우 명확합니다. 다만 MLAA가 테두리에 혼합 효과를 주기 때문에 전체적으로 좀 흐릿해 보이긴 합니다.

 

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아래 부분을 확대 후에는 더 확실하게 알 수 있습니다. 

 

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MLAA는 화면 전체에 적용됩니다. 이것은 철망 같은 '투명한 물체'에도 똑같이 적용됩니다. 하지만 여기에서는 약간 나아졌을 뿐이며 효과는 그리 좋지는 않습니다.

 

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나뭇잎도 '투명한 물체'에 속합니다. 빽빽히 있는 나뭇잎도 MLAA의 영향을 받습니다.

 

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확대 후에는 부작용을 알 수 있습니다. 테두리의 혼합이 지나쳐서 전체적으로 흐릿해 보입니다. 모든 사람들이 이런 효과를 다 좋아하는 것은 아니겠지요.

 

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그림자도 MLAA의 처리에 들어갑니다. 테두리의 계단 현상이 많이 줄어들었습니다.

 

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바닥에 쌓인 물을 보세요. 확실히 평활해졌습니다. 

 

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확대 후.

 

 

MLAA, MSAA/SSAA 화질 비교

 

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200%로 확대하면 MLAA의 안티 얼라이싱 효과가 제일 좋다는 것을 알 수 있습니다. 하지만 철망 부분은 변형되었군요.

 

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다시 500%를 확대하면 MLAA의 테두리 혼합은 제일 높은 수준입니다. MSAA와 비교하면 부드러움이 부족합니다.

 

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비교를 해보면 8x MSAA의 건축물이 제일 효과가 좋으며 MLAA는 2x MSAA와 같습니다.

 

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대형 건축물만 떼놓고 보면 더 확실해집니다. MLAA와 8x MSAA의 차이는 매우 크며, 2x MSAA보다도 못합니다.

 

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작은 건축물도 비슷한 상황입니다. 8x MSAA가 선명합니다.

 

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MLAA의 성능은 SSAA와 비교하면 낫지만 화질은 어떨까요? 8x Adaptive SSAA는 알파 텍스처(투명 처리)의 적용에서 제일 좋은 효과를 보여주고 있습니다. 다만 앞에서 본대로 성능 하락이 비교적 심하지요. 이 화면을 보면 MLAA의 화질은 2x Adaptive SSAA와 비슷하며 성능은 조금 더 낫습니다.

 

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MLAA는 후처리 필터라서 화질이 흐릿해지는 부작용을 걱정하시는 분들이 있을텐데, 위 두장의 스크린샷은 MLAA가 화질을 개선함과 동시에 텍스처 효과에는 영향을 주지 않는다는 것을 보여줍니다.

 

 

성능을 보면, AMD는 MLAA가 SSAA만큼 심한 성능 하락이 없다고 하였습니다. 이번 벤치마크 결과는 그 주장이 사실임을 보여주었습니다. 라데온 HD 6870/6850에서 최저 수준의 2x Adaptive SSAA는 MLAA보다도 느리게 나왔습니다.

 

물론, 어떤 종류의 안티 얼라이싱 기술이건 모두 성능을 댓가로 지불합니다. 특히 고해상도와 성능이 낮은 그래픽카드에서 더욱 그러합니다. 라데온 HD 6870/6850은 2560x1600 해상도에서 MLAA를 켰을때 각각 44%와 51%의 성능 하락이 있었습니다. 이것은 라데온 HD 6900 시리즈가 나와서 해결해 주겠지요. 하지만 1920x1200이나 1680x1050 해상도에서는 나아졌습니다.

 

라데온 HD 6850에서 MLAA를 켤려면 해상도는 1920x1200을 넘어서는 안됩니다. 그림자 효과를 좋게 설정할려면 1680x1060 정도면 됩니다. 라데온 HD 6870은 1920x1200 해상도에서도 MLAA를 켤 수 있지만 이보다 더 높으면 실망하게 될 것입니다.

 

MLAA를 켬과 동시에 MSAA와 SSAA를 같이 사용하는 것은 어떨까요? 라데온 HD 6870/6850에게 있어서 이 정도 요구는 꽤 높은 것입니다. MSAA는 가능한 편이지만 SSAA는 힘들었습니다. 동시에 MLAA를 같이 사용하면 라데온 HD 6870이 라데온 HD 6850보다 평균 20% 정도 빨랐습니다.

 

화질의 경우, 새로 태어난 안티 얼라이싱 기술인 MLAA의 효과는 괜찮은 편이었습니다. 스크린의 모든 오브젝트에 적용되며, 안티 얼라이싱 효과는 8x MSAA 보다도 좋았습니다. 또한 빠른 속도와 SSAA에 비교할만한 효과, 그림자에도 동시 적용, 텍스처에 영향을 미치지 않는다는 장점이 있습니다.

 

하지만 MLAA는 적지 않은 수의 테두리 부분에서 지나친 블러를 일으키며, 나뭇잎에서 특히 이런 현상이 많이 발생하여 물체의 원래 모습을 알아보기 힘들게 하였습니다.

 

종합해서 보면 안티 얼라이싱 기술은 지금 많은 수가 있고 저마다 장점과 단점이 있으며 누구도 완전하지 않습니다. MLAA의 제일 큰 장점은 어떤 게임에서건 직접 적용이 가능하다는 것과, 성능과 화질을 높은 수준으로 유지할 수 있다는 것입니다. 라데온 HD 6900 시리즈가 나오면 MLAA는 분명 더 유용한 무기가 될 것입니다.

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