TressFX
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1. 개요
TressFX는 AMD에서 개발한 비디오 게임용 헤어 렌더링 기술이다. 이 기술은 수천 가닥의 머리카락을 개별적으로 모델링하여 중력, 관성, 바람 등의 물리적 힘에 반응하도록 하여 머리카락의 움직임을 더욱 현실적으로 묘사한다. TressFX는 게임의 프레임 속도에 영향을 줄 수 있으며, 고성능 비디오 카드가 필요하다. 2013년 툼 레이더(2013년 비디오 게임)에 처음 사용되었으며, 이후 버전 업데이트를 통해 기능이 개선되었다. TressFX는 PureHair와 같은 파생 기술을 낳았고, DirectX 12 지원을 포함한 다양한 개선 사항을 제공했다.
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| TressFX - [IT 관련 정보]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 종류 | 소프트웨어 라이브러리 |
| 목적 | 머리카락, 털, 풀 시뮬레이션 및 렌더링 |
| 개발 | AMD |
| 최초 출시 | 2013년 |
| 최신 안정화 버전 | 4.1 |
| 프로그래밍 언어 | C++ |
| 라이선스 | MIT 허가서 |
| 웹사이트 | GPUOpen: TressFX |
2. 개발 동기 및 기원
기존 비디오 게임에서는 머리카락 표현에 여러 어려움이 있었다. 짧은 머리카락은 텍스처 매핑으로 표현되어 납작하게 붙지 않는 스타일을 구현하기 어려웠고, 긴 머리카락은 움직임이 부자연스러웠다. AMD는 이러한 문제를 해결하기 위해 TressFX Hair를 개발했다. TressFX는 수천 가닥의 머리카락을 개별적으로 모델링하고, 각 가닥이 중력, 관성, 바람 등 물리적 힘에 반응하도록 하여 움직임을 현실적으로 구현했지만, 많은 계산을 필요로 해 게임 성능에 영향을 주었다.
2. 1. 전통적인 머리카락 표현의 한계
전통적으로 비디오 게임에서 머리카락 표현은 여러 가지 이유로 좋지 않았다. 짧은 머리카락(특히 남성 캐릭터의 경우)은 종종 캐릭터의 골격에 세밀한 텍스처 매핑으로 표현되었다. 이는 두개골에 납작하게 붙지 않은 헤어스타일을 표현하기 어렵게 만든다. 긴 머리카락은 종종 골격의 움직이는 부분에 텍스처로 표현되며, 따라서 다관절 부속물처럼 움직인다. 이 머리카락은 앞선 경우보다 더 많은 움직임을 보이지만, 움직임은 대개 물리적으로 비현실적이다. 즉, 머리카락은 하나의 덩어리로 움직이며, 움직임은 매우 자주 감쇠비가 낮거나 높다.2. 2. TressFX Hair 개발
AMD는 TressFX Hair를 개발하여 비디오 게임에서 머리카락 표현의 문제점을 극복하고자 했다. TressFX Hair는 수천 가닥의 머리카락을 개별적으로 모델링하며, 각 가닥은 중력, 관성, 바람 등 다양한 물리적 힘에 반응한다. 이를 통해 머리카락은 훨씬 더 물리적으로 현실적인 방식으로 움직인다.[1] TressFX Hair는 머리카락 가닥당 수십 개의 링크를 사용하여, 캐릭터 머리의 움직임과 같은 다양한 요소를 고려해 머리카락이 더욱 사실적으로 움직이도록 돕는다.[1]2. 3. 성능 문제
TressFX Hair는 수천 가닥의 머리카락을 시뮬레이션하므로, 캐릭터의 골격 위에 텍스처를 표시하는 것보다 훨씬 더 많은 계산이 필요하다. 따라서 TressFX Hair가 게임 성능과 프레임 속도에 미치는 영향은 미미하지 않을 수 있다. 고성능 비디오 카드는 머리카락 렌더링에 드는 추가적인 연산에 충분한 자원을 가지므로 프레임 속도 손실을 무시하거나 허용 가능한 수준으로 만들 수 있다. 반면, 구형 비디오 카드는 각 프레임 렌더링 시간의 상당 부분을 머리카락 렌더링에 사용하여 게임 성능을 눈에 띄게 저하시킬 수 있다. 성능은 다른 게임 설정, 해상도, 컴퓨터 화면에 렌더링될 머리카락이 있는 개체 수, 개체당 머리카락 양, 개체와의 거리와 상호 관련이 있다.3. 버전별 특징
TressFX는 여러 버전을 거치며 발전해왔다. 각 버전별 주요 특징은 다음과 같다.
| 버전 | 출시 연도 | 주요 특징 |
|---|---|---|
| 1.0 | 2013 | 머리카락만 지원, 툼 레이더에 처음 사용[1] |
| 2.0 | 지속적인 상세 수준 (LOD), 풀과 털 렌더링 지원, 머리카락 그룹화, 중력 조절 기능, 지연 렌더링 및 자가 그림자 개선, 확장성 개선, 모듈식 코드 및 이식성 개선, 물리학 법칙 준수[2] | |
| 3.0 | 데이어스 엑스: 맨카인드 디바이디드에 사용[3] | |
| 4.0 | 2018 | DirectX 12 지원, 기존 렌더링 프레임워크로 쉽게 가져올 수 있도록 개선[4] |
| 4.1 | 2020 | 성능 향상, 기존 렌더링 프레임워크와의 통합 개선, 언리얼 엔진 4.22 통합 문서 제공[5] |
| PureHair | 스퀘어 에닉스가 《라이즈 오브 더 툼 레이더》에 사용하기 위해 수정한 버전[6][7] |
3. 1. Version 1.0 (2013)
TressFX 헤어 1.0은 2013년 AMD에서 처음으로 출시한 소프트웨어이다. 버전 1.0은 털이나 풀이 아닌 머리카락만 지원했다. TressFX 헤어를 처음 사용한 게임은 2013년 게임 툼 레이더이다.3. 2. Version 2.0
TressFX 버전 2.0은 1.0 버전에 비해 다음과 같은 많은 개선 사항을 제공한다.[2]- 지속적인 상세 수준 (LOD): TressFX가 적용된 객체가 플레이어의 시점에서 멀어지거나 가까워짐에 따라 시각적 세부 사항을 동적으로 조정하여 성능을 향상시킨다. 이는 객체에서 멀리 떨어진 경우 머리카락을 적게 렌더링하지만 각 머리카락을 더 두껍게 만들어 계산 시간을 줄이면서 동일한 모습과 미적 감각을 유지하는 방식이다.
- 풀과 털 렌더링 지원: 머리카락 외에 풀과 털을 렌더링하는 것을 지원하는 새로운 기능이다.
- 머리카락 그룹화: 머리카락은 그룹으로 배열된다. 머리카락은 사람의 머리에서 자연스럽게 함께 묶인다. 그러나 TressFX 1.0으로 생성된 렌더링은 이를 수행하지 않아 머리카락이 부자연스럽게 분리되어 보였다.
- 중력 조절 기능: 머리카락의 중력을 변경할 수 있다. 예를 들어 수영할 때 머리카락은 중성 부력이어야 하며 크게 가라앉거나 뜨지 않아야 한다. 이를 위해 머리카락의 중력을 0으로 설정할 수 있다.
- 지연 렌더링 개선: 지연 렌더링을 통해 많은 광원 및 셰이더를 사용하여 효율성이 향상되었다.
- 자가 그림자 개선: 머리카락의 더 나은 깊이와 질감을 위한 우수한 자가 그림자.
- 확장성 개선: 다양한 성능 범위를 가진 GPU에서 더욱 강력한 확장성(TressFX 1.0 대비).
- 모듈식 코드 및 이식성 개선: 모듈식 코드 및 이식 설명서.
- 물리 법칙 준수: 늘어짐은 이제 물리학 법칙을 준수한다.
3. 3. Version 3.0
TressFX 3.0은 데이어스 엑스: 맨카인드 디바이디드에 사용되었다.[3]3. 4. Version 4.0 (2018)
DirectX 12 지원을 포함한 다양한 개선 사항을 제공하였다. 이 릴리스는 또한 기존 렌더링 프레임워크로 훨씬 쉽게 가져올 수 있도록 하는 데 중점을 두었다.[4]3. 5. Version 4.1 (2020)
이 버전은 2020년 1월 20일에 출시되었다. 성능 향상이 이루어졌으며, 기존 렌더링 프레임워크와의 더 나은 통합에 중점을 두었다. 에픽 게임즈의 언리얼 엔진 4.22에 대한 통합이 상세한 문서와 함께 제공된다.[5]3. 6. PureHair
PureHair는 스퀘어 에닉스가 《라이즈 오브 더 툼 레이더》에 사용하기 위해 수정한 TressFX의 버전이다.[6][7]참조
[1]
웹사이트
TressFX MIT License
https://github.com/G[...]
2019-03-05
[2]
뉴스
TressFX Hair: Cross-platform and v2.0
https://community.am[...]
[3]
뉴스
Dawn Engine – First Slide Showcasing AMD's TressFX 3.0
http://wccftech.com/[...]
[4]
웹사이트
TressFX 4.0 ReadeMe
https://github.com/G[...]
2020-08-11
[5]
웹사이트
TressFX 4.1 ReadeMe
https://github.com/G[...]
2020-08-11
[6]
뉴스
Rise of the Tomb Raider will have improved TressFX
http://www.kitguru.n[...]
[7]
뉴스
Rise of the Tomb Raider uses modified version of TressFX
https://www.reddit.c[...]
[8]
웹인용
TressFX MIT License
https://github.com/G[...]
2019-03-05
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