캡콤의 최신작인 프래그마타(PRAGMATA) 와 레지던트 이블 레퀴엠(Resident Evil Requiem )은 패스 트레이싱을 지원하는 RE 엔진을 최초로 활용한 게임으로서 그래픽 기술에 획기적인 변화를 가져왔습니다.최근 GDC 2026 에서 진행된 “레지던트 이블 레퀴엠과 프래그마타를 위한 RE 엔진의 실시간 패스 트레이싱” 프레젠테이션 에서는 이러한 최첨단 기술에 대한 자세한 내용이 공개되어 그래픽 애호가와 개발자 모두에게 놓쳐서는 안 될 영상입니다.
이 흥미로운 프레젠테이션은 NVIDIA 게임 개발자 유튜브 채널 에서 시청하실 수 있습니다. NVIDIA는 캡콤 엔진에 패스 트레이싱을 구현하는 데 중요한 역할을 했습니다.이번 세션에는 캡콤 RE 엔진 팀의 미시마 히토시가 참여하여 구현의 아키텍처 및 예술적 측면을 자세히 설명했고, NVIDIA의 캘빈 슈는 두 게임에 특화된 GPU 성능 최적화에 대한 통찰력을 공유했습니다.
캡콤 측에서는 나카모토 켄타 와 나바타 코스케 가 주로 통합 작업을 주도했으며, 약 1년 반 만에 프로젝트를 완료했습니다.이 기술 발전은 NVIDIA DLSS 레이 재구성 기술 과 긴밀하게 통합되어 노이즈 제거 기능을 향상시키고 효율적인 실시간 성능을 제공하며, 궁극적으로 이러한 게임에는 NVIDIA GeForce RTX 하드웨어가 필수적입니다.
RE 엔진은 2021년 출시된 Resident Evil Village 에서 레이 트레이싱을 지원했으며, 여기에는 레이 트레이싱 기반 전역 조명, 주변 폐색, 반사 등의 기능이 포함되었습니다.그러나 당시에는 직접 조명에는 래스터화를 사용했고, 간접 조명에는 레이 트레이싱을 적용하지 않았습니다.이와 달리, 완전 경로 추적(Full Path Tracing)은 통합된 경로 추적 파이프라인을 통해 직접 조명과 간접 조명을 모두 처리하여 그림자 디테일 향상, 더욱 선명한 반사, 더욱 안정적인 노이즈 제거, 그리고 기존 레이 트레이싱 방식을 뛰어넘는 고급 주변 폐색을 구현합니다.경계 볼륨 계층(BVH) 구축은 비동기 컴퓨팅을 사용하여 실행되므로 레이 쿼리 및 재질 셰이더 프레임워크를 공유할 수 있습니다.
프레젠테이션이 진행됨에 따라 기술적인 세부 사항들이 명확해졌습니다. CAPCOM은 가장 중요한 광원을 효과적으로 우선순위화하기 위해 스트리밍 RIS 기술을 채택했습니다.주요 설계 결정 사항은 다음과 같습니다.
- 밝기 보정 기능은 카메라 노출 조정을 위해 리저버 업데이트를 활용하여 밝게 조명된 영역의 어두운 가장자리를 완화하기 위해 도입되었습니다.
- 후보 선택 과정에서 ALU 비용을 줄이기 위해 단순화 된 BSDF 모델(램버트 확산과 단일 로브 반사를 결합한 모델)이 사용되었습니다.
- 고강도 이미지 기반 조명(IBL)이 적용된 실내 환경에서는 이러한 샘플들이 가려지는 경향이 있어 DLSS 광선 재구성에서 높은 분산과 성능 저하를 초래하기 때문에 IBL을 후보군에서 제외했습니다.
- 워커의 앨리어스 방법을 사용하여 명시적인 NEE 샘플을 통합함으로써 면적과 강도를 기반으로 효율적인 삼각형 샘플링이 가능해졌습니다.
RE 엔진은 각 광원 주변에 16×128×128 셀 크기의 3D 그리드(AABB)를 구성하며, 각 셀에는 광원 ID 비트마스크가 저장됩니다.이를 통해 스트리밍 RIS는 각 셰이딩 지점에서 그리드를 참조하여 관련 광원만 평가함으로써 성능을 크게 최적화할 수 있습니다.
개발팀은 DLSS 광선 재구성의 안정성을 향상시키고 간접 조명에서의 노이즈 수준을 크게 줄이기 위해 ReSTIR GI 기술을 통합했습니다.이 기술은 프레임 간 경로 샘플을 재사용할 수 있도록 하며, 이전 프레임의 경로는 다시 샘플링되고 현재 프레임의 경로는 각 픽셀에 저장됩니다.
레이 재구성과의 과도한 상관관계를 방지하기 위해, 정확한 픽셀 일치가 아닌 이전 프레임 대비 약간 어긋난 위치 에서 샘플을 추출했습니다.이러한 전략을 통해 Resident Evil Requiem과 PRAGMATA의 다양한 장면을 IBL(인공지능 기반 조명)만을 사용하여 조명할 수 있었고, 결과적으로 노이즈 수준이 현저히 감소했습니다.
또한, 발표에서는 DLSS 광선 재구성 가이드 버퍼를 사용하여 다음과 같은 특정 시각적 아티팩트를 수정하는 방법을 강조했습니다.
- 표면하 산란: SSS 블러 패스로 인해 머리카락 영역에서 고스트 아티팩트 문제가 발생했습니다.해결책으로 산란 전후의 휘도 차이를 가이드 버퍼에 인코딩하여 적절하게 조정하는 방식을 적용했습니다.
- 불투명 유리: 불투명 표면에서도 유사한 유형의 아티팩트가 발견되었으며, 이는 SSS 가이드 버퍼 기법을 통해 해결되었습니다.
- 빗방울과 투명 데칼: 가려짐 처리 메커니즘 때문에 빗방울이 거의 보이지 않았습니다.해결책은 데칼 적용 전후에 법선을 계산할 때 가려짐 마스크를 활용하는 것이었습니다.
- 애니메이션 투영 텍스처 조명: Ray Reconstruction은 표면에서 빠르게 변화하는 애니메이션 조명 패턴을 처리하는 데 어려움을 겪었습니다.이를 최적화하기 위해 RIS 애니메이션 가중치를 전체 가중치에 맞춰 조정했습니다.
- 홀로그램: 홀로그램의 발광 색상 애니메이션이 가이드 버퍼에 정확하게 표현되지 않아 흐릿하게 보이는 문제가 있었습니다.이에 따라 가이드 버퍼에서 확산 반사율과 반사 반사율을 발광 색상으로 대체하는 조정을 진행했습니다.
![NVIDIA의 'Hardware Rasterizer'와 'Hardware Rasterizer + Software Rasterizer[4]'로 표시된 두 개의 나란히 있는 섹션을 보여주는 'Strands Rasterizer Strand Hair'의 비교 이미지입니다.](https://cdn.thefilibusterblog.com/wp-content/uploads/2026/04/RE-Engine-Hybrid-Strand-Hair-scaled-1.webp "NVIDIA의 'Hardware Rasterizer'와 'Hardware Rasterizer + Software Rasterizer[4]'로 표시된 두 개의 나란히 있는 섹션을 보여주는 'Strands Rasterizer Strand Hair'의 비교 이미지입니다.")
레지던트 이블 레퀴엠과 프래그마타는 모두 캡콤의 독자적인 스트랜드 헤어 기술을 활용합니다.이 기술은 레지던트 이블 4 리메이크 (2023) 에서 처음 선보인 후 지속적으로 개선되어 왔습니다.프래그마타는 하드웨어와 소프트웨어를 결합한 하이브리드 래스터화 파이프라인을 사용하여, 굵은 머리카락 뭉치는 분류 및 컬링 과정을 거친 후, 촘촘한 가닥은 하드웨어 래스터화를 통해, 가는 머리카락은 소프트웨어 반투명 처리를 통해 표현합니다.레이 트레이싱 시에는 BVH에서 전체 스트랜드 지오메트리를 대체하는 대체 메시가 사용됩니다.특히 프래그마타는 주인공의 길고 풍성한 머리카락을 더욱 사실적으로 표현하기 위해 별도의 스트랜드 BVH를 적용했습니다.
캘빈 슈는 PRAGMATA의 테스트 장면을 사용하여 시연된 최적화 프로세스에 대해 설명하며 발표를 마무리했습니다.이 장면은 4K 해상도에서 DLSS 광선 재구성, DLAA 및 RTX 5090의 기능을 보여주었습니다.해당 장면에는 4K 어레이에서 추출한 73개의 분석 광원 과 32개의 발광 샘플이 포함되었습니다.
| 단계 | 프레임 시간 | 메모 |
|---|---|---|
| 기준 CS 파면 | 21ms | 높은 스레드 수와 빛 샘플링 루프의 비효율성으로 인해 성능이 저하됩니다. |
| 간소화된 RIS BRDF | 17.7ms | 무작위 호출을 최적화하고 UInt32를 두 개의 부동 소수점으로 분할하여 효율성을 달성했습니다. |
| 순진한 SER 포트 | 23.5ms | SER 재정렬 없이 예상대로 저조한 성과를 보였습니다. |
| SER 활성화됨 | 20.8ms | 일관성은 향상되었지만 명령어 캐시 지연 문제가 발생했습니다. |
| SER + 바인딩 없는 리소스 | 약 16.9ms | 명령어 수를 크게 줄이고 병목 현상을 해결했습니다. |
| 드라이버 최적화 | 13.3ms | 발표 당시에는 아직 출시되지 않았습니다. |
RE 엔진의 패스 트레이싱 최적화 과정은 결코 순탄하지 않았으며, 특히 셰이더 실행 재정렬(SER) 구현에서 상당한 성능 저하가 발생했습니다.조사 결과, 두 개의 컴퓨트 셰이더 패스를 하나의 디스패치 레이 호출로 병합하는 과정에서 의도치 않게 명령어 중복이 발생하여 성능 문제를 악화시키는 것으로 드러났습니다.바인드 리스 방식으로 전환함으로써 이러한 비효율성을 해결하고 최적화 측면에서 상당한 개선을 이루어냈습니다.
프레젠테이션을 마무리하면서 캘빈 슈는 향후 패스 트레이스 구현에 있어 셰이더 실행 순서 재정렬(Shader Execution Reordering)을 지원하는 DXR 1.2 의 중요성을 강조했습니다.이러한 접근 방식은 NVIDIA의 야심찬 GPU 성능 목표를 나타내는 ” 광속 ” 처리량을 달성할 수 있다고 설명했습니다.또한 그는 Resident Evil Requiem과 PRAGMATA에서 경험했던 예외 처리 문제를 개선할 것으로 예상되는 DLSS Ray Reconstruction Disocclusion Mask의 2.0 버전을 소개했습니다.
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