실시간 DXT/BCn 압축을 Unity에서 GPU로 수행하기

Unity에서 컴퓨트 셰이더(compute shader)를 사용하여 텍스처 압축을 GPU 상에서 수행하는 방법을 보여주는 작은 테스트베드입니다.

Screenshot

GPU 텍스처 압축 방법 개요:

1. 입력은 GPU가 샘플링할 수 있는 모든 2D 텍스처(일반 텍스처, 렌더 텍스처 등)입니다.
2. 목적지 텍스처보다 각 축마다 4배 작은 임시 RenderTexture가 필요하며, 즉 그 안의 "픽셀" 하나하나가 하나의 BCn 블록이 됩니다. 텍스처 형식은 DXT1/BC1의 경우 GraphicsFormat.R32G32_SInt (64비트)이며, 그렇지 않은 경우에는 GraphicsFormat.R32G32B32A32_SInt (128비트)입니다. 컴퓨트 셰이더에서 쓰기 가능하도록 enableRandomWrite=true로 설정해야 합니다.
3. 출력은 입력과 동일한 크기(4의 배수가 되도록 패딩 추가 가능)를 가지는 압축 형식 중 하나(DXT1/BC1, DXT5/BC3 등)를 사용한 Texture2D입니다. GPU에 존재하기만 하면 되므로, 시간을 절약하기 위해 TextureCreationFlags.DontInitializePixels | TextureCreationFlags.DontUploadUponCreate 플래그로 Texture2D를 생성하고, 여기에 Apply(false, true)를 호출합니다. 이때 마지막 인수는 CPU 측 메모리 복사를 생략하게 합니다.
4. 컴퓨트 셰이더는 단계 1의 입력 텍스처를 읽어와 {수행하려는 모든 GPU 텍스처 압축 작업}을 수행하고, 단계 2의 "BCn 블록당 하나의 픽셀" 임시 텍스처에 기록합니다.
5. 이제 우리는 임시 "BCn 블록당 하나의 픽셀" 텍스처(단계 2)에서 실제 목적지 텍스처(단계 3)로 복사해야 합니다. 소스 및 목적지 텍스처만 사용하는 Graphics.CopyTexture 또는 CommandBuffer.CopyTexture는 작동하지 않습니다(왜냐하면 이 함수들은 "너비와 높이가 일치하는지"를 확인하는데, 실제로는 각 축마다 4배 차이가 나기 때문입니다).
6. 하지만, srcElement와 dstElement 인수를 받는 Graphics.CopyTexture(또는 CommandBuffer 등가물)는 (가장 큰 미프 레벨에 대해 0을 사용) 작동합니다!
7. 성공입니다! 📈

이 프로젝트에 포함된 내용:

프로젝트는 Unity 2022.3.4를 기반으로 합니다. 이 프로젝트에는 무언가를 렌더링하고, 렌더링된 결과를 압축한 다음 화면에 표시하는 하나의 장면이 있습니다. 화면에 표시되는 내용은 원본과 압축본의 차이(2배 곱함)뿐만 아니라 알파 채널 및 원본과 압축본 간의 차이도 보여줍니다.

실제 GPU 텍스처 압축기는 외부 프로젝트에서 가져온 코드일 뿐이며, GPUTexCompression/External 아래에 있습니다:

• AMD_Compressonator: AMD Compressonator, rev 7d929e9 (2023 Jan 26), MIT 라이선스. 조정 가능한 품질 수준을 가진 BC1 및 BC3 압축을 지원합니다.
• FastBlockCompress: Microsoft Xbox ATG, rev 180fa6d (2018 Dec 14), MIT 라이선스. BC1 및 BC3 압축을 지원합니다(품질 설정 무시).

더 나은 실시간 컴퓨트 셰이더 텍스처 압축기가 가능할 것이라고 매우 유력하며, 위에 언급된 두 가지는 이미 HLSL로 작성되어 있는 것들일 뿐입니다. 또한 Betsy도 있지만, 이것은 GLSL로 작성되었으며 아마도 다른 것도 있을 수 있습니다. 이 예제는 압축기 자체에 관한 것이라기보다는