게이머들이 가장 기다리는 소식은 역시 새로운 지포스 그래픽 카드다. 하지만 최근 메모리 가격이 크게 오르면서 지포스 RTX 50 SUPER 시리즈조차 출시가 지연될 가능성이 제기되고 있다. 이런 상황이라면 그 다음 세대인 지포스 RTX 60 시리즈 역시 언제 만나볼 수 있을지 쉽게 예상하기 어렵다.

당분간 새로운 하드웨어를 기대하기 어려운 상황이지만, 엔비디아는 소프트웨어 분야에서 꾸준히 기술 발전을 이어가고 있다. 그 중심에 있는 것이 바로 DLSS다.

올해 공개된 DLSS 4.5는 2세대 트랜스포머(Transformer) 모델을 도입해 기존보다 높은 이미지 품질을 구현하는 데 초점을 맞췄다. 화질이 개선되면서 이전보다 낮은 내부 렌더링 해상도를 선택해도 만족스러운 결과를 얻을 수 있게 됐고, 같은 수준의 화질을 기준으로 더 높은 성능을 확보하는 것도 가능해졌다. 결과적으로 DLSS를 이전보다 적극적으로 활용할 수 있는 여지가 넓어진 셈이다.

이제 DLSS 4.5는 또 하나의 핵심 기능을 더하며 완성형에 가까워졌다. 엔비디아가 올해 초 예고했던 2세대 트랜스포머 모델 기반의 DLSS 4.5 레이 리컨스트럭션(DLSS 4.5 Ray Reconstruction)을 정식 공개했기 때문이다.

오늘 살펴볼 기술이 바로 이 DLSS 4.5 레이 리컨스트럭션이다.

■ DLSS 레이 리컨스트럭션, 왜 필요하고 어떻게 발전했나?

레이 트레이싱(Ray Tracing)과 패스 트레이싱(Path Tracing)은 빛의 이동과 반사, 그림자 등을 추적해 현실에 가까운 그래픽을 구현하는 기술이다. 하지만 실제 환경에서 발생하는 빛의 움직임을 게임에서 그대로 계산하려면 막대한 연산 능력이 필요하다. 실시간으로 수십 프레임 이상의 화면을 만들어야 하는 게임에서는 모든 픽셀에 충분한 수의 광선을 사용하는 것이 사실상 불가능하다.

때문에 실제 게임에 적용되는 레이 트레이싱과 패스 트레이싱은 제한된 수의 광선만을 사용한다. 이렇게 얻은 샘플만으로는 화면 전체의 조명과 반사, 그림자 정보를 완벽하게 표현하기 어렵고, 광선이 충분히 도달하지 못한 영역에서는 노이즈나 부정확한 이미지가 발생할 수밖에 없다.

이를 해결하기 위해 사용되는 것이 디노이저(Denoiser)다. 제한된 광선으로 얻은 정보를 주변 픽셀과 이전 프레임 등의 데이터와 조합해 노이즈를 제거하고 부족한 정보를 보완함으로써 최종적으로 우리가 게임에서 보는 레이 트레이싱 이미지를 만들어낸다.

하지만 기존 디노이저 역시 완벽하지 않았다. 제한된 정보를 토대로 결과를 추정하다 보니 미세한 반사나 그림자, 움직이는 물체 주변의 세부 표현이 사라지거나 잘못 재구성되는 경우가 있었다.

엔비디아는 이러한 한계를 개선하기 위해 AI를 디노이징 과정에 적용했고, 그 결과 등장한 것이 DLSS 레이 리컨스트럭션(Ray Reconstruction)이다. 기존의 여러 수작업 디노이저를 하나의 AI 모델로 대체하고, 제한된 광선으로 얻은 데이터와 모션 벡터(Motion Vector) 등의 정보를 분석해 보다 정확한 이미지를 재구성하는 방식이다.

1세대 트랜스포머 모델을 적용한 기존 레이 리컨스트럭션은 이를 통해 일반적인 디노이저에서 손실되기 쉬웠던 미세한 반사와 표면 디테일을 살리고, 그림자와 간접조명 역시 보다 자연스럽게 표현할 수 있게 됐다. 특히 패스 트레이싱처럼 광선 정보가 화면 품질에 큰 영향을 미치는 환경에서 그 효과가 두드러졌다.

엔비디아는 여기서 다시 AI 모델 자체를 발전시켰다. 1세대 트랜스포머 모델을 기반으로 했던 기존 레이 리컨스트럭션을 2세대 트랜스포머 모델로 교체한 것이 바로 DLSS 4.5 레이 리컨스트럭션이다.

■ DLSS 4.5 레이 리컨스트럭션의 핵심

DLSS 4.5 레이 리컨스트럭션의 가장 큰 변화는 기존 1세대 트랜스포머 모델을 2세대 트랜스포머 모델로 교체한 것이다. 엔비디아는 새로운 모델이 기존보다 더 많은 장면 정보를 분석하고 이를 바탕으로 레이 트레이싱 결과를 보다 정확하게 재구성하도록 설계했다.

모델 자체의 규모도 커졌다. DLSS 4.5 레이 리컨스트럭션은 기존 세대보다 약 20% 많은 파라미터를 사용하고 연산 능력도 약 35% 향상됐다. 그럼에도 실제 실행 성능은 기존 레이 리컨스트럭션과 유사한 수준을 유지하도록 최적화됐다. 단순히 연산량을 늘려 화질을 높인 것이 아니라 더 복잡한 AI 모델을 비슷한 성능 부담으로 사용할 수 있게 된 셈이다.

늘어난 연산 능력은 장면의 공간 구조와 시간에 따른 변화까지 보다 정확하게 분석하는 데 활용된다. 이를 통해 제한된 수의 광선으로 얻은 정보 가운데 어떤 데이터를 신뢰해야 하는지를 보다 정확하게 판단하고, 부족한 부분을 자연스럽게 보완할 수 있도록 개선됐다.

특히 움직임이 많은 장면에서 시간적 안정성이 향상된 것이 주요 특징이다. 기존 레이 리컨스트럭션에서는 움직이는 물체 주변이나 복잡한 조명 환경에서 잔상이나 깜빡임, 세부 표현이 흔들리는 현상이 나타날 수 있었지만 DLSS 4.5에서는 이전 프레임과 현재 프레임의 관계를 보다 정교하게 분석해 이런 문제를 줄이는 데 초점을 맞췄다.

조명 표현 역시 개선됐다. 반사와 그림자, 간접조명처럼 제한된 광선 샘플의 영향을 크게 받는 영역에서 보다 정확한 결과를 만들어내며, 작은 물체나 미세한 표면 디테일이 디노이징 과정에서 사라지는 현상도 줄였다.

학습 데이터 역시 확대됐다. 엔비디아는 더 많은 데이터를 이용해 2세대 트랜스포머 모델을 학습시켰으며, 이를 통해 다양한 게임 환경과 조명 조건에서 실제 정답 이미지에 가까운 결과를 만들어낼 수 있도록 개선했다.

개발자를 위한 제어 기능도 강화됐다. DLSS 4.5에서는 여러 프레임의 정보를 활용하는 시간적 누적(Temporal Accumulation)을 보다 세밀하게 조절할 수 있게 해 게임별 특성에 따라 화질과 안정성을 최적화할 수 있도록 했다.

결국 DLSS 4.5 레이 리컨스트럭션은 단순히 기존 기능의 화질을 조금 높인 업데이트라기보다, 더 큰 2세대 트랜스포머 모델을 비슷한 성능 부담으로 구동하면서 조명 정확도와 시간적 안정성, 움직임 표현, 세부 묘사를 전반적으로 개선한 것이 핵심이라 할 수 있다.

■ DLSS 4.5 레이 리컨스트럭션, 어떻게 사용하나?

DLSS 4.5 레이 리컨스트럭션은 기존 게임에 처음부터 포함돼 있던 기능이 아니다. 앞으로 개발사가 업데이트나 패치를 통해 직접 지원한다면 게임 내에서 바로 사용할 수 있지만, 현재 기존 지원 게임에서 새로운 모델을 사용하려면 엔비디아 앱의 DLSS 오버라이드 기능을 이용해야 한다. 엔비디아는 현재 개발사들도 공식 업데이트를 통해 DLSS 4.5 레이 리컨스트럭션 지원을 추가하고 있다고 설명했다.

적용 방법은 어렵지 않다. 엔비디아 앱에서 그래픽 탭을 열면 PC에 설치된 게임 목록을 확인할 수 있으며, 여기서 적용할 게임을 선택한 뒤 드라이버 설정으로 이동하면 된다.

이후 첫 번째 항목인 DLSS 오버라이드 - 모델 프리셋을 선택하고 사용자 정의(Custom)를 고른다. 이어 레이 리컨스트럭션 항목에서 프리셋 F(Preset F) 또는 권장 설정을 선택한 뒤 적용 버튼을 누르면 새로운 DLSS 4.5 레이 리컨스트럭션 모델이 적용된다. 라이브러리 전체에 적용하고 싶다면 개별 게임 대신 상단의 글로벌 설정을 이용하는 것도 가능하다.

다만 모든 게임에서 사용할 수 있는 것은 아니다. 기본적으로 DLSS 레이 리컨스트럭션을 지원하는 게임이어야 하며, 여기에 엔비디아 앱의 오버라이드 대상에도 포함돼 있어야 한다.

엔비디아 발표 기준으로 현재 DLSS 4.5 레이 리컨스트럭션을 오버라이드 방식으로 적용할 수 있는 게임은 총 30종이다. 사이버펑크 2077, 앨런 웨이크 2, 인디아나 존스: 그레이트 서클, 둠: 더 다크 에이지스, 호그와트 레거시, 마블 스파이더맨 2, 스타워즈 아웃로즈, 포털 RTX 등이 여기에 포함된다.

또 하나 확인해야 할 부분은 엔비디아 앱과 드라이버 버전이다. 현재 DLSS 4.5 레이 리컨스트럭션은 엔비디아 앱의 얼리 액세스 릴리스를 통해 제공되고 있으며 지포스 게임 레디 드라이버 580.88 WHQL 이상이 필요하다.

■ 앨런 웨이크 2, 프라그마타, 레지던트 이블 레퀴엠으로 확인한 변화

DLSS 4.5 레이 리컨스트럭션의 실제 화질 변화를 확인하기 위해 앨런 웨이크 2와 프라그마타, 레지던트 이블 레퀴엠을 비교했다. 세 게임 모두 레이 트레이싱과 복잡한 조명 표현을 적극적으로 활용하는 만큼 레이 리컨스트럭션의 변화가 비교적 뚜렷하게 드러났다.

먼저 앨런 웨이크 2에서는 레이 리컨스트럭션을 적용하지 않은 상태와 기존 레이 리컨스트럭션, DLSS 4.5 레이 리컨스트럭션을 각각 비교했다.

레이 리컨스트럭션을 적용하지 않은 경우에는 실내로 들어오는 빛의 반사 강도가 뚜렷하지 않았고, 마루 바닥에서도 부정확한 반사가 확인됐다. 기존 레이 리컨스트럭션을 적용하면 이러한 부정확한 반사가 사라지고 실내로 들어오는 빛의 반사도 한층 강해졌다. 주인공 외투의 굴곡에 따른 음영 역시 더욱 뚜렷하게 표현됐다.

DLSS 4.5 레이 리컨스트럭션에서는 여기서 다시 표현 방식이 달라졌다. 빛의 반사 강도는 기존 레이 리컨스트럭션보다 다소 줄었지만 그만큼 벽면의 나무 질감이 더 잘 드러났고, 여러 그림자가 겹쳐 있는 장면에서도 각 그림자의 형태와 강도 차이가 보다 뚜렷하게 구분됐다. 단순히 밝기나 대비를 높이는 것이 아니라 재질과 조명의 관계를 보다 세밀하게 표현하는 방향으로 변화한 셈이다.

레지던트 이블 레퀴엠에서는 기존 레이 리컨스트럭션과 DLSS 4.5 레이 리컨스트럭션의 차이를 비교했다. 가장 눈에 띄는 부분은 표면의 입체감과 재질 표현이었다.

바닥 철판에 새겨진 패턴은 음영이 더욱 뚜렷해지면서 기존보다 입체감 있게 표현됐고, 화면 오른쪽 가림막 역시 굴곡과 표면 질감이 한층 잘 드러났다. 빗물로 인해 발생하는 반사 표현도 더 강하게 나타나면서 젖은 표면 특유의 질감이 보다 분명하게 표현됐다.

프라그마타에서는 정적인 화질보다 시간에 따른 변화에서 차이가 확인됐다. 통로 진입을 막고 있는 레이저가 이동한 뒤 사라지는 장면에서 기존 레이 리컨스트럭션은 레이저가 없어졌음에도 짧은 시간 동안 잔상이 남는 현상이 나타났다.

반면 DLSS 4.5 레이 리컨스트럭션에서는 레이저가 사라지는 시점에 맞춰 잔상도 즉시 사라졌다. 이는 앞서 설명한 시간적 안정성 개선이 실제 게임 화면에서도 확인된 사례로, 빠르게 변화하는 광원이나 움직이는 효과를 이전보다 정확하게 처리할 수 있음을 보여준다.

■ DLSS 4.5 레이 리컨스트럭션, 성능 차이가 없다고?

엔비디아는 DLSS 4.5 레이 리컨스트럭션이 2세대 트랜스포머 모델을 도입하면서 연산 능력과 파라미터 수를 늘렸지만, 실제 성능은 기존 레이 리컨스트럭션과 유사한 수준을 유지한다고 설명했다.

다만 이 설명이 최신 지포스 RTX 40 시리즈나 RTX 50 시리즈에만 해당하는 것은 아닌지 확인할 필요가 있었다. 앞서 DLSS 4.5 슈퍼 샘플링에서는 지포스 RTX 30 시리즈에서 상대적으로 큰 성능 저하가 나타난 사례가 있었기 때문이다.

이를 확인하기 위해 지포스 RTX 5080과 RTX 4080 SUPER, RTX 3090을 이용해 사이버펑크 2077 벤치마크를 진행했다. 프레임 생성은 사용하지 않았으며 레이 트레이싱 오버라이드 프로파일을 적용했다. 해상도는 4K, DLSS 슈퍼 샘플링은 밸런스 모드로 설정했다.

결과는 엔비디아의 설명과 크게 다르지 않았다. 세 그래픽 카드 모두 기존 레이 리컨스트럭션과 DLSS 4.5 레이 리컨스트럭션 사이의 성능 차이가 1fps 이내에 그쳤다.

그나마 변화 폭이 가장 컸던 제품은 지포스 RTX 3090이었다. 기존 레이 리컨스트럭션에서는 평균 28.57fps를 기록했지만 DLSS 4.5 레이 리컨스트럭션에서는 29.49fps로 오히려 소폭 상승했다.

물론 사이버펑크 2077 한 게임의 결과만으로 모든 환경을 일반화하기는 어렵다. 다만 적어도 이번 테스트에서는 지포스 RTX 30 시리즈를 포함해 눈에 띄는 성능 저하가 나타나지 않았다는 점에서, DLSS 4.5 레이 리컨스트럭션 적용에 따른 성능 부담은 크게 걱정하지 않아도 될 것으로 보인다.

■ DLSS의 진화는 계속된다, 다음은 DLSS 5

DLSS 4.5 레이 리컨스트럭션의 변화는 슈퍼 샘플링처럼 한눈에 체감할 수 있을 정도로 크지는 않다. 장면에 따라 조명과 그림자, 표면 질감이 보다 정확해지고 시간에 따른 잔상도 줄어드는 등 기술적인 진화는 분명하지만, 실제 게임 플레이에서 그 차이를 크게 느끼기는 어려울 수 있다.

그래도 반가운 점은 이러한 품질 개선이 별다른 성능 하락을 동반하지 않았다는 것이다. 더 복잡한 2세대 트랜스포머 모델을 적용하면서도 기존 레이 리컨스트럭션과 비슷한 성능을 유지했다는 점은 충분히 긍정적으로 평가할 만하다.

이번 변화에서 주목할 부분은 엔비디아가 이러한 기술 개발을 소홀히 하지 않고 꾸준히 이어가고 있다는 점이다. 엔비디아가 새로운 기술을 내놓으면 AMD와 인텔도 이에 대응하며 경쟁하게 되고, 그 과정에서 관련 기술 전체의 수준도 함께 높아진다. 결국 이런 경쟁이 계속될수록 더 나은 화질과 성능을 선택할 수 있는 게이머들이 가장 큰 혜택을 받게 된다.

이제 관심은 앞으로 등장할 DLSS 5로 향한다. DLSS 5는 AI를 지금보다 더 적극적으로 그래픽 생성 과정에 활용해 기존 렌더링 방식만으로는 구현하기 어려웠던 표현까지 끌어내는 것을 목표로 하고 있다. 단순히 낮은 해상도의 이미지를 복원하거나 프레임을 생성하는 수준을 넘어, 게임 그래픽 자체의 표현력을 한 단계 높이려는 시도다.

다만 처음 공개된 결과물이 생성형 AI 이미지처럼 다소 이질적으로 보이면서 논란이 커졌고, 엔비디아는 이후 개발자가 생성 과정에 직접 참여하고 결과를 제어하는 기술이라는 점을 다시 강조했다.

새로운 기술인 만큼 이런 논란 자체는 피하기 어려울 수 있다. 하지만 논란을 의식한 나머지 기술의 방향이 흔들리거나 본래 목표가 흐려지는 모습으로 이어지지는 않았으면 한다. 더 나은 그래픽을 게임에서 구현하려는 엔비디아의 시도가 앞으로도 꾸준히 이어지고, DLSS 5 역시 그 연장선에서 납득할 수 있는 결과물로 완성되기를 기대해 본다.