3D 그래픽스

GPU 텍스처 BC7·ASTC·ETC2

한 줄 요약

GPU가 직접 읽을 수 있는 압축 텍스처 포맷들. 데스크탑에서는 BC7, 모바일에서는 ASTC, Android에서는 ETC2가 사용된다. JPEG과 달리 GPU 메모리에 압축 상태 그대로 올라가므로, 비압축 RGBA 대비 75%의 메모리를 절약한다.

왜 GPU 전용 포맷이 필요한가

웹에서 흔히 사용하는 이미지 포맷(JPEG, PNG, WebP)은 저장과 전송을 위한 포맷이다. 파일 크기를 줄이는 데 최적화되어 있지만, GPU는 이 포맷을 직접 읽지 못한다. GPU가 텍스처를 사용하려면 반드시 비압축 RGBA 비트맵으로 디코딩해야 한다.

GPU 텍스처 포맷(BC7, ASTC, ETC2 등)은 GPU가 압축된 상태에서 직접 샘플링(읽기)할 수 있도록 설계된 포맷이다. CPU에서 비압축으로 풀 필요 없이, 압축된 데이터를 GPU 메모리에 그대로 올리면 GPU가 렌더링 시 실시간으로 디코딩한다.

이 차이가 만드는 메모리 절감 효과는 극적이다. 2048×2048 텍스처 1장 기준:

포맷	bpp (bits per pixel)	GPU 메모리	RGBA 대비
RGBA (비압축)	32	16 MB	기준
BC7	8	4 MB	-75%
ASTC 4×4	8	4 MB	-75%
ETC2 RGBA	8	4 MB	-75%
ETC2 RGB (알파 없음)	4	2 MB	-87.5%

BC7, ASTC 4×4, ETC2 RGBA는 모두 동일한 8 bpp이므로, GPU 메모리 절감 효과는 플랫폼 간 동일하다.

세 가지 주요 포맷

BC7 (Block Compression 7) — 데스크탑

항목	내용
대상	Windows, macOS, Linux 데스크탑 GPU
지원 GPU	NVIDIA GeForce, AMD Radeon, Intel, Apple Silicon
메모리	8 bpp (1 byte/pixel)
품질	BCn 포맷 중 최고 수준, 8가지 인코딩 모드
지원 시기	2010년~ (DirectX 11, OpenGL 4.2+)

데스크탑 환경에서는 거의 100% BC7로 트랜스코딩된다. WebGL에서는 WEBGL_compressed_texture_s3tc_srgb extension을 통해 지원된다.

ASTC (Adaptive Scalable Texture Compression) — 모바일 + 최신 데스크탑

항목	내용
대상	모바일 + 최신 데스크탑
지원 GPU	Apple A8+, Qualcomm Adreno 4xx+, ARM Mali-T760+, NVIDIA Maxwell+
메모리	블록 크기에 따라 0.89~8 bpp
품질	블록 크기로 품질/용량 트레이드오프 조절 가능
지원 시기	모바일: 2014년~, 데스크탑: 2015년~

ASTC의 특징은 블록 크기를 조절하여 압축률과 품질의 균형을 선택할 수 있다는 것이다. 4×4 블록은 8 bpp(BC7과 동일), 12×12 블록은 0.89 bpp(매우 공격적 압축)까지 가능하다. Basis Universal은 ASTC 4×4(8 bpp)로 트랜스코딩한다.

ETC2 (Ericsson Texture Compression 2) — Android

항목	내용
대상	Android (OpenGL ES 3.0 필수 지원 포맷)
메모리	RGB 4 bpp / RGBA 8 bpp
품질	BC7, ASTC보다 약간 낮음
역할	Android 표준 포맷, ASTC 미지원 기기의 폴백

ETC2는 Android에서 OpenGL ES 3.0이 필수 지원하는 포맷이므로, ASTC를 지원하지 않는 구형 Android 기기에서 폴백으로 사용된다. iOS 기기는 ETC2를 사용하지 않고 ASTC를 사용한다.

블록 압축의 원리

세 포맷 모두 블록 단위 압축이라는 공통 원리를 사용한다. 텍스처 전체를 한 번에 압축하는 것이 아니라, 4×4 픽셀(또는 다른 크기) 블록 단위로 나누어 각 블록을 독립적으로 압축한다.

이 방식의 장점은 랜덤 액세스가 가능하다는 것이다. GPU가 텍스처의 특정 위치를 읽을 때, 해당 위치가 속한 블록만 디코딩하면 된다. JPEG처럼 전체 이미지를 디코딩할 필요가 없다. 이것이 GPU가 압축 상태에서 실시간으로 텍스처를 샘플링할 수 있는 이유다.

단점은 블록 경계에서 아티팩트가 발생할 수 있다는 것이다. 인접한 블록이 독립적으로 압축되므로, 블록 경계에서 색상이 미세하게 불연속적으로 보일 수 있다. 다만 8 bpp 수준에서는 이 아티팩트가 거의 눈에 띄지 않는다.

KTX2 Basis Universal과의 관계

BC7, ASTC, ETC2는 최종 목적지이고, KTX2 Basis Universal은 거기까지 가는 경로다.

서버: KTX2 (Basis Universal로 압축)
  ↓ 브라우저 다운로드
  ↓ GPU 지원 포맷 확인
  ├─ 데스크탑 → BC7로 트랜스코딩
  ├─ iPhone/iPad → ASTC로 트랜스코딩
  ├─ Android (최신) → ASTC로 트랜스코딩
  ├─ Android (구형) → ETC2로 트랜스코딩
  └─ 지원 없음 → RGBA 폴백
  ↓ GPU에 직접 업로드 (압축 상태 유지)

트랜스코딩은 Basis Universal의 WebAssembly 트랜스코더가 수행하며, "압축 → 다른 압축"으로의 변환이므로 비압축을 거치지 않아 빠르다. 이것이 KTX2의 핵심 설계 — 하나의 파일로 모든 플랫폼의 GPU에 최적화된 텍스처를 제공한다.

이 경험에서 추출한 원칙

"파일 크기"와 "GPU 메모리 크기"는 별개의 문제다. JPEG은 파일이 작지만 GPU에서 크고, GPU 압축 포맷은 파일이 비슷하거나 더 클 수 있지만 GPU에서 작다. 최적화의 대상이 네트워크인지 GPU인지에 따라 전략이 달라진다.
플랫폼 파편화를 런타임 트랜스코딩으로 해결할 수 있다. BC7은 데스크탑에서만, ASTC는 모바일에서만 동작한다. 플랫폼마다 다른 파일을 준비하는 대신, Basis Universal이 런타임에 적절한 포맷으로 변환하여 "하나의 파일 → 모든 기기"를 실현한다.

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