Quick Comparison

atlas:
one texture, many UV rectangles

array:
one texture object, many layers

UV와 layer 계약

Texture atlas는 여러 작은 이미지를 하나의 큰 texture에 넣고, 각 sprite나 material이 자기 영역의 UV만 사용하도록 만드는 방식입니다. 같은 atlas를 쓰는 객체는 texture binding을 바꾸지 않아도 되므로 batching에 유리합니다.

atlas uv
u = rect.x + localU * rect.width
v = rect.y + localV * rect.height

Texture array는 여러 이미지를 같은 크기와 포맷의 layer로 저장합니다. shader는 UV와 함께 layer index를 넘겨 특정 slice를 샘플링합니다. atlas처럼 UV rectangle을 다시 계산하지 않아도 되지만, 모든 layer가 같은 해상도, format, mip 수 조건을 맞춰야 합니다. layer는 연속적인 3D 좌표처럼 이웃 layer와 bilinear filtering되지 않으므로, tile ID를 layer index로 두기 좋습니다.

mipmap과 bleeding

Atlas의 가장 흔한 문제는 경계 bleeding입니다. mipmap이나 bilinear filtering이 인접한 sprite의 픽셀을 섞어 읽으면 가장자리에 다른 이미지 색이 번집니다. 이를 줄이려면 padding, extrude border, UV inset을 사용합니다. padding은 base mip 한두 texel만의 문제가 아닙니다. 축소된 mip에서도 경계가 섞일 수 있으므로 atlas 전체의 mip chain을 생성하는 방식과 최대 sampling footprint에 맞춰 여유를 둡니다.

sprite padding
-> 가장자리 픽셀을 바깥으로 복제
-> mipmap에서 이웃 sprite 색이 섞이는 문제 완화

Texture array는 layer끼리 filtering이 섞이지 않으므로 atlas bleeding이 덜합니다. 대신 서로 다른 크기의 이미지를 효율적으로 packing하는 데는 atlas가 더 유리할 수 있습니다. atlas packing이 sprite를 회전하거나 trim했다면 UV transform뿐 아니라 tangent 방향, nine-slice 경계, 원본 pivot도 asset metadata로 같이 전달해야 합니다.

선택과 batch 조건

Atlas와 array는 texture binding 비용을 줄이는 장치입니다. fragment shader의 샘플 수나 texture bandwidth 자체를 없애지는 않습니다. 또한 texture를 하나로 합쳐도 shader, blend/depth state, render target, per-object data가 달라지면 여전히 같은 draw로 묶을 수 없습니다.

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