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Particle Animation 메모리 최적화 방안 끄적임

Particle Animation 메모리 최적화 방안 끄적임

주의: 생각의 흐름을 정리하기 위한 글이라 앞 뒤 맥락없이 아무 말이나 할 수 있습니다.

이전에 Metal을 이용해서 Particle Animation을 만들었는데, 메모리 사용량 때문에 머리가 복잡했다.

Particle이 10000개만 넘어가도 RAM을 많이 차지하고, 결국 한계가 명확해 보였기 때문에 이 문제를 해결하고 싶었다.

1. Particle 구조를 최대한 슬림하게

가장 먼저 시도한 건 Particle 구조체 자체를 “다이어트”하는 것. position, velocity 등 꼭 필요한 값만 남기고, Double → Float, Int → UInt8로 바꾸는 식이다. 분명 배열 용량은 줄지만, 결국 모든 particle을 한 번은 메모리에 다 담아야 하는 구조라 진짜 근본적인 해결책이 아니라는 느낌.

2. batch 단위로 draw하는 방식

한 번에 수만 개의 파티클을 만들지 않고, batchSize(예: 1000개)씩 생성해서 바로 GPU로 넘기고 메모리에서 해제하는 방식을 생각해봤다.

하지만 Metal에서는 drawPrimitives를 호출하려면 모든 파티클 데이터를 미리 메모리에 준비해서 buffer에 채워둬야 한다는 구조적인 제약이 있다. batch로 나눠 여러 번 drawPrimitives를 호출해도 결국 한 프레임에 전체 파티클을 그리고 싶다면 모든 데이터를 한꺼번에 메모리에 들고 있어야 해서, 결국 메모리상 이득을 볼 수 없었다…

3. GPU에서 particle 생성

생각을 계속하다 보니, “CPU에서 particle 데이터를 안 만들고, 그냥 개수만 넘긴 뒤 GPU에서 vertex_id로 생성/애니메이션까지 처리”

이 방법이 가장 근본적으로 메모리 문제를 없앨 수 있을 것 같다.

vertex_id로 2D 위치, random velocity, 시간에 따른 애니메이션까지 모두 만들 수 있다면 파티클 배열을 메모리에 둘 필요도 없어지는 구조.

아직 실제로 vertex_id만으로 얼마나 다양한 효과를 낼 수 있을지, 코드로 구현해보기 전이지만 지금까지 고민한 방법 중에선 가장 가능성이 커 보인다.

3-1. 아이디어 정리