3차원 형상의 효율적 렌더링
공간감 극대화 및 렌더링 부하 감소를 위한 사전 파일 연산 렌더링 파일 처리 방법
3D 메쉬 형태의 환경으로 VR 콘텐츠를 개발할 경우 3D 메쉬의 폴리곤 데이터를 처리하는 속도가 떨어져 사용자의 VR 콘텐츠 몰입감을 저해할 수 있습니다. 이를 해결하기 위해 RGBD 이미지를 기반으로 화면을 단순화한 3차원 공간의 지오메트리와 텍스처로 사전 연산한 메쉬를 사용하여 기존 3D 메쉬의 폴리곤을 렌더링함으로써 질감 및 복잡한 형상을 효율적으로 렌더링이 가능하도록 해서 VR 몰입감을 향상시킵니다.
3D 메쉬 데이터를 기반으로 렌더링 부하 감소를 위한 사전 연산 파일과 일반 3D 메쉬 파일 성능 비교
사전 연산 렌더링 기법이란 매우 복잡한 3D 장면을 6DoF를 활용하는 VR 콘텐츠에 효율적으로 렌더링하기 위해 3D 메쉬의 데이터를 RGBD로 장면을 단순화하는 기술로 색상 및 깊이 값을 설정하여 실제 렌더링되는 카메라의 장면들에 대해 절두체 기반 캡처와 캡처 된 장면의 폴리곤 수와 텍스처의 크기를 재정의 및 타일링화하는 기법입니다.
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시험 3D 메쉬 형상 (엠에스페리사의 뉴스타호) |
시험 3D 메쉬 형상인 여객선을 기준으로 3D 메쉬 화물창의 폴리곤 수는 951,703개이며, 사전 연산 렌더링을 거친 화물창의 폴리곤 수는 296,788개로 전체 폴리곤 수가 31.2% 수준으로 감소했습니다. 와이어프레임 구성 화면을 통해 실제 메쉬 형상이 타일링 처리가 적용됨과 렌더링 화면을 통해 라이팅 및 질감의 효과를 반영함을 확인할 수 있습니다.
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3D 메쉬 기반 렌더링 화면 | 3D 메쉬 와이어프레임 구성 화면 |
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사전 연산 렌더링 파일 기반 렌더링 화면 | 사전 연산 렌더링 파일의 와이어프레임 구성 화면 |
또한 FPS 연산과 프레임 지연시간을 통해 렌더링 부하감소 효과가 있음을 확인할 수 있습니다. 3D 메쉬의 경우 평균 26.8FPS 기반 지연 시간은 37.32ms를 유지하며, 사전연산 렌더링 파일의 경우 86.83FPS 기반 지연시간은 11.52ms를 유지합니다.
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3D 메쉬 기반 FPS 및 지연시간 측정 결과 | 사전 연산 렌더링 파일 기반 FPS 및 지연시간 측정 결과 |
공통의 3D 메쉬를 대상으로 사전 연산 렌더링 기법을 적용하여 정적인 3차원 환경을 구성하는 경우 더 높은 렌더링 처리 속도와 몰입감을 확인할 수 있습니다.
모바일에 최적화 된 렌더링 방식
해당 기술로 렌더링 연산 처리를 위한 GPU 성능 부하를 50% 절감하였으며, 기존 모바일 기기에 사용하기 어려웠던 사실적인 환경 구성을 통해 차별화된 몰입감과, 풍부한 인터렉션을 제공함으로써 모바일 VR 콘텐츠 제작의 최대 난관인 기기 성능 한계를 해결하였습니다. 저렴한 하드웨어 가격, 간편한 제품 사용법, 무선 이용으로 인한 공간적 제약 극복 등 모바일 VR 장치는 리얼하고 자유로운 몰입감을 제공합니다.
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| 모바일에 최적화 된 렌더링 방식으로 구현한 VR 화면 |
모바일 VR 기기의 안티앨리어싱(Anti-Aliasing)에 최적화하여 앨리어싱 현상 발생을 최소화합니다. 앨리어싱(Aliasing) 현상이란, 선이나 도형의 가장자리가 들쭉날쭉하거나 계단 모양으로 나타나는 경우를 의미하며 계단현상이라고도 합니다. 또한, 드로우콜(Draw call) 및 폴리카운트(poly count)를 최적화함으로써 LOD, HLOD, Cull Distance를 통해 모바일에서도 많은 모델을 수용할 수 있습니다. 라이트와 재질 표현 최적화를 위해 라이트와 재질 표현 연산을 미리 텍스쳐에 적용하여 동적인 빛 계산 없이도 사실적인 묘사를 제공합니다.
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계단 현상 발생 최소화 | 드로우콜 및 폴리카운트 최적화 | 라이트 및 재질 표현 최적화 |
관련 논문 : Web VR 환경에서 렌더링 부하감소를 위한 사전연산 렌더링 기법 성능 연구
A Study on the Performance of Pre-Operated Rendering Techniques to Reduce Rendering Loads in a Web VR Environment
3차원 형상의 효율적 렌더링
공간감 극대화 및 렌더링 부하 감소를 위한 사전 파일 연산 렌더링 파일 처리 방법
3D 메쉬 형태의 환경으로 VR 콘텐츠를 개발할 경우 3D 메쉬의 폴리곤 데이터를 처리하는 속도가 떨어져 사용자의 VR 콘텐츠 몰입감을 저해할 수 있습니다. 이를 해결하기 위해 RGBD 이미지를 기반으로 화면을 단순화한 3차원 공간의 지오메트리와 텍스처로 사전 연산한 메쉬를 사용하여 기존 3D 메쉬의 폴리곤을 렌더링함으로써 질감 및 복잡한 형상을 효율적으로 렌더링이 가능하도록 해서 VR 몰입감을 향상시킵니다.
사전 연산 렌더링 기법이란 매우 복잡한 3D 장면을 6DoF를 활용하는 VR 콘텐츠에 효율적으로 렌더링하기 위해 3D 메쉬의 데이터를 RGBD로 장면을 단순화하는 기술로 색상 및 깊이 값을 설정하여 실제 렌더링되는 카메라의 장면들에 대해 절두체 기반 캡처와 캡처 된 장면의 폴리곤 수와 텍스처의 크기를 재정의 및 타일링화하는 기법입니다.
시험 3D 메쉬 형상인 여객선을 기준으로 3D 메쉬 화물창의 폴리곤 수는 951,703개이며, 사전 연산 렌더링을 거친 화물창의 폴리곤 수는 296,788개로 전체 폴리곤 수가 31.2% 수준으로 감소했습니다. 와이어프레임 구성 화면을 통해 실제 메쉬 형상이 타일링 처리가 적용됨과 렌더링 화면을 통해 라이팅 및 질감의 효과를 반영함을 확인할 수 있습니다.
또한 FPS 연산과 프레임 지연시간을 통해 렌더링 부하감소 효과가 있음을 확인할 수 있습니다. 3D 메쉬의 경우 평균 26.8FPS 기반 지연 시간은 37.32ms를 유지하며, 사전연산 렌더링 파일의 경우 86.83FPS 기반 지연시간은 11.52ms를 유지합니다.
공통의 3D 메쉬를 대상으로 사전 연산 렌더링 기법을 적용하여 정적인 3차원 환경을 구성하는 경우 더 높은 렌더링 처리 속도와 몰입감을 확인할 수 있습니다.
모바일에 최적화 된 렌더링 방식
해당 기술로 렌더링 연산 처리를 위한 GPU 성능 부하를 50% 절감하였으며, 기존 모바일 기기에 사용하기 어려웠던 사실적인 환경 구성을 통해 차별화된 몰입감과, 풍부한 인터렉션을 제공함으로써 모바일 VR 콘텐츠 제작의 최대 난관인 기기 성능 한계를 해결하였습니다. 저렴한 하드웨어 가격, 간편한 제품 사용법, 무선 이용으로 인한 공간적 제약 극복 등 모바일 VR 장치는 리얼하고 자유로운 몰입감을 제공합니다.
모바일 VR 기기의 안티앨리어싱(Anti-Aliasing)에 최적화하여 앨리어싱 현상 발생을 최소화합니다. 앨리어싱(Aliasing) 현상이란, 선이나 도형의 가장자리가 들쭉날쭉하거나 계단 모양으로 나타나는 경우를 의미하며 계단현상이라고도 합니다. 또한, 드로우콜(Draw call) 및 폴리카운트(poly count)를 최적화함으로써 LOD, HLOD, Cull Distance를 통해 모바일에서도 많은 모델을 수용할 수 있습니다. 라이트와 재질 표현 최적화를 위해 라이트와 재질 표현 연산을 미리 텍스쳐에 적용하여 동적인 빛 계산 없이도 사실적인 묘사를 제공합니다.
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A Study on the Performance of Pre-Operated Rendering Techniques to Reduce Rendering Loads in a Web VR Environment