마스크 맵 기반의 래스터화 방식과 광선추적법을 혼용한 혼합 렌더링
Hybrid Rendering using Mask Map Based Rasterization and Ray Tracing
- 주제(키워드) 도움말 광선추적법 , 모바일 광선추적법 , 혼합렌더링
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 임인성
- 발행년도 2013
- 학위수여년월 2013. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 컴퓨터공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000052519
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록/요약 도움말
래스터화(rasterization) 기법을 통한 렌더링 방법은 근본적인 구조적 문제로 인하여 영상의 사실성을 높이는데 한계가 있다. 래스터와 기법의 렌더링 방식을 사용하여 그림자효과(shadow)를 표현할 경우 일반적으로 주로 그림자 매핑(shadow mapping) 기법을 사용 하는데, 이때 그림자 경계에서 앨리어스(alias)가 발생한다. 또한 래스터화 기법의 렌더링 방식은 정반사 물체 표면 상에서의 주변 반사(reflection), 투명한 물체에 대한 빛의 굴절(refraction)효과를 표현하는데 큰 제한점을 가지고 있다. 광선 추적법(ray tracing)을 통한 렌더링 방식의 가장 큰 장점은 주변 반사효과, 빛의 굴절 효과 등을 물리적으로 정확히 표현할 수 있는 점이다. 또한 광선 추적법을 통해 그림자 효과를 계산할 경우 경계에 앨리어스 문제가 없는 그림자 효과 생성이 가능하다. 최근 그래픽 하드웨어의 발달과 활발한 연구로 인해 PC환경에서 광선 추적법의 실시간 렌더링이 가능하게 되었다. 하지만 모바일 장비의 경우 아직까지 하드웨어 성능상 한계로 화면의 모든 픽셀(pixel)들에 대해 광선 추적법을 실시간으로 수행하는데는 무리가있다. 본 논문에서는 그림자, 주변 반사, 빛의 굴절 효과를 포함한 3차원 장면을 렌더링 하는데 있어서 광선 추적법과 래스터화 방식을 혼합한 혼합 렌더링(hybrid rendering) 방법을 제시한다. 혼합 렌더링 방법은 래스터화 방식을 통해 랜더링 하여도 이미지의 화질을 크게 저하 시키지 않을 지역과 광선추적법을 사용해 그림자, 주변 반사, 빛의 굴절 효과를 표현해야할 지역을 구분하여 이에 대한 정보를 저장하는 마스크 맵(mask map)을 생성한다. 이를 통해 광선 추적법 효과가 두드러지는 지역에 한해 광선 추적법을 수행한다. 또한 이와 같은 과정을 수행할 시 성능을 높이기 위해 적용할 수 있는 최적화 방법들을 제안한다. 연산 능력이 PC환경에 비해 상대적으로 떨어지는 모바일(mobile) 기기상에서의 실험 결과를 제시하고 분석하여 혼합 렌더링 방법이 광선 추적법에 비해 렌더링 화질을 떨어뜨리지 않고 성능이 높음을 확인한다.
more초록/요약 도움말
Rasterization method for rendering has problem for realistic rendering image, because of fundamental structural problem. Rendering image for shadow effect by rasterization rendering method, use shadow mapping method generally. But shadow mapping method has alias problem that in edge of shadow. Addtionally rasterization method has limitation for reection or refrection effects. Ray tracing rendering method can express reection or refrection effect effectively and exactemently, addtionally shadow effect. Recently graphic hardware was developed hardly. So, in PC environment, ray tracing method is used in real time rendering application in PC environment. But in mobile environment, it is impossible because ray tracing has heavy operations. In this article propose hybrid rendering method for shadow, reection, refrection effects in 3D rendering scene. Hybrid Rendering method separate area to ray tracing area or rasterization area by use mask map. And do ray tracing for ray tracing area that has reection or refrection properties pixel and shadow edge. The other area do rendering by rasterization method. Propose programming technics for performance. Present result of experiment in mobile equipment that can have big ad-ventage by hybrid rendering method. And compare ray tracing rendering method, rasterization rendering method and hybrid rendering methods. Confirm the true hybrid method has performance advantage better then ray tacing, and don't has disadvantage in image result.
more