모바일 플랫폼에 적합한 광선 추적법 기반의 렌더러의 성능 및 기능 향상
Enhancing Performance and Capabilities of Ray-tracing-based Renderer Designed for Mobile Platforms
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 임인성
- 발행년도 2014
- 학위수여년월 2014. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 컴퓨터공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000053457
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록/요약 도움말
최근 모바일 응용 프로세서의 성능 향상으로 인하여 상당한 양의 부동 소수점 연산을 요구하는 OpenGL ES API 기반의 3D 렌더링 기술이 모바일 환경에서 보편적으로 적용되고 있다. 한편 OpenGL 시스템의 기본 렌더링 방식인 래스터화 기법의 한계를 극복하고자 고급 렌더링 기술인 광선 추적 기술을 모바일 플랫폼에 적용하여 렌더링 화질을 향상시키려는 노력이 진행되고 있다. 현재 보편적으로 시도되고 있는 방식은 광선 추적 계산의 대부분을 차지하는 광선-물체 교차 계산을 위한 가속기를 모바일 응용 프로세서에 추가적으로 장착하여 하드웨어적으로 성능을 향상시키는 것이다. 하지만 모바일 장비의 해상도가 날로 증가하고 있으며, 발열 등의 문제로 인하여 그러한 방식은 쉽게 한계에 다다를 것으로 예상된다. 본 논문에서는 현재 모바일 플랫폼에 최적화되어 구현된 래스터화 방식의 렌더링 파이프라인을 활용하여 추적해야할 광선의 수를 줄임으로써 광선 추적 비용을 감소시킬 수 있는 혼합(hybrid) 렌더링 방법을 제시하고, 성능 향상과 기능 확장을 위한 기법들을 제시한다. 이를 위하여, 첫째, 그림자 광선의 추적을 회피하고자 고급 그림자 기법인 분산 그림자 맵(variance shadow map) 방법을 모바일 플랫폼 상에서 개발할 때의 문제점을 극복하기 위한 기법을 제시한다. 둘째, 고전적인 광선 추적법이 생성하기 어려운 난반사 물체간의 반사 효과를 생성하기 위한 반사 그림자 맵(reflective shadow map) 방법을 모바일 플랫폼에 효과적인 적용 방법에 대하여 기술한다. 그 외, 광선 추적 기술을 효과적으로 사용할 수 있는 OpenGL ES 기반의 최적화 기법에 대하여 설명한다. 본 논문에서 제시하는 성능 향상 및 기능 확장 방법은 향후 모바일 플랫폼에 장착할 광선 추적 가속기의 개발에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
more초록/요약 도움말
Recently, thanks to the better performance of mobile application pro-cessors, 3D rendering technology based on OpenGL ES API, which requires a considerable amount of floating point operation, is widely applied in mo- bile environment. Meanwhile, ray tracing method, an advanced rendering technology, is applied to mobile platforms in an e ort to improve renderingn quality and overcome the limitations of rasterization method, which is the basic rendering method of the OpenGL system. Presently, the most common approach is to equip a mobile application processor with an additional ac- celerator for ray-object intersection calculation, which constitutes the most of ray tracing calculation. However, this approach is expected to reach its limit before long because the resolution of mobile equipments is improv- ing continuously, and the heat problem still needs to be addressed. Against this backdrop, this research suggests hybrid rendering method model that enables developers to reduce ray tracing cost by decreasing the number of rays that need to be traced through rendering pipelines of the rasterization method, which is optimized and implemented on mobile platforms. This re-search also presents methods for enhancing performance and capabilities. To this end, 1) this research suggests the method for overcoming the problems of developing variance shadow map method, an advanced shadow method, on a mobile platform in order to avoid shadow ray tracing; 2) this research describes e ective ways of applying reective shadow map method to mobile platforms to create reection e ects between di use objects, which the con-ventional ray tracing method can hardly create; 3) this research explains the optimization method based on OpenGL ES that allows for e ective use of ray tracing technology. The methods for enhancing performance and capa-bilities suggested by this research are expected to be successfully utilized in developing ray tracing accelerator that will be provided on mobile platforms in the future.
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