KR100743232B1

KR100743232B1 - An improved method for culling view frustum in stereoscopic terrain visualization

Info

Publication number: KR100743232B1
Application number: KR1020060116681A
Authority: KR
Inventors: 신병석
Original assignee: 인하대학교 산학협력단
Priority date: 2006-11-24
Filing date: 2006-11-24
Publication date: 2007-07-27
Also published as: KR20060131703A

Abstract

본 발명은 사진트리를 이용한 입체 지형 시각화에서의 개선된 시각 절두체 선별 방법으로서, 보다 구체적으로는 양쪽 눈 각각에 대하여 시각 절두체 선별 작업을 2번 수행하던 기존의 방법 대신에 각각의 눈에 대한 2개의 시각 절두체를 병합하여 이들의 유니온을 구한 후, 구해진 유니온에 대하여 시각 절두체 선별 작업을 한 번만 수행함으로써 입체 지형 시각화의 렌더링 속도를 크게 향상시키는 개선된 시각 절두체 선별 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 입체 지형 시각화에 있어서의 시각 절두체 선별 방법으로서, 각각의 눈에 대한 2개의 시각 절두체를 병합하는 단계와, 병합된 상기 2개의 시각 절두체의 유니온(union)을 계산하는 단계와, 구해진 2개의 시각 절두체의 유니온에 대하여 시각 절두체 선별 작업을 수행하는 단계를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.The present invention is an improved visual frustum screening method for stereoscopic topographic visualization using a photo tree, and more specifically, two eyes for each eye instead of the conventional method for performing two times the visual frustum screening for each eye. After merging the visual frustums to obtain their unions, the present invention relates to an improved visual frustum screening method which greatly improves the rendering speed of stereoscopic visualization by performing visual frustum screening on the obtained unions only once. According to the present invention, there is provided a method for visual frustum screening in three-dimensional topographical visualization, comprising: merging two visual frustums for each eye, calculating a union of the two visual frustums merged; And performing visual frustum screening on the union of the two visual frustums.

본 발명에 따르면, 양쪽 눈 각각에 대하여 시각 절두체 선별 작업을 2번 수행하던 기존의 방법 대신에 양쪽 눈 각각에 대한 2개의 시각 절두체를 병합하여 이들의 유니온을 구한 후, 구해진 유니온에 대하여 시각 절두체 선별 작업을 한 번만 수행함으로써 입체 지형 시각화의 렌더링 속도를 크게 향상시킬 수 있다.According to the present invention, instead of the conventional method of performing the visual frustum screening process twice for each eye, two visual frustums for each eye are merged to obtain their union, and then the visual frustum screening is performed for the obtained union. Doing this once can greatly speed up the rendering of stereoscopic visualizations.

사진트리, 입체 지형 시각화, 시각 절두체 선별, 병합, 유니온, 렌더링 속도 Photo tree, stereoscopic visualization, visual frustum screening, merging, union, rendering speed

Description

Improved visual frustum screening for stereoscopic terrain visualization {AN IMPROVED METHOD FOR CULLING VIEW FRUSTUM IN STEREOSCOPIC TERRAIN VISUALIZATION}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 시각 절두체를 병합하는 방법, 및 병합된 시각 절두체에 대한 시각 절두체 선별 방법을 도시하는 도면.1 illustrates a method of merging a visual frustum and a method of visual frustum screening for the merged visual frustum in accordance with one embodiment of the present invention.

도 2는 기존의 방법과 본 발명에서 제안하는 방법의 렌더링 시간을 비교하여 도시하는 도면.FIG. 2 is a diagram illustrating a comparison of rendering time between a conventional method and a method proposed by the present invention. FIG.

도 3은 기존의 방법과 본 발명에서 제안하는 방법의 삼각형화 단계에서 생성되는 폴리곤의 수를 비교하여 도시하는 도면.3 is a view showing a comparison of the number of polygons generated in the triangulation step of the conventional method and the method proposed by the present invention.

도 4는 기존의 렌더링 방법 및 본 발명에서 제안하는 렌더링 방법에 의한 결과 영상을 비교하여 도시하는 도면.4 is a view showing a comparison of the resultant image by the conventional rendering method and the rendering method proposed by the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

f : 원거리 평면f: far plane

nr : 오른쪽 눈의 시각 절두체에 대한 근거리 평면nr: near plane for the visual frustum of the right eye

nl : 왼쪽 눈의 시각 절두체에 대한 근거리 평면nl: near plane for visual frustum of left eye

n : 병합된 시각 절두체에 대한 근거리 평면n: near plane for the merged visual frustum

본 발명은 사진트리(quadtree)를 이용한 입체 지형 시각화에서 개선된 시각 절두체 선별 방법으로서, 보다 구체적으로는 양쪽 눈 각각에 대하여 시각 절두체 선별 작업을 2번 수행하던 기존의 방법 대신에 각각의 눈에 대한 2개의 시각 절두체를 병합하여 이들의 유니온을 구한 후, 구해진 유니온에 대하여 시각 절두체 선별 작업을 한 번만 수행함으로써 입체 지형 시각화의 렌더링 속도를 크게 향상시키는 개선된 시각 절두체 선별 방법에 관한 것이다.The present invention is an improved method for visual frustum screening in stereoscopic visualization using a quadtree, and more specifically, for each eye instead of the conventional method for performing two time frustum screening operations for each eye. After merging two visual frustums to obtain their unions, the present invention relates to an improved visual frustum screening method that greatly improves the rendering speed of stereoscopic visualization by performing visual frustum screening on the obtained union only once.

지형 시각화는 지리 정보 시스템(Geographic Information System; GIS), 컴퓨터 게임 및 비행 시뮬레이션과 같은 응용 프로그램에서 널리 사용되고 있다. 사진트리 기반의 연속 상세 단계(CLOD: Continuous Level-Of-Detail) 기법은 지형 데이터를 시각화하는 기법 중의 하나이다. 사진트리 자료 구조는 상세 단계 결정과 시각 절두체 선별을 하는데 있어서 빠른 처리가 가능하여, 고화질의 영상을 비교적 빠르게 생성할 수 있다. 이러한 지형 렌더링 시스템에 대한 입력 데이터인 고도 필드(height field)는 막대한 양의 샘플점을 가지기 때문에, 엄청나게 많은 양의 폴리곤(polygons)이 렌더링 동안 생성될 수 있다. 따라서 뷰잉 조건을 고려하여 폴리곤의 수를 줄이기 위한 다양한 방법들이 계층적 데이터 구조를 이용하여 제안되어 왔다.Terrain visualization is widely used in applications such as Geographic Information System (GIS), computer games and flight simulation. Photo-level continuous level-of-detail (CLOD) is one of the techniques for visualizing terrain data. The photo tree data structure enables fast processing in detail step determination and visual frustum screening, so that high quality images can be generated relatively quickly. Since the height field, the input data for this terrain rendering system, has a huge amount of sample points, an enormous amount of polygons can be generated during rendering. Therefore, various methods for reducing the number of polygons in consideration of viewing conditions have been proposed using hierarchical data structures.

한편, 스테레오스코피(stereoscopy)는 가상의 또는 실제 화면에 대한 몰입형 디스플레이를 위한 잘 알려진 시각화 방법이다. 입체감을 일으키는 여러 요인 중, 우리들의 눈이 가로 방향으로 약 65mm 떨어져서 존재하기 때문에 나타나게 되는 양 안시차(binocular disparity)는 입체감의 가장 중요한 요인이라 할 수 있다. 즉, 양쪽의 눈은 각각 서로 다른 2차원 화상을 보게 되고, 이 두 화상이 망막을 통해 뇌로 전달되면, 뇌는 이를 정확히 서로 융합하여 본래의 3차원 영상의 깊이감과 실제감을 재생하게 되는데, 이러한 능력을 스테레오스코피라 한다. 대부분의 가상현실 애플리케이션은 자신의 최종 출력으로서 입체 영상들을 생성한다. 이들은 우리가, 화면 내의 두 물체 간의 공간적 관계를 이해하고, 또한 비디오 또는 컴퓨터 생성 애니메이션으로부터 뎁쓰 큐(depth cue)를 경험하는 것을 돕는다. 2차원상의 렌더링 기법을 3차원으로 적용할 수 있는 가장 손쉬운 접근법인 무차별 대입 접근법(brute force approach)은 서로 다른 뷰잉 조건 하에서 화면을 2번 렌더링하는데, 이것은 적어도 2배의 렌더링 시간과 추가적인 저장 공간을 필요로 한다. 입체 시각화의 렌더링 시간을 줄이기 위해 몇 가지 최적화 방법들이 제안되어 왔다.Stereoscopy, on the other hand, is a well-known visualization method for immersive display of virtual or real screens. Among the factors that cause the three-dimensional effect, the binocular disparity that appears because our eyes are about 65mm apart in the horizontal direction is the most important factor of the three-dimensional effect. In other words, both eyes see different two-dimensional images, and when these two images are transmitted to the brain through the retina, the brain accurately fuses each other to reproduce the depth and reality of the original three-dimensional image. Is called stereoscopic. Most virtual reality applications generate stereoscopic images as their final output. They help us understand the spatial relationship between two objects in the scene and also experience a depth cue from video or computer generated animation. The brute force approach, the easiest approach to apply two-dimensional rendering techniques in three dimensions, renders the scene twice under different viewing conditions, which results in at least twice the rendering time and additional storage space. in need. Several optimization methods have been proposed to reduce the rendering time of stereoscopic visualization.

그러나, 기존에 제안되어 왔던 방법들은 그래픽스 하드웨어로 전송되어야 할 폴리곤들의 수를 줄이기는 하지만, 입체 애플리케이션에서 폴리곤의 집합을 2번 생성해야만 한다는 점에서는 모두 동일하였다. 즉, 한번은 왼쪽 눈에 대하여 생성하고 나머지 한번은 오른쪽 눈에 대하여 생성한다. 시각 절두체 선별 단계에서, 왼쪽 눈에 대한 시각 절두체와 오른쪽 눈에 대한 시각 절두체는 서로 다를 수 있으며, 따라서 시각 절두체 선별 작업은 각각의 시각 절두체에 대해 2번 수행되어야 했다. 따라서 입체 지형 렌더링을 위해서는 2차원의 지형 렌더링에 비해 훨씬 많은 시간이 필요하였다.However, while the proposed methods reduce the number of polygons to be transferred to the graphics hardware, they are all the same in that they have to create two sets of polygons in a stereoscopic application. One for the left eye and one for the right eye. In the visual frustum screening step, the visual frustum for the left eye and the visual frustum for the right eye may be different, so the visual frustum screening task had to be performed twice for each visual frustum. Therefore, much more time was required to render three-dimensional terrain.

본 발명은 입체 지형 시각화에 있어서 시각 절두체 선별 단계를 근본적으로 개선할 수 있는 방법을 제안한 것으로서, 양쪽 눈 각각에 대하여 시각 절두체 선별 작업을 2번 수행하던 기존의 방법 대신에 양쪽 눈 각각에 대한 2개의 시각 절두체를 병합하여 이들의 유니온을 구한 후, 구해진 유니온에 대하여 시각 절두체 선별 작업을 단 한번만 수행함으로써 입체 지형 시각화의 렌더링 속도를 크게 증가시키는 개선된 시각 절두체 선별 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention proposes a method for fundamentally improving the visual frustum screening step in stereoscopic visualization, and instead of the conventional method of performing the visual frustum screening work twice for each eye, two eyes for each eye After merging the visual frustums to obtain their unions, an object of the present invention is to provide an improved visual frustum screening method that greatly increases the rendering speed of stereoscopic visualization by performing visual frustum screening on the obtained unions only once.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른, 입체 지형 시각화에 있어서의 시각 절두체 선별 방법은,According to a feature of the present invention for achieving the above object, a method for visual frustum screening in stereoscopic visualization,

각각의 눈에 대한 2개의 시각 절두체를 병합하는 단계;Merging two visual frustums for each eye;

병합된 상기 2개의 시각 절두체의 유니온(union)을 계산하는 단계; 및Calculating a union of the two visual frustums merged; And

구해진 2개의 시각 절두체의 유니온에 대하여 시각 절두체 선별 작업을 수행하는 단계Performing visual frustum screening on the union of the two visual frustums

를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.It characterized by including the.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail an embodiment of the present invention.

먼저, 지형 렌더링을 위한 사진트리에 기초한 연속 상세 레벨 기법 및 그 기법을 입체 지형 렌더링에 적용하는 방법을 간단하게 설명한다.First, the continuous detail level technique based on a photo tree for terrain rendering and a method of applying the technique to stereoscopic terrain rendering will be briefly described.

사진트리에 기초한 연속 상세 레벨 기법에서 렌더링 처리는 다음과 같은 단계들에 의해 수행된다. (1) 제1 단계에서는, 고도 필드 데이터를 따라가면서 모든 리프 노드들에 대하여 오차 메트릭을 반복적으로 계산한 후, 계산된 오차 메트릭을 리프 노드들의 부모 노드들에게 전달한다. (2) 제2 단계에서는, 제1 단계에서 계산된 오차 메트릭의 집합을 이용하여 각각의 노드에 정확도 레벨 결정 함수를 적용함으로써 현재 노드가 자식 노드를 가질 수 있는지 여부를 결정한다. (3) 제3 단계에서는, 고도 필드 데이터로부터 생성된 사진트리를 반복적으로 따라가면서 삼각형 메시를 생성한 후, 생성된 삼각형의 수를 줄이기 위해 시각 절두체 선별을 수행한다. (4) 마지막 제4 단계에서는, 삼각형 메시를 렌더링한다.In the continuous detail level technique based on the photo tree, the rendering process is performed by the following steps. (1) In the first step, the error metric is repeatedly calculated for all leaf nodes while following the altitude field data, and then the calculated error metric is transmitted to the parent nodes of the leaf nodes. (2) In the second step, it is determined whether the current node can have child nodes by applying an accuracy level determination function to each node using the set of error metrics calculated in the first step. (3) In the third step, after generating the triangle mesh while repeatedly following the photo tree generated from the altitude field data, visual frustum screening is performed to reduce the number of generated triangles. (4) In the final fourth step, render the triangle mesh.

본 발명은 상기 4개의 단계 중 제3 단계에서 수행되는 생성된 삼각형의 수를 줄이기 위한 시각 절두체 선별 작업과 관련된다.The present invention relates to a visual frustum screening operation for reducing the number of triangles produced in the third of the four steps.

시각 절두체 선별(view frustum culling)은 상세 레벨 선택 과정을 통해 생성된 삼각형 메시의 수를 줄일 수 있는 가시성 결정을 위한 잘 알려진 최적화 방법이다. 시각 절두체 선별 과정을 통하여 그래픽스 처리 유닛(GPU; Graphics Processing Unit)으로 전송되어야 할 폴리곤의 수를 감소시킬 수 있기 때문에, 렌더링 속도가 더 빨라지게 된다.View frustum culling is a well-known optimization method for determining visibility that can reduce the number of triangular meshes generated through the detail level selection process. The visual frustum screening process can reduce the number of polygons that must be sent to the Graphics Processing Unit (GPU), resulting in faster rendering speed.

2차원 렌더링 기법을 3차원 입체 렌더링 기법으로 가장 손쉽게 적용할 수 있는 무차별 대입 접근법에 따르면, 시각 절두체 선별이 2번 행해지게 된다. 즉, 왼쪽 눈에 대하여 첫 번째 시각 절두체 선별이 행해지고, 오른쪽 눈에 대하여 나머지 한 번의 시각 절두체 선별이 행해지게 된다. 이것은 대부분의 경우에 입체 렌더링 기법에 요구되는 시간이 2차원 렌더링 기법에 요구되는 시간에 비하여 약 2배가 된다는 것을 의미한다.According to the brute force approach that can be most easily applied to the two-dimensional rendering technique as the three-dimensional rendering technique, visual frustum screening is performed twice. That is, the first visual frustum screening is performed for the left eye, and the other visual frustum screening is performed for the right eye. This means that in most cases, the time required for the stereoscopic rendering technique is about twice that of the time required for the 2D rendering technique.

본 발명에서는 이러한 문제를 해결할 수 있는 근본적으로 개선된 시각 절두체 선별 방법을 제안하고 있다. 본 발명에서 제안하고 있는 방법에 따르면, 우선 (1) 각각의 눈에 대한 2개의 시각 절두체를 병합하게 된다. 다음으로, (2) 병합된 상기 2개의 시각 절두체의 유니온(union)을 계산하게 되며, 마지막으로 (3) 계산된 2개의 시각 절두체의 유니온에 대하여 시각 절두체 선별 작업을 수행하게 된다. 본 발명에 따라 병합된 시각 절두체 또한 절두된 피라미드 형태를 취하기 때문에, 단순히 테스트 영역을 확장하는 것에 의해 시각 절두체 선별을 수행할 수 있다.The present invention proposes a radically improved visual frustum screening method that can solve this problem. According to the method proposed in the present invention, first (1) two visual frustums for each eye are merged. Next, (2) the union of the two visual frustums merged is calculated, and finally (3) the visual frustum screening operation is performed on the calculated union of the two visual frustums. Since the visual frustum merged according to the invention also takes the form of a truncated pyramid, visual frustum screening can be performed by simply expanding the test area.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 시각 절두체를 병합하는 방법, 및 병합된 시각 절두체에 대한 시각 절두체 선별 방법을 도시하고 있다. 도 1(a)는 왼쪽 눈과 오른쪽 눈에 대한 2개의 시각 절두체를 도시하고 있다. 각각의 시각 절두체는 각각의 근거리 평면(n_l, n_r)을 가지며, 공통된 원거리 평면(f)을 가진다. 도 1(b)는 도 1(a)에 도시된 2개의 시각 절두체를 병합하여 얻어지는, 병합된 시각 절두체를 도시하고 있다. 병합된 시각 절두체는 하나의 근거리 평면(n) 및 하나의 원거리 평면(f)을 가지며, 또한 유사-가시 영역이라고 표시된 부분을 가진다. 유사-가시 영역(quasi-visible region)이란, 2개의 뷰포인트 중 하나에서만 보일 수 있고 나머지 하나에서는 보일 수 없는 영역을 말한다. 병합된 절두체는 이러한 유사-가시 영역을 포함하기 때문에, 병합된 시각 절두체에 포함되는 결과 메시는 보다 많은 폴리곤을 포함하게 되며, 따라서 추가적인 폴리곤들을 다운로드하고 이들을 렌더링하는 데에 추가적인 시간이 요구된다. 그러나 유사-가시 영역에 의해 추 가되는 이와 같은 추가 폴리곤의 수는 결과 메시 내의 전체 폴리곤의 수에 비해서는 훨씬 작기 때문에 무시할 만하다. 또한, 유사-가시 영역은 뷰포인트로부터의 거리가 증가함에 따라 더 작아지게 되기 때문에 시청자로부터의 거리가 증가할수록 유사-가시 영역에 의한 영향은 더욱 무시할 수 있게 된다.1 illustrates a method of merging visual frustums and a method of visual frustum screening for the merged visual frustums according to an embodiment of the present invention. 1 (a) shows two visual frustums for the left eye and the right eye. Each visual frustum has its respective near planes (n _l , n _r ) and has a common far plane (f). Fig. 1 (b) shows the merged visual frustum, which is obtained by merging the two visual frustums shown in Fig. 1 (a). The merged visual frustum has one near plane n and one far plane f and also has a portion labeled pseudo-visible region. A quasi-visible region refers to an area that can only be seen in one of the two viewpoints and not in the other. Since the merged frustum includes these pseudo-visible regions, the resulting mesh included in the merged visual frustum will contain more polygons, thus requiring additional time to download additional polygons and render them. However, the number of such additional polygons added by the pseudo-visible region is negligible because it is much smaller than the total number of polygons in the resulting mesh. In addition, since the pseudo-visible region becomes smaller as the distance from the viewpoint increases, the effect of the pseudo-visible region can be more negligible as the distance from the viewer increases.

이렇게 시각 절두체 선별 작업이 수행되고 나면, 마지막으로 삼각형 메시를 렌더링하게 된다. 시각 절두체 선별 작업 이전에 수행되는 상세 레벨 선택 단계에서도 기존의 방법과 달리 상세 레벨 선택을 한 번만 수행하여 렌더링 속도를 향상시킬 수 있는데, 이러한 개선된 상세 레벨 선택 방법은 본 발명에서 제안하는 시각 절두체 선별 방법과 함께 사용될 수 있다. 개선된 상세 레벨 선택 방법에 대해서는 본 출원과 동일자로 제출되는 별도의 출원을 참조하면 된다.After visual frustum screening is performed, the triangle mesh is finally rendered. In the detail level selection step performed before the visual frustum screening process, unlike the conventional method, it is possible to improve the rendering speed by selecting the detail level only once. Can be used with the method. See the separate application filed on the same date as this application for an improved method of detail level selection.

[실험 결과][Experiment result]

기존의 방법과 본 발명에서 제안하는 방법이 듀얼 인텔 펜티엄 Xeon^TM 3.0 GHz CPU와 2GB 메인 메모리를 사용하여 구현되었다. 그래픽스 가속기는 128MB 비디오 메모리를 가진 NVIDIA GeForce^TM 6600GT였으며, PCI Express*4 BUS 상에 설치되었다. 실험에 사용한 샘플 데이터는, 해상도가 256 x 256인 Puget 고도 필드 데이터와, Grand Canyon 고도 필드 데이터이다. 뷰포트 크기는 512 x 512이다.The existing method and the method proposed in the present invention are implemented using a dual Intel Pentium Xeon ^™ 3.0 GHz CPU and 2GB main memory. The graphics accelerator was an NVIDIA GeForce ^TM 6600GT with 128MB video memory and was installed on a PCI Express * 4 BUS. The sample data used for the experiment is Puget altitude field data with a resolution of 256 x 256 and Grand Canyon altitude field data. The viewport size is 512 x 512.

도 2는 기존의 방법과 본 발명에서 제안하는 방법의 렌더링 시간을 비교하여 도시하고 있다. 도 2(a)는 Puget 고도 필드 데이터에 대하여 서로 다른 3가지 뷰잉 조건 view 1, view 2 및 view 3에 대하여 실험한 결과이고, 도 2(b)는 Grand Canyon 고도 필드 데이터에 대하여 서로 다른 3가지 뷰잉 조건 view 1, view 2 및 view 3에 대하여 실험한 결과이다. 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 방법이 기존의 방법보다 약 2배 더 빠르다. 이것은 본 발명에서 제안하는 방법이 상세 레벨 선택 및 시각 절두체 선별을 한 번만 수행하며 이들 2가지 단계가 렌더링에 대한 대부분의 시간을 소모하기 때문에 발생하는 결과로 해석할 수 있다.Figure 2 shows a comparison of the rendering time of the conventional method and the method proposed in the present invention. FIG. 2 (a) shows the results of experiments on three different viewing conditions, view 1, view 2 and view 3, for Puget altitude field data, and FIG. 2 (b) shows three different types for the Grand Canyon altitude field data. Results of experiments on viewing conditions view 1, view 2, and view 3. As can be seen in Figure 2, the method proposed in the present invention is about 2 times faster than the conventional method. This can be interpreted as the result of the method proposed in the present invention because it performs the detail level selection and visual frustum screening only once and these two steps consume most of the time for rendering.

도 3은 기존의 방법과 본 발명에서 제안하는 방법의 삼각형화 단계에서 생성되는 폴리곤의 수를 비교하여 도시하고 있다. 도 3(a)는 Puget 고도 필드 데이터에 대하여 서로 다른 3가지 뷰잉 조건 view 1, view 2 및 view 3에 대하여 실험한 결과이고, 도 3(b)는 Grand Canyon 고도 필드 데이터에 대하여 서로 다른 3가지 뷰잉 조건 view 1, view 2 및 view 3에 대하여 실험한 결과이다. 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 시각 절두체 선별 방법에 의해 생성되는 삼각형의 수가 기존의 시각 절두체 선별 방법에 의해 생성되는 삼각형의 수보다 약 2% 정도 더 많다. 2%라는 양은 전체 메시의 크기에 비하면 매우 작은 양이며, 또한 현재의 GPU는 일 초에 천만 개 이상의 폴리곤을 처리할 수 있기 때문에, 본 발명에서 제안하는 시각 절두체 선별 방법에 의해 추가되는 폴리곤에 의한 추가적인 렌더링 시간은 무시할 만하다.Figure 3 shows a comparison of the number of polygons generated in the triangulation step of the conventional method and the method proposed in the present invention. FIG. 3 (a) shows the results of experiments on three different viewing conditions, view 1, view 2 and view 3, for Puget altitude field data, and FIG. 3 (b) shows three different types for the Grand Canyon altitude field data. Results of experiments on viewing conditions view 1, view 2, and view 3. As can be seen in Figure 3, the number of triangles generated by the visual frustum screening method proposed by the present invention is about 2% more than the number of triangles generated by the conventional visual frustum screening method. The amount of 2% is very small compared to the size of the entire mesh, and since the current GPU can process more than 10 million polygons per second, the polygons added by the visual frustum screening method proposed by the present invention The additional rendering time is negligible.

도 4는 기존의 렌더링 방법과 본 발명에서 제안하는 렌더링 방법에 의한 결과 영상을 비교하여 도시하고 있다. 도 4에서 위쪽의 도면들은 기존의 렌더링 방법에 의해 생성된 결과 영상이며, 아래쪽의 도면들은 본 발명에서 제안하는 렌더링 방법에 의해 생성된 결과 영상으로서, 위쪽 및 아래쪽의 각각에서 좌측의 영상들은 왼쪽 눈에 대한 결과 영상이고, 우측의 영상들은 오른쪽 눈에 대한 결과 영상이다. 도 4를 통하여, 기존의 방법에 따라 양쪽 눈 각각에 대하여 시각 절두체 선별 작업을 수행하는 경우와, 본 발명에서 제안하는 방법에 따라 2개의 시각 절두체를 병합하여 유니온을 구한 후, 구해진 유니온에 대하여 시각 절두체 선별 작업을 수행하는 경우에 있어서 그 결과 영상은 거의 차이가 없음을 확인할 수 있다.4 shows a comparison of the resultant image by the conventional rendering method and the rendering method proposed by the present invention. 4 is a result image generated by a conventional rendering method, and the lower diagrams are result images generated by a rendering method proposed by the present invention. The resultant image is for, and the images on the right are the resultant images for the right eye. 4, when visual frustum screening is performed on each eye according to the conventional method, and after combining two visual frustums according to the method proposed by the present invention to obtain a union, In the case of performing frustum screening, the result shows that there is almost no difference.

도 2 내지 도 4를 참조할 경우, 본 발명에서 제안하는 방법이 기존의 방법과 비교할 때 영상 품질의 저하 없이 전체 렌더링 시간을 현저하게 감소시킴을 분명하게 확인할 수 있다.2 to 4, it can be clearly seen that the method proposed in the present invention significantly reduces the total rendering time without degrading the image quality compared to the existing method.

이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention described above may be variously modified or applied by those skilled in the art, and the scope of the technical idea according to the present invention should be defined by the following claims.

본 발명에 따르면, 양쪽 눈 각각에 대하여 시각 절두체 선별 작업을 2번 수행하던 기존의 방법 대신에 양쪽 눈 각각에 대한 2개의 시각 절두체를 병합하여 이들의 유니온을 구한 후, 구해진 유니온에 대하여 시각 절두체 선별 작업을 한 번만 수행함으로써 입체 지형 시각화의 렌더링 속도를 크게 향상시킬 수 있다. 본 발명에서 제안하고 있는 개선된 시각 절두체 선별 방법은 임의의 종류의 입체 애플리케이션에 적용될 수 있다.According to the present invention, instead of the conventional method of performing the visual frustum screening process twice for each eye, two visual frustums for each eye are merged to obtain their union, and then the visual frustum screening is performed for the obtained union. Doing this once can greatly speed up the rendering of stereoscopic visualizations. The improved visual frustum screening method proposed in the present invention can be applied to any kind of stereoscopic applications.

Claims

As a visual frustum screening method in stereoscopic visualization,

Merging two visual frustums for each eye;

Calculating a union of the two visual frustums merged; And

Performing view frustum culling on the union of the two visual frustums obtained

How to include.