KR102292923B1 - 3d 렌더링 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

3D 모델을 렌더링하는 3D 렌더링 방법 및 장치가 개시된다. 3D 모델 렌더링 장치는 각 직접 광원들의 시점에서 3D 모델을 렌더링하여 렌더링된 장면들에 대한 장면 정보를 획득하고, 장면 정보에 기초하여 해당 장면들이 정합된 정합 영상을 생성할 수 있다. 3D 모델 렌더링 장치는 생성된 정합 영상을 이용하여 하나 이상의 간접 광원을 샘플링하고, 샘플링된 간접 광원에 의한 간접 광 효과를 3D 모델에 적용하여 3D 모델을 렌더링할 수 있다.

Description

3D 렌더링 방법 및 장치{3D RENDERING METHOD AND APPARATUS}
아래의 설명은 3D 모델을 렌더링하는 영상 처리 기술에 관한 것이다.
3D 렌더링은 3D 모델을 렌더링하는 컴퓨터 그래픽스의 한 분야이다. 3D 렌더링은 3D 게임, 가상현실(virtual reality), 애니메이션 및 영화 등의 다양한 어플리케이션 영역에서 이용되고 있다. 3D 렌더링 기법에는 광원으로부터 방사된 빛이 오브젝트의 표면에서 반사되는 경로를 추적하여 3D 모델을 렌더링하는 레이 트레이싱(ray tracing) 렌더링, 직접 조명 효과뿐만 아니라 직접 조명이 오브젝트에 의해 반사된 반사광이나 난반사 현상 등에 의한 간접 조명 효과까지 반영하는 래디오서티(radiosity) 렌더링 및 벡터 데이터를 픽셀 패턴 이미지로 변환하여 3D 모델을 렌더링하는 래스터라이제이션(rasterization) 렌더링 등이 있다.
일 실시예에 따른 3D 렌더링 방법은, 직접 광원들의 시점에서 3D 모델을 렌더링하여 상기 직접 광원들 각각의 시점에서 렌더링된 장면들에 대한 장면 정보를 획득하는 단계; 상기 장면 정보에 기초하여 상기 장면들이 정합된 정합 영상을 생성하는 단계; 및 상기 정합 영상을 이용하여 적어도 하나의 간접 광원을 샘플링하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 3D 렌더링 방법에서, 상기 정합 영상을 생성하는 단계는, 상기 장면들에서 서로 대응되는 영역을 통합하여 상기 정합 영상을 생성할 수 있다.
일 실시예에 따른 3D 렌더링 방법에서, 상기 장면 정보는, 각각의 장면들에 포함된 픽셀들의 인텐시티, 노멀, 컬러, 반사 플럭스, 위치 및 깊이 값 중 적어도 하나에 대한 속성 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 3D 렌더링 방법에서, 상기 정합 영상을 생성하는 단계는, 상기 속성 정보별로 상기 장면들이 정합된 정합 영상들을 생성할 수 있다.
일 실시예에 따른 3D 렌더링 방법에서, 상기 정합 영상을 생성하는 단계는, 제1 속성 정보와 관련된 장면들의 정합 결과에 기초하여 제2 속성 정보와 관련된 정합 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 3D 렌더링 방법에서, 상기 간접 광원을 샘플링하는 단계는, 상기 정합 영상을 복수의 영역들로 분할하는 단계; 및 상기 영역들 중 간접 광원을 샘플링하고자 하는 관심 영역에서 상기 간접 광원을 샘플링하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 3D 렌더링 방법은, 상기 샘플링된 적어도 하나의 간접 광원에 의한 간접 광 효과를 상기 3D 모델에 적용하여 상기 3D 모델을 렌더링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른 3D 렌더링 방법은, 전체 직접 광원들 중 일부 직접 광원들의 시점에서 3D 모델을 렌더링하여 상기 일부 직접 광원들 각각의 시점에서 렌더링된 장면들에 대한 장면 정보를 획득하는 단계; 상기 장면 정보에 기초하여 상기 장면들이 정합된 제1 영상을 생성하는 단계; 및 상기 제1 영상을 이용하여 적어도 하나의 간접 광원을 샘플링하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른 3D 렌더링 방법은, 상기 일부 직접 광원들을 제외한 나머지 직접 광원의 시점에서 상기 3D 모델을 렌더링하여 제2 영상을 생성하는 단계; 및 상기 제2 영상을 이용하여 적어도 하나의 간접 광원을 샘플링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른 3D 렌더링 방법은, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 각각에 기초하여 샘플링된 간접 광원들에 의한 간접 광 효과를 상기 3D 모델에 적용하여 상기 3D 모델을 렌더링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 3D 렌더링 방법은, 3D 모델을 직접 광원들의 시점에서 렌더링한 장면들을 비교하여 상기 장면들이 정합된 정합 영상을 생성할지 여부를 결정하는 단계; 상기 정합 영상을 생성하기로 결정한 경우, 상기 장면들에 대한 장면 정보에 기초하여 상기 장면들이 정합된 정합 영상을 생성하는 단계; 및 상기 정합 영상을 이용하여 적어도 하나의 간접 광원을 샘플링하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 3D 렌더링 장치는, 직접 광원들의 시점에서 3D 모델을 렌더링하는 렌더링부; 및 상기 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들에 대한 장면 정보를 저장하는 장면 정보 저장부를 포함할 수 있고, 상기 렌더링부는, 상기 장면 정보에 기초하여 상기 장면들이 정합된 정합 영상을 생성하고, 상기 정합 영상을 이용하여 적어도 하나의 간접 광원을 샘플링할 수 있다.
다른 실시예에 따른 3D 렌더링 장치는, 전체 직접 광원들 중 일부 직접 광원들의 시점에서 3D 모델을 렌더링하는 렌더링부; 및 상기 일부 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들에 대한 장면 정보를 저장하는 장면 정보 저장부를 포함할 수 있고, 상기 렌더링부는, 상기 장면 정보에 기초하여 상기 장면들이 정합된 제1 영상을 생성하고, 상기 제1 영상을 이용하여 적어도 하나의 간접 광원을 샘플링할 수 있다.
다른 실시예에 따른 3D 렌더링 장치에서, 상기 렌더링부는, 상기 일부 직접 광원들을 제외한 나머지 직접 광원의 시점에서 상기 3D 모델을 렌더링하여 제2 영상을 생성하고, 상기 제2 영상을 이용하여 적어도 하나의 간접 광원을 샘플링할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 3D 렌더링 장치가 3D 모델을 렌더링하는 전체적인 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 3D 렌더링 장치가 간접 광원을 샘플링하고, 간접 광 효과를 처리하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 일 실시예에 따른 직접 광원과 간접 광원 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 3D 렌더링 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 각 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들을 정합하여 정합 영상을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 정합 영상으로부터 간접 광원을 샘플링하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 3D 렌더링 방법의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 3D 렌더링 방법의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 또 다른 실시예에 따른 3D 렌더링 방법의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 아래의 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 실시예의 범위가 본문에 설명된 내용에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타내며, 공지된 기능 및 구조는 생략하도록 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 3D 렌더링 장치가 3D 모델을 렌더링하는 전체적인 과정을 설명하기 위한 도면이다.
3D 렌더링 장치는 3D 모델을 렌더링하고, 렌더링 결과 영상을 출력한다. 3D 렌더링 장치는 3D 모델에 전역 조명(global illumination) 효과를 구현하여 3D 모델을 렌더링할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 직접 광원(direct light source)(또는, primary light source)들뿐만 아니라 간접 광원(indirect light source)들에 의한 조명(illumination) 효과를 3D 모델에 적용하여 디테일한 렌더링 결과 영상을 생성할 수 있다.
직접 광원 및 간접 광원은 컴퓨터 그래픽스에서 3D 모델에 조명 효과를 부여하는 가상의 광원들을 나타낸다. 직접 광원은 3D 모델에 빛을 직접 방사하는 광원이고, 간접 광원은 직접 광원으로부터 방사된 빛이 반사, 회절 또는 굴절된 영역에서 빛을 방사하는 광원이다. 3D 렌더링 장치는 간접 광원들을 3D 모델 상에 적절히 배치하여 보다 실감나는 조명 효과를 구현할 수 있다.
3D 렌더링 장치는 간접 광원들이 배치될 3D 모델 상의 영역 또는 3D 모델에 배치될 간접 광원의 개수를 조절하여 3D 모델의 렌더링 영상에 표현되는 조명 효과를 제어할 수 있다. 3D 모델에 직접 빛을 방사하는 복수의 직접 광원들이 존재하는 환경에서, 3D 렌더링 장치는 직접 광원들에 의해 생성된 간접 광원들을 효율적으로 샘플링(sampling)할 수 있다. 간접 광원을 샘플링하는 과정은 3D 모델의 어느 영역에 얼마나 많은 수의 간접 광원을 배치할 것인지를 결정하는 과정이다.
도 1은 3D 렌더링 장치가 3D 모델을 렌더링할 때, 3D 모델에 전역 조명 효과를 구현하는 과정을 도시하고 있다.
단계(110)에서, 3D 렌더링 장치는 각 직접 광원들의 시점에서 3D 모델을 렌더링할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 각 직접 광원들의 시점에서 3D 모델을 렌더링하여 각 직접 광원들의 시점에서의 렌더링 정보를 획득할 수 있다.
단계(120)에서, 3D 모델에 적용할 간접 광원을 샘플링할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 단계(110)에서 획득한 정보에 기초하여 각 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면(scene)들을 정합하여 정합 영상(matched image)을 생성하고, 정합 영상을 이용하여 간접 광원을 샘플링할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 여러 가능한 샘플링 방법을 이용하여 정합 영상으로부터 간접 광원을 샘플링할 수 있다.
단계(130)에서, 3D 렌더링 장치는, 선택적으로, 디퍼드 렌더링(deferred rendering)을 위해 카메라 시점에서 3D 모델을 렌더링할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 카메라 시점에서 3D 모델을 렌더링하여 직접광 효과 처리 및 간접광 효과 처리를 위한 카메라 시점에서의 렌더링 정보를 획득할 수 있다. 카메라 시점에서의 렌더링 정보는, 예를 들어, 3D 모델의 깊이(depth), 노멀(normal) 또는 컬러(color) 등의 정보를 포함할 수 있다.
단계(140)에서, 3D 렌더링 장치는 3D 모델에 직접 광원 및 간접 광원에 의한 조명 효과를 적용하여 3D 모델을 렌더링할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 단계(110)에서 획득한 각 직접 광원들의 시점에서의 렌더링 정보 및 단계(130)에서 획득한 카메라 시점에서의 렌더링 정보를 이용하여 3D 모델을 렌더링할 수 있다.
3D 모델을 렌더링할 때, 단계(150)에서, 3D 렌더링 장치는 직접 광원들에 의한 직접 광 효과를 처리하여 3D 모델에 직접 광 효과를 적용할 수 있다. 단계(160)에서, 3D 렌더링 장치는 간접 광원의 샘플링 과정을 통해 샘플링된 간접 광원들에 의한 간접 광 효과를 처리하여 3D 모델에 간접 광 효과를 적용할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 직접 광 효과와 간접 광 효과를 3D 모델에 적용하여 전역 조명 효과를 구현할 수 있다.
예를 들어, 3D 렌더링 장치는 직접 광 쉐이딩(shading) 처리된 결과와 간접 광 쉐이딩 처리된 결과를 통합하여 3D 모델에 전역 조명 효과를 구현할 수 있다. 직접 광 쉐이딩은 직접 광원으로부터 방사된 빛의 거리와 각도에 따라 3D 오브젝트 표면의 조도를 변화시키는 기법이고, 간접 광 쉐이딩은 3D 모델의 렌더링 과정에서 간접 광원으로부터 방사된 빛의 거리와 각도에 따라 3D 모델에 포함된 3D 오브젝트 표면의 조도를 변화시키는 기법이다.
단계(170)에서, 3D 렌더링 장치는 3D 모델이 렌더링된 렌더링 결과 영상에 영상 후처리를 선택적으로 수행할 수 있다. 예를 들어, 3D 렌더링 장치는 렌더링 결과 영상에 안티 앨리어싱(anti-aliasing) 및 렌즈 섬광 효과(lens glare effect) 등의 다양한 영상 후처리를 적용할 수 있다.
3D 렌더링 장치는 PC(Personal Computer), 스마트폰, 또는 태블릿 PC 등에 내장되어 3D 모델을 렌더링할 수 있다. 3D 렌더링 장치는, 예를 들어, 게임, 영화, 사용자 인터페이스, 가상 현실(virtual reality), 및 증강 현실(augmented reality) 등에서 3D 모델을 렌더링하고, 렌더링 결과 영상을 출력할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 3D 렌더링 장치가 간접 광원을 샘플링하고, 간접 광 효과를 처리하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
단계(210)에서, 3D 렌더링 장치는 복수의 직접 광원들이 존재하는 환경에서, 각 직접 광원들의 시점에서 3D 모델을 렌더링할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 각 직접 광원들의 시점에서 3D 모델을 렌더링하여 각 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들에 대한 장면 정보를 저장할 수 있다. 장면 정보는 메모리 또는 버퍼(buffer) 등에 저장될 수 있다.
각 직접 광원들의 시점에서 각 속성별로 3D 모델이 렌더링될 수 있다. 3D 렌더링 장치는, 예를 들어, 각 직접 광원들의 시점에서 인텐시티, 노멀 및 깊이 값 등의 속성별로 3D 모델을 렌더링하고, 각 속성별로 렌더링된 장면들에 대한 장면 정보를 저장할 수 있다.
단계(220)에서, 3D 렌더링 장치는 다시점 매칭(multi-view matching)을 수행하여 각 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 복수의 장면들이 정합된 정합 영상을 생성할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 하나의 정합 영상 또는 복수의 정합 영상들을 생성할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 각 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들에 대한 장면 정보로부터 동일한 영역에 대한 정보를 찾아내고, 동일한 영역에 대한 정보를 통합하여 정합 영상을 생성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 3D 렌더링 장치는 복수의 직접 광원들 중에서 기준이 되는 기준 직접 광원을 결정하고, 기준 직접 광원을 제외한 나머지 직접 광원들의 시점에서의 렌더링 결과를 기준 직접 광원의 시점에 따라 변환할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 직접 광원 시점 렌더링에 이용되는 카메라의 카메라 파라미터 정보를 이용하여 나머지 직접 광원들의 시점에서의 렌더링 결과를 기준 직접 광원의 시점으로 용이하게 변환할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 기준 직접 광원의 시점에서의 렌더링 결과와 나머지 직접 광원들에 대한 변환된 렌더링 결과를 통합하여 정합 영상을 생성할 수 있다.
단계(230)에서, 3D 렌더링 장치는 정합 영상으로부터 간접 광원들을 샘플링할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 관련 기술 분야에서 이용되는 다양한 샘플링 방법을 통해 정합 영상에서 간접 광원들을 샘플링할 수 있다. 예를 들어, 3D 렌더링 장치는 중요도 샘플링(importance sampling) 기법 등을 통해 정합 영상으로부터 간접 광원들을 샘플링할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 정합 영상에 나타난 인텐시티, 컬러 또는 플럭스(flux) 등의 속성에 기초하여 정합 영상의 각 영역에서 간접 광원이 샘플링될 확률을 결정할 수 있고, 결정된 확률에 따라 정합 영상에서 간접 광원들을 샘플링할 수 있다.
전역 조명 효과를 적용하려는 3D 모델에 복수 개의 직접 광원들이 존재하는 경우, 3D 렌더링 장치는 각 직접 광원들의 시점에 따라 간접 광원을 여러 번 샘플링할 필요 없이, 정합 영상에 기초하여 한 번의 간접 광원의 샘플링 과정을 수행하여 렌더링의 처리 속도를 개선시킬 수 있다. 또한, 정합 영상을 생성하는 정합 과정을 통해 각 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들 간의 중복성이 제거되어 동일 영역에서 간접 광원이 중복적으로 샘플링되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 하나의 속성에 대해 직접 광원들이 서로 다른 특성을 가질 때, 정합 영상에서 간접 광원들이 샘플링되는 과정을 통해 직접 광원들의 이질적인 특성이 통합 처리되기 때문에 렌더링 결과 영상의 화질이 개선될 수 있다.
단계(240)에서, 3D 렌더링 장치는 정합 영상으로부터 샘플링된 간접 광원들에 의한 간접 광 효과를 처리할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 샘플링된 간접 광원들을 이용하여 간접 광 쉐이딩 효과를 계산하고, 계산된 간접 광 쉐이딩 효과를 3D 모델에 적용할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 정합 영상에서 샘플링된 간접 광원들의 위치에 대응되는 3D 모델 상의 위치에 간접 광원들을 배치하고, 간접 광원들에 의한 간접 광 효과를 3D 모델에 적용하여 3D 모델을 렌더링할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 일 실시예에 따른 직접 광원과 간접 광원 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a를 참조하면, 3D 모델을 구성하는 3D 오브젝트들(320, 330)과 직접 광원(310)이 도시되어 있다. 여기서는, 설명의 편의를 위해 하나의 직접 광원(310)만을 도시하였지만, 3D 모델은 복수의 직접 광원들을 가질 수 있다. 3D 모델에 포함된 직접 광원(310)은 3D 오브젝트(320) 빛을 직접 방사하는 광원이다. 직접 광원(310)과 3D 오브젝트(320) 간의 위치 관계에 의해 3D 모델이 렌더링되는 가상 공간에서 일차적으로 밝은 영역과 어두운 영역이 결정될 수 있다. 직접 광원(310)으로부터 방사된 빛은 3D 오브젝트(320)에 의해 반사, 굴절 또는 회절될 수 있다. 직접 광원(310)으로부터 출력된 빛(340)은, 예를 들어 3D 오브젝트(320)에 반사된 후, 다른 3D 오브젝트(330)에 다시 반사될 수 있다. 여기서, 다른 3D 오브젝트(330)는 3D 오브젝트(320)의 주변 영역을 둘러싸고 있는 벽면이라고 가정한다. 3D 모델은 카메라(315)의 시점에서 렌더링되고, 렌더링 결과 영상이 사용자에게 제공될 수 있다.
3D 렌더링 장치는 직접 광원(310)으로부터 출력된 빛에 의한 직접 광 효과뿐만 아니라 간접 광원으로부터 출력된 빛에 의한 간접 광 효과를 3D 모델에 적용하여 3D 모델을 렌더링할 수 있다. 간접 광원은 직접 광원으로부터 방사된 빛이 반사, 회절 또는 굴절된 영역에서 빛을 방사하는 광원이다. 도 3b를 참조하면, 직접 광원(310)으로부터 출력된 빛(340)이 3D 오브젝트(320)에 반사된 영역에 위치한 간접 광원(355) 및 빛(340)이 다른 3D 오브젝트(330)에 반사된 영역들에 위치한 간접 광원들(350, 360)이 도시되어 있다. 3D 오브젝트들(320, 330)을 포함하는 3D 모델이 렌더링되는 과정에서, 직접 광원(310)뿐만 아니라 간접 광원들(350, 355, 360)에 의한 조명 효과가 3D 모델에 적용되어 렌더링될 수 있다.
간접 광원들(350, 355, 360)은 직접 광원(310)뿐만 아니라 각 간접 광원들(350, 355, 360)이 위치하는 3D 모델 영역의 특성에 영향을 받는다. 각 간접 광원들(350, 355, 360)이 위치한 3D 모델 표면의 컬러에 따라 간접 광원들(350, 355, 360)은 서로 다른 컬러의 빛을 방사할 수 있다. 예를 들어, 간접 광원(355)이 위치한 3D 오브젝트(330) 표면의 컬러가 적색이면, 간접 광원(355)은 적색의 빛을 주위로 방사할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 3D 렌더링 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
3D 렌더링 장치(400)는 3D 모델을 렌더링하여 렌더링 결과 영상을 출력한다. 3D 모델에 복수 개의 직접 광원들이 존재하는 환경에서, 3D 렌더링 장치(400)는 각 직접 광원들에 관련된 간접 광원들을 샘플링하고, 3D 모델에 샘플링된 간접 광원들을 배치하여 간접 광원에 의한 간접 광 효과를 3D 모델에 적용할 수 있다. 도 4를 참조하면, 3D 렌더링 장치(400)는 렌더링부(410) 및 장면 정보 저장부(420)를 포함한다.
렌더링부(410)는 3D 모델을 렌더링한다. 렌더링부(410)는 간접광 효과를 위한 간접 광원들을 샘플링하고, 직접 광원들에 의한 직접 광 효과 및 간접 광원들에 의한 간접 광 효과를 3D 모델에 적용하여 3D 모델을 렌더링할 수 있다.
렌더링부(410)는 각 직접 광원들의 시점에서 3D 모델을 렌더링하여 각 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들에 대한 장면 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 장면 정보는 각각의 장면들에 포함된 픽셀들의 인텐시티, 노멀, 컬러, 반사 플럭스, 위치 및 깊이 값 등에 대한 속성 정보를 포함할 수 있다. 렌더링부(410)는 각 직접 광원들의 시점에서 3D 모델을 속성별로 순차적으로 렌더링하거나, 또는 MRT(Multi Render Target) 기능을 이용하여 속성별 3D 모델 렌더링을 한 번의 렌더링 과정을 통해 수행할 수 있다. 장면 정보 저장부(420)는 각 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들에 대한 장면 정보를 저장할 수 있고, 저장된 장면 정보는 정합 영상을 생성하거나 또는 3D 모델을 렌더링하는데 이용될 수 있다.
렌더링부(410)는 장면 정보에 기초하여 각 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들이 정합된 정합 영상을 생성할 수 있다. 렌더링부(410)는 장면들에서 서로 중복되거나 또는 서로 대응되는 영역을 통합하여 정합 영상을 생성할 수 있다. 렌더링부(410)는 장면 정보로부터 동일한 영역에 대한 정보를 찾아내고, 동일한 영역에 대한 정보를 통합하여 정합 영상을 생성할 수 있다.
렌더링부(410)는, 예를 들어, 복수의 직접 광원들 중에서 어느 하나의 기준 직접 광원을 결정하고, 기준 직접 광원을 제외한 나머지 직접 광원들의 시점에서의 렌더링 결과를 기준 직접 광원의 시점에 따라 변환할 수 있다. 렌더링부(410)는 기준 직접 광원의 시점에서의 렌더링 결과와 나머지 직접 광원들에 대한 변환된 렌더링 결과를 통합하여 정합 영상을 생성할 수 있다.
렌더링부(410)는 3D 모델에 관한 정보 및 카메라 파라미터 정보를 이용하여 정합 영상을 용이하게 생성할 수 있다. 예를 들어, 렌더링부(410)는 직접 광원 시점 렌더링에 이용되는 카메라 파라미터 정보를 이용하여 나머지 직접 광원들의 시점에서의 렌더링 결과를 기준 직접 광원의 시점에 따라 변환하고, 각 직접 광원들에 대한 렌더링 결과를 통합하여 정합 영상을 생성할 수 있다. 카메라 파라미터 정보로서 카메라의 내부 파라미터들(intrinsic parameters) 또는 외부 파라미터들(extrinsic parameters)에 관한 정보가 이용될 수 있다. 예를 들어, 카메라의 내부 파라미터들은 초첨 거리(focal length) 및 주점(principal point) 등에 관한 정보를 포함할 수 있고, 외부 파라미터들은 카메라의 3D 세계 좌표(world coordinates) 및 카메라가 향하는 방향(heading direction) 등에 관한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 렌더링부(410)는 속성 정보별로 정합 영상들을 생성할 수 있다. 렌더링부(410)는 어느 하나의 속성 정보와 관련된 장면들의 정합 결과에 기초하여 다른 속성 정보와 관련된 정합 영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 렌더링부(410)는 인텐시티 속성과 관한 정합 영상을 생성한 후에, 인텐시티 속성과 관한 장면들의 정합 결과를 깊이 값 속성에 관한 장면들의 정합 과정에 적용하여 깊이 값 속성에 관한 정합 영상을 생성할 수 있다.
각 직접 광원들의 시점에서 3D 모델이 렌더링될 때, 동일한 3D 모델 좌표 및 동일한 직접 광원과 관련하여 동시에 속성 정보들이 생성되기 때문에, 어느 하나의 속성에 관한 장면들의 정합 과정이 완료되면 해당 정합 결과를 다른 속성에 관한 장면들의 정합 과정에서 이용될 수 있다. 따라서, 간접 광원의 샘플링 및 간접 광 효과 처리에 이용하려는 속성 정보별로 정합 영상이 필요하지만, 장면들의 정합 과정은 속성 정보의 개수만큼 수행될 필요는 없고 한 번만 수행되면 충분하다. 저장 공간과 같은 자원의 효율성을 증가시키기 위해, 속성 정보별로 정합 영상들이 생성된 이후에 장면 정보 저장부(420)에 저장된 장면 정보는 제거될 수 있다.
렌더링부(410)는 정합 영상을 이용하여 하나 이상의 간접 광원을 샘플링할 수 있다. 렌더링부(410)는 중요도 샘플링 기법 등과 같은 관련 기술 분야에서 이용되는 다양한 샘플링 기법을 통해 정합 영상에서 간접 광원들을 샘플링할 수 있다. 예를 들어, 렌더링부(410)는 정합 영상에 나타난 인텐시티, 컬러 또는 플럭스 등의 특징에 기초하여 정합 영상의 각 영역에서 간접 광원이 샘플링될 확률을 결정할 수 있고, 결정된 확률에 따라 정합 영상에서 간접 광원들을 샘플링할 수 있다. 렌더링부(410)는 간접 광원의 샘플링 과정을 통해 3D 모델 상의 어느 영역에 간접 광원을 배치하여 간접 광 효과를 적용할 것인지를 결정할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 렌더링부(410)는 정합 영상을 복수의 영역들로 분할하고, 분할된 영역들 중 간접 광원을 샘플링하고자 하는 관심 영역에서만 간접 광원을 선택적으로 샘플링할 수 있다. 관심 영역은 사용자의 선택에 의해 결정되거나, 또는 정합 영상 내 밝기 분포, 또는 3D 오브젝트의 움직임 등에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 정합 영상에 포함된 복수의 영역들 중 영역의 평균 밝기가 미리 설정된 값보다 큰 영역 또는 움직이는 3D 오브젝트가 존재하는 영역이 관심 영역으로 결정될 수 있다. 렌더링부(410)는 관심 영역마다 개별적으로 중요도 맵을 생성하고, 생성된 중요도 맵을 이용하여 관심 영역에서 중요도 샘플링을 수행할 수 있다. 렌더링부(410)는 복수의 관심 영역들에 대한 중요도 맵을 병렬적으로 생성할 수 있다. 렌더링부(410)는 관심 영역별로 샘플링될 간접 광원의 개수를 미리 결정하고, 결정된 개수만큼 관심 영역에서 간접 광원을 샘플링할 수 있다. 렌더링부(410)는 정합 영상의 밝기 분포, 컬러 분포, 및 플럭스 분포 중 하나 이상에 기초하여 관심 영역에서 샘플링될 간접 광원의 개수를 결정할 수 있다.
하나의 속성에 대해 직접 광원들이 서로 다른 특성을 가지더라도, 정합 영상에서 간접 광원들이 샘플링되는 과정에서 자연스럽게 통합 처리될 수 있다. 예를 들어, 제1 직접 광원 및 제2 직접 광원이 3D 모델 상의 공통 영역을 비추고 있고, 제1 직접 광원과 제2 직접 광원이 서로 다른 컬러를 가진다면, 해당 공통 영역에서 샘플링된 간접 광원은 제1 직접 광원 및 제2 직접 광원의 컬러가 블렌딩된 특성을 가질 수 있다. 서로 다른 특성의 직접 광원들에 의한 간접 광원들이 3D 모델 상의 공통 영역에 배치되는 경우, 해당 직접 광원들의 속성이 통합되어 간접 광원이 샘플링되기 때문에 렌더링 결과 영상의 화질이 개선될 수 있다.
렌더링부(410)는 간접 광원의 샘플링 과정을 통해 결정된 3D 모델 상의 영역에 간접 광원에 의한 간접 광 효과를 적용할 수 있다. 렌더링부(410)는 다양한 속성 정보별로 생성된 정합 영상들로부터 간접 광 효과를 계산하는데 필요한 정보를 추출하고, 추출된 정보를 이용하여 간접 광원이 배치된 영역에서의 간접 광 효과를 계산할 수 있다. 렌더링부(410)는 간접 광원에 의한 간접 광 효과를 3D 모델에 적용하여 3D 모델을 렌더링할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 렌더링부(410)는 3D 모델에 포함된 전체 직접 광원들 중 일부 직접 광원들에 대해서만 다시점 매칭을 적용할 수 있다. 예를 들어, 더 많은 간접 광원들을 샘플링하거나 또는 특정 직접 광원에 대해서는 독립된 간접 광원의 샘플링 과정이 필요할 경우, 렌더링부(410)는 일부 직접 광원들에 대해서만 다시점 매칭을 적용할 수 있다. 렌더링부(410)는 각 일부 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들을 정합하여 하나의 정합 영상을 생성하고, 정합 영상으로부터 간접 광원들을 샘플링할 수 있다. 렌더링부(410)는 각 일부 직접 광원들의 시점에서 3D 모델을 렌더링하고, 장면 정보 저장부(420)는 각 일부 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들에 대한 장면 정보를 저장할 수 있다. 렌더링부(410)는 장면 정보에 기초하여 각 일부 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들이 정합된 제1 영상을 생성하고, 제1 영상으로부터 간접 광원들을 샘플링할 수 있다. 렌더링부(410)는 일부 직접 광원들을 제외한 나머지 직접 광원에 대해서는 나머지 직접 광원의 시점에서 3D 모델을 렌더링하여 제2 영상을 생성하고, 제2 영상으로부터 간접 광원들을 샘플링할 수 있다. 나머지 직접 광원이 복수 개인 경우, 렌더링부(410)는 각각의 나머지 직접 광원들의 시점에서 3D 모델을 렌더링하여 복수의 제2 영상들을 생성하고, 각각의 제2 영상들로부터 간접 광원들을 샘플링할 수 있다. 렌더링부(410)는 간접 광원의 샘플링 결과들을 통합하여 3D 모델 상에 간접 광원들을 배치할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 렌더링부(410)는 각 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들을 비교하고, 비교 결과에 기초하여 해당 장면들이 정합된 정합 영상을 생성할지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 렌더링부(410)는 장면들에서 서로 중복 또는 대응되는 영역의 크기 또는 비율이 미리 설정된 조건을 만족시키는 경우에 정합 영상을 생성하는 것으로 결정하고, 그 외의 경우에는 정합 영상을 생성하지 않는 것으로 결정할 수 있다. 정합 영상을 생성하기로 결정한 경우, 렌더링부(410)는 장면들에 대한 장면 정보에 기초하여 정합 영상을 생성할 수 있다. 렌더링부(410)는 정합 영상으로부터 간접 광원을 샘플링하고, 샘플링 결과에 기초하여 3D 모델에 간접 광 효과를 적용할 수 있다. 반대로, 정합 영상을 생성하지 않기로 결정한 경우, 렌더링부(410)는 각 직접 광원들의 시점에서 3D 모델을 렌더링하여 복수의 영상들을 생성하고, 생성된 각 영상들에서 간접 광원을 독립적으로 샘플링할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 각 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들을 정합하여 정합 영상을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5에는 3개의 직접 광원들의 서로 다른 시점에서 3D 모델을 렌더링한 장면들(510, 520, 530)이 도시되어 있다. 장면들(510, 520, 530)은 3D 모델에 관한 어느 하나의 속성에 관하여 렌더링된 장면들일 수 있다. 예를 들어, 장면들(510, 520, 530)은 인텐시티, 깊이 값, 위치, 노멀, 반사 플럭스 또는 컬러 등의 속성에 관하여 3D 모델이 렌더링된 장면들일 수 있다.
3D 렌더링 장치는 각 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들(510, 520, 530)을 정합하여 하나의 정합 영상(540)을 생성할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 장면들(510, 520, 530)에서 서로 대응 또는 중복되는 영역을 통합하여 정합 영상(540)을 생성할 수 있다. 3D 렌더링 장치는, 예를 들어, 3개의 직접 광원들 중 장면(520)과 관련된 직접 광원을 기준 직접 광원으로 결정할 수 있고, 기준 직접 광원의 시점에 기초하여 나머지 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들(510, 530)을 변환할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 장면들(510, 530)의 변환 결과와 기준 직접 광원의 시점에서 렌더링된 장면(520)를 통합하여 정합 영상(540)을 생성할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 정합 영상으로부터 간접 광원을 샘플링하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
3D 렌더링 장치는 정합 영상(540)에서 간접 광 효과를 제공하는 간접 광원(610)을 샘플링하고, 샘플링 결과에 기초하여 3D 모델 상에서 간접 광원이 배치될 영역을 결정할 수 있다. 예를 들어, 3D 렌더링 장치는 중요도 샘플링 기법을 통해 정합 영상(540)으로부터 간접 광원(610)들을 샘플링할 수 있다. 정합 영상에 나타난 인텐시티, 컬러, 또는 플럭스 등의 특징에 기초하여 간접 광원이 샘플링될 확률이 결정될 수 있고, 결정된 확률 정보는 중요도 맵으로 표현될 수 있다. 3D 렌더링 장치는 중요도 맵에 포함된 확률 정보에 기초하여 정합 영상(540)에서 간접 광원(610)들을 샘플링할 수 있다.
3D 렌더링 장치는 정합 영상(540)의 인텐시티 분포, BRDF(Bidirectional Reflectance Distribution Function), 및 BSSRDF(Bidirectional Surface Scattering Reflectance Distribution Function) 등에 기초하여 간접 광원(610)들을 샘플링할 수 있다. 예를 들어, 3D 렌더링 장치는 정합 영상(540)에 포함된 각 픽셀의 밝기(light intensity) 값에 기초하여 간접 광원(610)들이 샘플링될 확률 정보를 결정하고, 결정된 확률 정보에 기초하여 간접 광원이 배치될 영역을 결정할 수 있다. 정합 영상(540)에서 밝은 영역은 어두운 영역보다 간접 광원이 샘플링될 확률이 상대적으로 높게 설정될 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 3D 렌더링 방법의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
단계(710)에서, 3D 렌더링 장치는 각 직접 광원들의 시점에서 3D 모델을 렌더링하여 직접 광원들 각각의 시점에서 렌더링된 장면들에 대한 장면 정보를 획득한다. 예를 들어, 장면 정보는 각각의 장면들에 포함된 픽셀들의 인텐시티, 노멀, 컬러, 반사 플럭스, 위치 및 깊이 값 등에 대한 속성 정보를 포함할 수 있다.
단계(720)에서, 3D 렌더링 장치는 단계(710)에서 획득된 장면 정보에 기초하여 각 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들이 결합된 정합 영상을 생성한다. 3D 렌더링 장치는 관련 기술 분야에서 알려진 다양한 다시점 매칭 방법을 통해 각 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들을 정합하여 하나의 정합 영상을 생성할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 속성 정보별로 정합 영상을 생성할 수 있고, 어느 하나의 속성 정보와 관련된 장면들의 정합 결과에 기초하여 다른 속성 정보와 관련된 정합 영상을 생성할 수 있다.
단계(730)에서, 3D 렌더링 장치는 단계(720)에서 생성된 정합 영상을 이용하여 하나 이상의 간접 광원을 샘플링한다. 예를 들어, 3D 렌더링 장치는 정합 영상에 나타난 인텐시티, 컬러 또는 플럭스 등의 특징에 기초하여 정합 영상의 각 영역에서 간접 광원이 샘플링될 확률을 결정할 수 있고, 결정된 확률에 따라 정합 영상에서 간접 광원들을 샘플링할 수 있다.
단계(740)에서, 3D 렌더링 장치는 3D 모델에 간접 광원에 의한 간접 광 효과를 3D 모델에 적용하여 3D 모델을 렌더링한다. 3D 렌더링 장치는 간접 광원에 의한 간접 광 쉐이딩 및 직접 광원에 의한 직접 광 쉐이딩을 3D 모델에 적용하여 전역 조명 효과를 구현할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 3D 모델을 렌더링하여 렌더링 결과 영상을 출력할 수 있다.
도 8은 다른 실시예에 따른 3D 렌더링 방법의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
단계(810)에서, 3D 렌더링 장치는 전체 직접 광원들 중 일부 직접 광원들의 시점에서 3D 모델을 렌더링하여 일부 직접 광원들 각각의 시점에서 렌더링된 장면들에 대한 장면 정보를 획득한다.
단계(820)에서, 3D 렌더링 장치는 단계(810)에서 획득된 장면 정보에 기초하여 일부 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들이 정합된 제1 영상을 생성한다. 3D 렌더링 장치는 일부 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들에서 서로 대응 또는 중복되는 영역을 통합하여 제1 영상을 생성할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 3D 모델에 관한 정보 및 일부 직접 광원들의 시점에 관한 카메라 파라미터 정보에 기초하여 제1 영상을 생성할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 속성 정보별로 제1 영상을 생성할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 어느 하나의 속성 정보와 관련된 장면들의 정합 결과에 기초하여 다른 속성 정보와 관련된 제1 영상을 생성할 수 있다.
단계(830)에서, 3D 렌더링 장치는 단계(820)에서 생성된 제1 영상을 이용하여 간접 광원들을 샘플링한다. 3D 렌더링 장치는 중요도 샘플링 기법 등 관련 기술 분야에서 이용되는 다양한 샘플링 기법을 통해 제1 영상에서 간접 광원들을 샘플링할 수 있다.
단계(840)에서, 3D 렌더링 장치는 일부 직접 광원들을 제외한 나머지 직접 광원의 시점에서 3D 모델을 렌더링하여 제2 영상을 생성한다. 나머지 직접 광원이 복수 개인 경우, 3D 렌더링 장치는 각각의 나머지 직접 광원들의 시점에서 3D 모델을 렌더링하여 복수의 제2 영상들을 생성할 수 있다.
단계(850)에서, 3D 렌더링 장치는 단계(840)에서 생성한 제2 영상을 이용하여 간접 광원을 샘플링한다. 3D 렌더링 장치는 단계(830)에서와 유사하게, 중요도 샘플링 기법 등을 통해 제2 영상에서 간접 광원들을 샘플링할 수 있다.
단계(860)에서, 3D 렌더링 장치는 3D 모델에 간접 광원에 의한 간접 광 효과를 적용하여 3D 모델을 렌더링한다. 3D 렌더링 장치는 제1 영상에서 샘플링된 간접 광원들과 제2 영상에서 샘플링된 간접 광원들에 기초하여 3D 모델 상에서 간접 광원이 배치될 영역을 결정할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 결정된 3D 모델의 영역에 간접 광원을 배치하고, 간접 광 쉐이딩 처리하여 간접 광 효과를 3D 모델에 적용할 수 있다.
도 9는 또 다른 실시예에 따른 3D 렌더링 방법의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
단계(910)에서, 3D 렌더링 장치는 3D 모델을 각 직접 광원들의 시점에서 렌더링한 장면들을 비교한다. 예를 들어, 3D 렌더링 장치는 각 직접 광원들의 시점에서 렌더링한 장면들을 비교하여 장면들 간에 서로 대응 또는 중복되는 영역이 존재하는지 또는 중복되는 영역의 크기(또는, 비율)가 얼마나 되는지 등을 결정할 수 있다.
단계(920)에서, 3D 렌더링 장치는 단계(910)의 비교 결과에 기초하여, 각 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들을 정합하여 정합 영상을 생성할지 여부를 결정한다. 예를 들어, 3D 렌더링 장치는 장면들 간에 중복되는 영역의 크기 또는 비율이 미리 설정된 조건을 만족시키는 경우에 정합 영상을 생성하는 것으로 결정할 수 있다. 각 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들 간에 중복되는 영역이 적거나 거의 없는 경우, 3D 렌더링 장치는 정합 영상을 생성하지 않는 것으로 결정할 수 있다.
단계(920)에서 정합 영상을 생성하기로 결정한 경우, 단계(930)에서 3D 렌더링 장치는 각 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들에 대한 장면 정보에 기초하여 정합 영상을 생성한다. 3D 렌더링 장치는 장면들에서 서로 대응 또는 중복되는 영역을 통합하여 정합 영상을 생성할 수 있다.
단계(940)에서, 3D 렌더링 장치는 단계(930)에서 생성된 정합 영상을 이용하여 간접 광원을 샘플링한다. 3D 렌더링 장치는 중요도 샘플링 기법 등 관련 기술 분야에서 이용되는 다양한 샘플링 기법을 통해 정합 영상에서 간접 광원들을 샘플링할 수 있다.
단계(920)에서 정합 영상을 생성하지 않기로 결정한 경우, 단계(950)에서 3D 렌더링 장치는 각 직접 광원들의 시점에서 3D 모델을 렌더링하여 생성된 복수의 영상들을 이용하여 간접 광원을 샘플링한다. 3D 렌더링 장치는 각 직접 광원들의 시점에서 3D 모델을 렌더링하여 복수의 영상들을 생성하고, 생성된 각 영상들에서 간접 광원을 독립적으로 샘플링할 수 있다.
단계(960)에서, 3D 렌더링 장치는 단계(940) 또는 단계(950)에서 샘플링된 간접 광원에 의한 간접 광 효과를 3D 모델에 적용하여 3D 모델을 렌더링한다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성속성, 소프트웨어 구성속성, 및/또는 하드웨어 구성속성 및 소프트웨어 구성속성의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성속성은, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 속성(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 속성을 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성속성(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성속성들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성속성 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (28)

  1. 3D 모델을 렌더링하는 3D 렌더링 방법에 있어서,
    직접 광원들의 시점에서 상기 3D 모델을 렌더링하여 상기 직접 광원들 각각의 시점에서 렌더링된 장면들에 대한 장면 정보를 획득하는 단계;
    상기 직접 광원들 중 기준이 되는 기준 직접 광원을 결정하는 단계;
    상기 기준 직접 광원이 아닌 상기 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들을 상기 기준 직접 광원의 시점에 따라 변환하는 단계;
    상기 장면 정보에 기초하여 상기 기준 직접 광원의 시점에서 렌더링된 장면 및 상기 변환된 장면들이 정합된 정합 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 정합 영상을 이용하여 적어도 하나의 간접 광원을 샘플링하는 단계
    를 포함하는 3D 렌더링 방법.
  2. 제1항에 있어서
    상기 정합 영상을 생성하는 단계는,
    상기 기준 직접 광원의 시점에서 렌더링된 장면 및 상기 변환된 장면들에서 서로 대응되는 영역을 통합하여 상기 정합 영상을 생성하는, 3D 렌더링 방법.
  3. 제1항에 있어서
    상기 장면 정보는,
    각각의 장면들에 포함된 픽셀들의 인텐시티(intensity), 노멀(normal), 컬러(color), 반사 플럭스(reflected flux), 위치(position) 및 깊이 값(depth value) 중 적어도 하나에 대한 속성 정보를 포함하는 3D 렌더링 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 정합 영상을 생성하는 단계는,
    상기 속성 정보별로 상기 장면들이 정합된 정합 영상들을 생성하는, 3D 렌더링 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 정합 영상을 생성하는 단계는,
    제1 속성 정보와 관련된 장면들의 정합 결과에 기초하여 제2 속성 정보와 관련된 정합 영상을 생성하는 단계
    를 포함하는 3D 렌더링 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 정합 영상을 생성하는 단계는,
    상기 직접 광원들의 시점에 관한 카메라 파라미터 정보에 기초하여 상기 정합 영상을 생성하는, 3D 렌더링 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 간접 광원을 샘플링하는 단계는,
    상기 정합 영상을 복수의 영역들로 분할하는 단계; 및
    상기 영역들 중 간접 광원을 샘플링하고자 하는 관심 영역에서 상기 간접 광원을 샘플링하는 단계
    를 포함하는 3D 렌더링 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 샘플링된 적어도 하나의 간접 광원에 의한 간접 광 효과를 상기 3D 모델에 적용하여 상기 3D 모델을 렌더링하는 단계
    를 더 포함하는 3D 렌더링 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 직접 광원들은,
    상기 3D 오브젝트에 빛(light)을 직접 방사하고,
    상기 간접 광원들은,
    상기 직접 광원들로부터 방사된 빛이 반사, 회절 또는 굴절된 영역에서 빛을 방사하는, 3D 렌더링 방법.
  10. 3D 모델을 렌더링하는 3D 렌더링 방법에 있어서,
    전체 직접 광원들 중 일부 직접 광원들의 시점에서 상기 3D 모델을 렌더링하여 상기 일부 직접 광원들 각각의 시점에서 렌더링된 장면들에 대한 장면 정보를 획득하는 단계;
    상기 일부 직접 광원들 중 기준이 되는 제1 기준 직접 광원을 결정하는 단계;
    상기 제1 기준 직접 광원이 아닌 상기 일부 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들을 상기 제1 기준 직접 광원의 시점에 따라 변환하는 단계;
    상기 장면 정보에 기초하여 상기 제1 기준 직접 광원의 시점에서 렌더링된 장면 및 상기 변환된 장면들이 정합된 제1 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 제1 영상을 이용하여 적어도 하나의 간접 광원을 샘플링하는 단계
    를 포함하는 3D 렌더링 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 일부 직접 광원들을 제외한 나머지 직접 광원의 시점에서 상기 3D 모델을 렌더링하여 제2 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 제2 영상을 이용하여 적어도 하나의 간접 광원을 샘플링하는 단계
    를 더 포함하는 3D 렌더링 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 각각에 기초하여 샘플링된 간접 광원들에 의한 간접 광 효과를 상기 3D 모델에 적용하여 상기 3D 모델을 렌더링하는 단계
    를 더 포함하는 3D 렌더링 방법.
  13. 제10항에 있어서
    상기 제1 영상을 생성하는 단계는,
    상기 제1 기준 직접 광원의 시점에서 렌더링된 장면 및 상기 변환된 장면들에서 서로 대응되는 영역을 통합하여 상기 제1 영상을 생성하는, 3D 렌더링 방법.
  14. 제10항에 있어서
    상기 장면 정보는,
    각각의 장면들에 포함된 픽셀들의 인텐시티, 노멀, 컬러, 반사 플럭스, 위치 및 깊이 값 중 적어도 하나에 대한 속성 정보를 포함하는 3D 렌더링 방법.
  15. 3D 모델을 렌더링하는 3D 렌더링 방법에 있어서,
    상기 3D 모델을 직접 광원들의 시점에서 렌더링한 장면들을 비교하여 상기 장면들이 정합된 정합 영상을 생성할지 여부를 결정하는 단계;
    상기 정합 영상을 생성하기로 결정한 경우, 상기 장면들에 대한 장면 정보에 기초하여 상기 장면들이 정합된 정합 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 정합 영상을 이용하여 적어도 하나의 간접 광원을 샘플링하는 단계
    를 포함하고,
    상기 정합 영상을 생성하는 단계는,
    상기 직접 광원들 중 기준이 되는 기준 직접 광원을 결정하는 단계;
    상기 기준 직접 광원이 아닌 상기 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들을 상기 기준 직접 광원의 시점에 따라 변환하는 단계; 및
    상기 장면 정보에 기초하여 상기 기준 직접 광원의 시점에서 렌더링된 장면 및 상기 변환된 장면들이 정합된 상기 정합 영상을 생성하는 단계
    를 포함하는,
    3D 렌더링 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 정합 영상을 생성할지 여부를 결정하는 단계는,
    상기 장면들에서 서로 대응되는 영역의 크기 또는 비율이 미리 설정된 조건을 만족시키는 경우, 상기 정합 영상을 생성하기로 결정하는, 3D 렌더링 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 정합 영상을 생성하는 단계는,
    상기 기준 직접 광원의 시점에서 렌더링된 장면 및 상기 변환된 장면들에서 서로 대응되는 영역을 통합하여 상기 정합 영상을 생성하는, 3D 렌더링 방법.
  18. 제15항에 있어서
    상기 장면 정보는,
    각각의 장면들에 포함된 픽셀들의 인텐시티, 노멀, 컬러, 반사 플럭스, 위치 및 깊이 값 중 적어도 하나에 대한 속성 정보를 포함하는 3D 렌더링 방법.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.
  20. 직접 광원들의 시점에서 3D 모델을 렌더링하는 렌더링부; 및
    상기 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들에 대한 장면 정보를 저장하는 장면 정보 저장부를 포함하고,
    상기 렌더링부는,
    상기 직접 광원들 중 기준이 되는 기준 직접 광원을 결정하고, 상기 기준 직접 광원이 아닌 상기 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들을 상기 기준 직접 광원의 시점에 따라 변환하고, 상기 장면 정보에 기초하여 상기 기준 직접 광원의 시점에서 렌더링된 장면 및 상기 변환된 장면들이 정합된 정합 영상을 생성하고, 상기 정합 영상을 이용하여 적어도 하나의 간접 광원을 샘플링하는, 3D 렌더링 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 렌더링부는,
    상기 기준 직접 광원의 시점에서 렌더링된 장면 및 상기 변환된 장면들에서 서로 대응되는 영역을 통합하여 상기 정합 영상을 생성하는, 3D 렌더링 장치.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 장면 정보는,
    각각의 장면들에 포함된 픽셀들의 인텐시티, 노멀, 컬러, 반사 플럭스, 위치 및 깊이 값 중 적어도 하나에 대한 속성 정보를 포함하는, 3D 렌더링 장치.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 렌더링부는,
    상기 장면들을 비교하여 상기 정합 영상을 생성할지 여부를 결정하고, 상기 정합 영상을 생성하기로 결정한 경우에 상기 장면들에 대한 장면 정보에 기초하여 상기 정합 영상을 생성하는, 3D 렌더링 장치.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 렌더링부는,
    상기 직접 광원들의 시점에 관한 카메라 파라미터 정보에 기초하여 상기 정합 영상을 생성하는, 3D 렌더링 장치.
  25. 제20항에 있어서,
    상기 렌더링부는,
    상기 샘플링된 적어도 하나의 간접 광원에 의한 간접 광 효과를 상기 3D 모델에 적용하여 상기 3D 모델을 렌더링하는, 3D 렌더링 장치.
  26. 전체 직접 광원들 중 일부 직접 광원들의 시점에서 3D 모델을 렌더링하는 렌더링부; 및
    상기 일부 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들에 대한 장면 정보를 저장하는 장면 정보 저장부를 포함하고,
    상기 렌더링부는,
    상기 일부 직접 광원들 중 기준이 되는 제1 기준 직접 광원을 결정하고, 상기 제1 기준 직접 광원이 아닌 상기 일부 직접 광원들의 시점에서 렌더링된 장면들을 상기 제1 기준 직접 광원의 시점에 따라 변환하고, 상기 장면 정보에 기초하여 상기 제1 기준 직접 광원의 시점에서 렌더링된 장면 및 상기 변환된 장면들이 정합된 제1 영상을 생성하고, 상기 제1 영상을 이용하여 적어도 하나의 간접 광원을 샘플링하는, 3D 렌더링 장치.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 렌더링부는,
    상기 일부 직접 광원들을 제외한 나머지 직접 광원의 시점에서 상기 3D 모델을 렌더링하여 제2 영상을 생성하고, 상기 제2 영상을 이용하여 적어도 하나의 간접 광원을 샘플링하는, 3D 렌더링 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 렌더링부는,
    상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 각각에 기초하여 샘플링된 간접 광원들에 의한 간접 광 효과를 상기 3D 모델에 적용하여 상기 3D 모델을 렌더링하는, 3D 렌더링 장치.
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