KR102558737B1 - 3d 렌더링 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

3D 장면을 렌더링하는 3D 렌더링 방법 및 3D 렌더링 장치가 개시된다. 일 실시예에 따른 3D 렌더링 장치는 하나 이상의 직접 가상 광원에 의해 쉐이딩된 버텍스들의 컬러 값을 결정하고, 버텍스들의 컬러 값에 기초하여 버텍스들에 의해 형성되는 폴리곤 영역들에서 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 해당 위치에 배치된 간접 가상 광원에 기초하여 3D 장면을 렌더링할 수 있다.

Description

3D 렌더링 방법 및 장치{3D RENDERING METHOD AND 3D RENDERING APPARATUS}
아래의 설명은 3D 컴퓨터 그래픽스 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 광선 추적(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, 하나 이상의 직접 가상 광원에 의해 쉐이딩된 버텍스들의 컬러 값을 결정하는 단계; 상기 버텍스들의 컬러 값에 기초하여 상기 버텍스들에 의해 형성된 폴리곤 영역들에서 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 단계; 및 상기 위치에 배치된 간접 가상 광원에 기초하여 3D 장면을 렌더링하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 3D 렌더링 방법에서, 상기 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 단계는, 각 버텍스들의 컬러 값에 기초하여 각 버텍스들의 밝기 값을 결정하는 단계; 및 상기 버텍스들의 밝기 값에 기초하여 상기 폴리곤 영역들에서 상기 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 3D 렌더링 방법에서, 상기 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 단계는, 가상 카메라 시점에서 보이는 현재 폴리곤 영역의 면적 및 상기 현재 폴리곤 영역을 형성하는 버텍스들의 밝기 값에 기초하여 상기 현재 폴리곤 영역에 배치될 간접 가상 광원의 개수를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 3D 렌더링 방법에서, 상기 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 단계는, 상기 폴리곤 영역들에서 제1 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 단계; 및 상기 제1 간접 가상 광원에 의해 쉐이딩되어 결정된 버텍스들의 컬러 값에 기초하여 상기 폴리곤 영역들에서 제2 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 3D 렌더링 방법에서, 상기 제2 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 단계는, 상기 제1 간접 가상 광원에 의해 쉐이딩되어 결정된 각 버텍스들의 컬러 값에 기초하여 각 버텍스들의 밝기 값을 결정하는 단계; 및 상기 제1 간접 가상 광원에 따른 버텍스들의 밝기 값 및 가상 카메라 시점에서 보이는 폴리곤 영역의 면적에 기초하여 상기 폴리곤 영역들에서 상기 제2 간접 광원이 배치될 위치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 3D 렌더링 장치는, 적어도 하나의 프로세서; 및 상기 프로세서에 의해 실행될 인스트럭션들을 저장하는 적어도 하나의 메모리를 포함하고, 상기 인스트럭션들은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금, 하나 이상의 직접 가상 광원에 의해 쉐이딩된 버텍스들의 컬러 값을 결정하는 동작; 상기 버텍스들의 컬러 값에 기초하여 상기 버텍스들에 의해 형성된 폴리곤 영역들에서 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 동작; 및 상기 위치에 배치된 간접 가상 광원에 기초하여 3D 장면을 렌더링하는 동작을 실행하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따른 3D 렌더링 장치에서, 상기 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 동작은, 각 버텍스들의 컬러 값에 기초하여 각 버텍스들의 밝기 값을 결정하는 동작; 가상 카메라 시점에서 보이는 현재 폴리곤 영역의 면적 및 상기 현재 폴리곤 영역을 형성하는 버텍스들의 밝기 값에 기초하여 상기 현재 폴리곤 영역에 배치될 간접 가상 광원의 개수를 결정하는 동작; 및 상기 현재 폴리곤 영역에서 상기 결정된 개수의 간접 가상 광원이 배치될 위치를 랜덤하게 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 3D 렌더링 장치에서, 상기 간접 가상 광원이 배치될 위치는 동작은, 제1 폴리곤 영역에서 제1 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 동작; 및 상기 제1 간접 가상 광원에 의해 쉐이딩되어 결정된 버텍스들의 컬러 값에 기초하여 제2 폴리곤 영역에서 제2 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 3D 렌더링 방법의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2 및 도 3은 일 실시예에 따른 간접 가상 광원을 샘플링하는 과정을 설명하기 위한 흐름도들이다.
도 4는 일 실시예에 따른 3D 렌더링 방법의 일 구현예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 버텍스 배열에 기초하여 간접 가상 광원을 샘플링하는 일 구현예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 일 실시예에 따른 직접 가상 광원과 간접 가상 광원 간의 관계를 설명하기 위한 도면들이다.
도 7은 일 실시예에 따른 3D 렌더링 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
아래의 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 특허출원의 범위가 본 명세서에 설명된 내용에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 설명한 분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 본 명세서에서 "일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 언급은 그 실시예와 관련하여 설명되는 특정한 특징, 구조 또는 특성이 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미하며, "일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 언급이 모두 동일한 실시예를 지칭하는 것이라고 이해되어서는 안된다.
제1 또는 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 구분하기 위해 사용될 수 있지만, 구성요소들이 제1 또는 제2의 용어에 의해 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 또한, 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서 설명될 실시예들은 3D 장면(scene)을 렌더링(rendering)하여 렌더링 결과 영상을 생성하는데 적용될 수 있다. 3D 장면을 렌더링하는 동작은 가상 광원(virtual light source)으로부터 방사되는 빛(light)에 기초하여 3D 장면에 조명 효과(illumination effect) 및 음영 효과(shading effect) 등의 시각 효과(visual effect)를 적용하는 과정을 포함한다. 조명 효과를 적용하는 것에 의해 3D 장면에 포함된 3D 모델의 컬러가 결정되고, 음영 효과를 적용하는 것에 의해 가려짐에 의한 음영이 결정될 수 있다. 조명 효과는 가상 광원으로부터 방사된 빛의 특성(예, 컬러 및 방향 등) 및 3D 모델의 특성(예, 컬러 및 재질 등)에 기초하고, 음영 효과는 가상 광원과 3D 모델들 간의 배치 관계에 기초한다.
가상 광원의 종류에는 직접 가상 광원(direct light source) 및 간접 가상 광원(indirect light source or virtual point light or VPL)이 있다. 직접 가상 광원은 3D 모델에 빛을 직접 방사하는 광원이고, 간접 가상 광원은 직접 가상 광원 또는 다른 간접 가상 광원으로부터 방사된 빛이 반사, 회절 또는 굴절된 영역에서 빛을 방사하는 가상 광원이다. 간접 가상 광원의 경우, 3D 장면 내에 배치될 간접 가상 광원의 개수와 각 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 샘플링(sampling) 과정이 필요하다. 실시예들에 따르면, 3D 모델을 형성하는 버텍스들(vertices)의 버텍스 정보에 기초하여 간접 가상 광원의 샘플링 과정을 효과적으로 수행할 수 있고, 이를 통해 렌더링 속도가 개선될 수 있다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 3D 렌더링 방법의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 단계(110)에서 3D 렌더링 장치는 하나 이상의 직접 가상 광원에 의해 쉐이딩된 버텍스들의 컬러 값을 결정한다. 3D 렌더링 장치는 각 직접 가상 광원에 대해 쉐이딩(shading)을 수행하여 각 버텍스의 컬러 값을 결정한다. 3D 렌더링 장치는 3D 모델을 형성하는 버텍스들의 버텍스 정보 및 직접 가상 광원의 속성(attribute) 정보에 기초하여 각 버텍스들의 컬러 값을 결정할 수 있다. 버텍스 정보는 예를 들어, 버텍스의 위치, 컬러, 노멀(normal) 및 텍스쳐(texture) 좌표 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 직접 가상 광원의 속성 정보는 직접 가상 광원의 위치, 컬러 및 방향 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 3D 렌더링 장치는 버텍스들의 컬러 값을 결정하기 위해 버텍스들의 버텍스 정보를 배열로 정의한 버텍스 배열(vertex array)을 이용할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 버텍스 배열로부터 각 버텍스의 버텍스 정보를 순차적으로 추출하고, 추출된 버텍스 정보에 기초하여 각 버텍스의 컬러 값을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 3D 렌더링 장치는 다음의 수학식 1과 같이 직접 가상 광원의 위치, 컬러, 버텍스들의 위치, 컬러, 노멀에 기초하여 각 버텍스의 컬러 값을 결정할 수 있다.
여기서, Posl는 직접 가상 광원의 위치이고, Posv는 버텍스의 위치이다. Norv는 버텍스의 노멀을 나타내고, Coll 및 Colv는 각각 직접 가상 광원의 컬러 및 버텍스의 컬러를 나타낸다. Vc는 직접 가상 광원에 의해 쉐이딩되어 결정된 버텍스의 컬러 값을 나타낸다. (Posl - Posv)과 Norv 간의 연산은 벡터의 내적 연산(dot product)이다.
3D 렌더링 장치는 수학식 1에 기초하여 각 직접 가상 광원에 의해 쉐이딩된 버텍스들의 컬러 값을 결정하고, 각 직접 가상 광원들에 대해 결정된 컬러 값들을 가산(summation)하여 버텍스들의 최종 컬러 값을 결정할 수 있다.
단계(120)에서, 3D 렌더링 장치는 버텍스들의 컬러 값(직접 가상 광원이 복수 개인 경우, 각 직접 가상 광원들에 대해 결정된 컬러 값들을 가산한 최종 컬러 값)에 기초하여 버텍스들에 의해 형성된 폴리곤(polygon) 영역들에서 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 샘플링 과정을 수행한다. 여기서, 폴리곤은 3D 모델을 구성하는 다각형(예를 들어, 삼각형 또는 사각형 등)으로, 복수의 버텍스들에 의해 형성된다. 3D 렌더링 장치는 버텍스의 컬러 값에 기초하여 버텍스의 밝기 값을 결정하고, 폴리곤 영역을 형성하는 버텍스들의 밝기 값 및 가상 카메라의 시점에서 보이는 폴리곤 영역의 면적에 기초하여 폴리곤 영역에 배치될 간접 가상 광원의 개수를 결정할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 각 폴리곤 영역에서 각 폴리곤 영역마다 결정된 개수의 간접 가상 광원을 샘플링할 수 있다. 3D 렌더링 장치가 간접 가상 광원을 샘플링하는 과정에 대해서는 도 2를 참조하여 아래에서 상세히 설명한다.
이와 같이, 일 실시예에 따르면, 간접 가상 광원을 샘플링하기 위해 각 직접 가상 광원의 시점에서 3D 모델을 렌더링을 수행하는 과정 및 3D 모델을 스크린 공간에 투영하여 생성된 영상으로부터 간접 가상 광원을 샘플링하는 과정을 수행할 필요 없이, 버텍스 정보 및 직접 가상 광원의 속성 정보에 기초하여 간접 가상 광원을 샘플링할 수 있어 연산량이 감소되고 렌더링 속도가 개선될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 3D 렌더링 장치는 폴리곤 영역에서 일차적으로 결정된 간접 가상 광원들 중에서 일부 간접 가상 광원들만 배치하는 것으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 3D 렌더링 장치는 가상 카메라의 위치, 시점 방향에 기초하여 3D 장면의 영역 중 스크린에서 거리가 가까운 영역에는 간접 가상 광원이 많이 배치되는 것으로 결정하고, 스크린에서 거리가 먼 영역에는 간접 가상 광원이 상대적으로 적게 배치되는 것으로 결정할 수 있다. 이를 통해, 렌더링 과정에서 처리해야 할 간접 가상 광원의 개수가 감소되어 렌더링 속도가 개선될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 직접 가상 광원에 의한 제1 간접 가상 광원의 샘플링 과정이 수행된 이후에, 제1 간접 가상 광원에 의한 제2 간접 가상 광원의 샘플링 과정이 수행될 수 있다. 제2 간접 가상 광원은 제1 간접 가상 광원으로부터 방사된 빛이 반사, 굴절 또는 회절된 영역에서 빛을 방사하는 가상 광원이다. 제1 간접 가상 광원은 1차 바운스(bounce)에 대응하며, 제2 간접 가상 광원은 2차 바운스에 대응한다. 3D 렌더링 장치는 미리 정해진 차수의 바운스까지 간접 가상 광원을 샘플링할 수 있다. 3D 렌더링 장치가 멀티 바운스의 간접 가상 광원을 샘플링하는 과정에 대해서는 도 3을 참조하여 아래에서 상세히 설명한다.
단계(130)에서, 3D 렌더링 장치는 단계(120)에서 결정된 위치에 배치된 간접 가상 광원에 기초하여 3D 장면을 렌더링할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 직접 가상 광원에 의한 시각 효과 및 간접 가상 광원에 의한 시각 효과를 3D 장면에 적용하여 현실감이 있는 렌더링 결과 영상을 생성할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 간접 가상 광원을 샘플링하는 동작을 보다 자세히 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 단계(210)에서 3D 렌더링 장치는 각 버텍스들의 밝기 값을 결정한다. 일 실시예에 따르면, 3D 렌더링 장치는 각 버텍스의 R(Red), G(Green), B(Blue)의 컬러 값을 평균하거나 또는 가중치가 적용된 R, G, B의 컬러 값을 합하는 것에 의해 각 버텍스의 밝기 값을 결정할 수 있다.
단계(220)에서, 3D 렌더링 장치는 카메라 시점에서 보이는 현재 폴리곤 영역의 면적 및 현재 폴리곤 영역을 형성하는 버텍스들의 밝기 값에 기초하여 현재 폴리곤 영역에 배치될 간접 가상 광원의 개수를 결정한다. 일 실시예에 따르면, 3D 렌더링 장치는 카메라 시점에서 보이는 현재 폴리곤 영역의 면적이 넓을수록, 그리고 현재 폴리곤 영역을 형성하는 버텍스들의 밝기 값이 클수록 현재 폴리곤 영역에 보다 많은 간접 가상 광원을 배치하는 것으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 3D 렌더링 장치는 현재 폴리곤 영역을 형성하는 버텍스들의 밝기 값을 평균하여 현재 폴리곤 영역에 대한 평균 밝기 값을 결정하고, 평균 밝기 값과 카메라 시점에서 보이는 현재 폴리곤 영역의 면적에 비례하도록 가중치를 설정할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 가중치가 클수록 현재 폴리곤 영역에 보다 많은 수의 간접 가상 광원을 배치하는 것으로 결정할 수 있다.
단계(230)에서, 3D 렌더링 장치는 현재 폴리곤 영역에서 단계(220)에서 결정된 개수의 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정한다. 일 실시예에 따르면, 3D 렌더링 장치는 현재 폴리곤 영역에서 간접 가상 광원이 배치될 위치를 랜덤(random)하게 결정할 수 있다. 이에 따라, 현재 폴리곤 영역 내 임의의 위치에 간접 가상 광원이 배치될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 3D 렌더링 장치는 현재 폴리곤 영역을 형성하는 각 버텍스들의 밝기 값에 기초하여 현재 폴리곤 영역 내 각 위치들에서 간접 가상 광원이 샘플링될 확률 값을 결정하고, 결정된 확률 값에 따라 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 현재 폴리곤 영역 내에서 밝기 값이 큰 버텍스에 인접한 영역은 간접 가상 광원이 배치될 확률이 높고, 밝기 값이 낮은 버텍스에 인접한 영역은 간접 가상 광원이 배치될 확률이 낮을 수 있다.
3D 렌더링 장치는 3D 모델의 다른 폴리곤 영역들에 대해서도 단계(220) 및 단계(230)을 수행하여 전체 폴리곤 영역들에서 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 3D 렌더링 장치는 단계(210) 내지 단계(230)에 따라 폴리곤 영역들에서 후보 간접 가상 광원들이 배치될 위치를 결정하고, 가상 카메라의 위치에 기초하여 후보 간접 가상 광원들 중에서 쉐이딩이 수행될 간접 가상 광원을 선택할 수 있다. 선택되지 않은 후보 간접 가상 광원에 대한 쉐이딩은 수행되지 않는다.
3D 렌더링 장치는 쉐이딩이 수행될 간접 가상 광원을 결정하기 위해 후보 간접 가상 광원들에 대한 계층적 구조를 이용할 수 있다. 후보 간접 가상 광원들에 대한 계층적 구조는 샘플링 레벨에 따라 쉐이딩이 수행될 후보 간접 가상 광원들을 정의한다. 일 실시예에 따르면, 3D 모델의 버텍스들에 대한 계층적 구조에 기초하여 후보 간접 가상 광원들에 대한 계층적 구조가 생성될 수 있다. 버텍스들에 대한 계층적 구조는 버텍스들 간의 거리, 버텍스의 위치에 기초하여 정의된 각 버텍스 그룹에서 버텍스 그룹에 포함된 버텍스들의 상하 관계를 정의한다. 각 후보 간접 가상 광원마다 해당 후보 간접 가상 광원에 속하는 버텍스가 결정되어 있고, 이에 기초하여 버텍스들의 계층적 구조에 따른 후보 간접 가상 광원들의 계층적 구조가 정의될 수 있다.
후보 간접 가상 광원들에 대한 계층적 구조에서는 샘플링 레벨에 따라 어느 후보 간접 가상 광원이 쉐이딩이 수행될 간접 가상 광원으로 결정될 지가 정의될 수 있다. 샘플링 레벨이 상향될수록 후보 간접 가상 광원의 그룹에서 결정되는 간접 가상 광원의 개수가 증가되고, 샘플링 레벨이 하향될수록 후보 간접 가상 광원의 그룹에서 결정되는 간접 가상 광원의 개수가 감소될 수 있다. 후보 간접 가상 광원의 그룹은 후보 간접 가상 광원들이 서로 인접하여 위치하고 있는지 또는 후보 간접 가상 광원들의 컬러 등이 서로 유사한지 여부에 기초하여 후보 간접 가상 광원들을 그룹핑하는 것에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 동일한 3D 모델에 배치되는 후보 간접 가상 광원들이 하나의 그룹으로 결정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 샘플링 레벨은 가상 카메라와 쉐이딩될 영역 간의 거리에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 3D 렌더링 장치는 가상 카메라로부터 먼 거리에 있는 쉐이딩 영역에서는 샘플링 레벨을 낮게 하여 일부의 후보 간접 가상 광원들만 쉐이딩이 수행될 간접 가상 광원들로 결정하고, 가상 카메라로부터 가까운 거리에 있는 쉐이딩 영역에서는 샘플링 레벨을 높게 하여 보다 많은 수의 후보 간접 가상 광원들이 샘플링되는 것으로 결정할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 샘플링 레벨은 시간에 따른 영역의 밝기 변화도에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 3D 렌더링 장치는 시간에 따른 밝기 변화도가 큰 영역에서는 샘플링 레벨을 높게 하여 보다 많은 수의 후보 가상 광원들이 샘플링되는 것으로 결정하고, 밝기 변화도가 작은 영역에서는 샘플링 레벨을 낮게 하여 보다 적은 수의 후보 가상 광원들이 샘플링되는 것으로 결정될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 멀티 바운스의 간접 가상 광원을 샘플링하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 단계(310)에서 3D 렌더링 장치는 3D 장면에서 직접 가상 광원에 의한 제1 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정한다. 이는 도 1 및 도 2의 실시예에서 직접 가상 광원에 의한 간접 가상 광원을 샘플링하는 과정에 대응되므로 자세한 설명은 생략한다.
단계(320)에서, 3D 렌더링 장치는 제1 간접 가상 광원에 의해 쉐이딩되어 결정된 버텍스들의 컬러 값에 기초하여 폴리곤 영역들에서 제2 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정한다. 3D 렌더링 장치는 제2 간접 가상 광원을 샘플링하기 위해, 아래 수학식 2과 같이 각 버텍스의 컬러 값을 결정할 수 있다.
여기서, Posli1는 제1 간접 가상 광원의 위치이고, Posv는 버텍스의 위치이다. Norv는 버텍스의 노멀을 나타내고, Colli1 및 Colv는 각각 제1 간접 가상 광원의 컬러 및 버텍스의 컬러를 나타낸다. Vc1는 제1 간접 가상 광원에 의해 쉐이딩되어 결정된 버텍스의 컬러 값을 나타낸다.
3D 렌더링 장치는 도 2의 단계(210) 내지 단계(230)에서 설명한 바와 유사하게, 제1 간접 가상 광원에 따른 버텍스들의 밝기 값 및 가상 카메라 시점에서 보이는 폴리곤 영역의 면적에 기초하여 각 폴리곤 영역에 배치될 제2 간접 가상 광원의 개수를 결정하고, 결정된 개수에 따라 각 폴리곤 영역에서 제2 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정할 수 있다. 단계(320)을 통해 이차 바운스에 의한 제2 간접 가상 광원이 샘플링될 수 있다.
단계(330)에서, 3D 렌더링 장치는 제N-1 간접 가상 광원에 의해 쉐이딩되어 결정된 버텍스들의 컬러 값에 기초하여 폴리곤 영역들에서 제N 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정한다. 3D 렌더링 장치는 미리 정해진 차수의 바운스까지 간접 가상 광원을 샘플링할 수 있다.
위와 같이, 3D 렌더링 장치는 각 간접 가상 광원의 시점에서 렌더링을 수행할 필요 없이, 이전에 샘플링된 간접 가상 광원의 정보에 기초하여 멀티 바운스에 따른 간접 가상 광원을 샘플링할 수 있다. 이를 통해, 렌더링에 필요한 연산량 및 오버헤드(overhead)가 감소되어 보다 빠른 속도로 렌더링이 수행될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 3D 렌더링 방법의 일 구현예를 설명하기 위한 도면이다.
단계(410)에서, 3D 렌더링 장치는 직접 가상 광원에 의한 제1 간접 가상 광원을 샘플링한다. 3D 렌더링 장치는 각 직접 가상 광원(415)에 의해 쉐이딩된 3D 모델의 각 버텍스의 밝기 값을 결정하고, 각 버텍스의 밝기 값에 기초하여 3D 장면에서 제1 후보 간접 가상 광원(420)들을 샘플링할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 3D 렌더링 장치는 제1 후보 간접 가상 광원(420)들을 그룹핑하여 제1 후보 간접 가상 광원(420)들에 대한 그룹을 결정할 수 있다. 예를 들어, 3D 렌더링 장치는 서로 인접한 제1 후보 간접 가상 광원들(430, 435, 440)을 하나의 그룹으로 결정할 수 있다. 가상 카메라로부터 제1 후보 간접 가상 광원들(430, 435, 440)까지의 거리가 멀다고 가정하면, 3D 렌더링 장치는 제1 후보 간접 가상 광원들(430, 435, 440) 중에서 제1 후보 간접 가상 광원(430)에 대해서만 쉐이딩을 수행하고, 나머지 제1 후보 간접 가상 광원들(435, 440)은 쉐이딩을 수행하지 않는 것으로 결정할 수 있다. 이와 같이, 3D 렌더링 장치는 3D 장면에서 가상 카메라로부터 거리가 먼 영역은 쉐이딩이 수행될 간접 가상 광원의 개수를 적게 하여 연산량을 감소시키고 렌더링 속도를 개선시킬 수 있다.
단계(450)에서, 3D 렌더링 장치는 제1 간접 가상 광원에 의한 제2 간접 가상 광원을 샘플링한다. 3D 렌더링 장치는 각 제1 간접 가상 광원들에 의해 쉐이딩된 각 버텍스의 밝기 값을 결정하고, 각 버텍스의 밝기 값에 기초하여 3D 장면에서 제2 후보 간접 가상 광원(460)을 샘플링할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 3D 렌더링 장치는 제2 후보 간접 가상 광원(460)들을 그룹핑하여 제2 후보 간접 가상 광원(460)들에 대한 그룹을 결정할 수 있다. 예를 들어, 3D 렌더링 장치는 서로 인접한 제2 후보 간접 가상 광원들(465, 470, 475)을 하나의 그룹으로 결정할 수 있다. 가상 카메라로부터 제2 후보 간접 가상 광원들(465, 470, 475)까지의 거리가 멀다고 가정하면, 3D 렌더링 장치는 제2 후보 간접 가상 광원(465)에 대해서만 쉐이딩을 수행하고, 나머지 제2 간접 가상 광원들(470, 475)은 쉐이딩을 수행하지 않는 것으로 결정할 수 있다.
단계(480)에서, 3D 렌더링 장치는 각 직접 가상 광원(415)에 대해 쉐이딩한 결과(485), 각 제1 간접 가상 광원(430)에 대해 쉐이딩한 결과(490) 및 각 제2 간접 가상 광원(465)에 대해 쉐이딩한 결과(495)를 통합하여 렌더링 결과 영상(497)을 생성할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 버텍스 배열에 기초하여 간접 가상 광원을 샘플링하는 일 구현예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 단계(510)에서, 3D 렌더링 장치는 각 직접 가상 광원(520)에 대해 쉐이딩을 수행하여 각 버텍스의 컬러 값을 결정할 수 있다. 이 때, 3D 렌더링 장치는 각 버텍스의 버텍스 정보를 배열로 정의한 버텍스 배열(515)을 이용할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 버텍스 배열(515)에서 각 버텍스의 버텍스 정보를 추출하고, 추출된 버텍스 정보에 기초하여 각 직접 가상 광원(520)에 의해 쉐이딩된 버텍스의 컬러 값을 결정할 수 있다. 이차 이상의 멀티 바운스에 의한 간접 가상 광원을 샘플링하는 경우, 단계(510)에서 3D 렌더링 장치는 이전에 샘플링된 각 간접 가상 광원에 대해 쉐이딩을 수행하여 각 버텍스의 컬러 값을 결정할 수 있다.
단계(530)에서, 3D 렌더링 장치는 각 버텍스들(535, 540, 545)의 컬러 값에 기초하여 각 버텍스들(535, 540, 545)의 밝기 값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 3D 렌더링 장치는 버텍스(530)의 R, G, B 컬러 값을 단순 평균한 결과 값 또는 가중치가 적용된 R, G, B 컬러 값을 합한 결과 값을 버텍스(530)의 밝기 값으로 결정할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 나머지 버텍스들(540, 545)에 대해서도 이와 같은 과정을 수행하여 각 버텍스들(540, 545)의 밝기 값을 결정할 수 있다. 그 후, 3D 렌더링 장치는 각 버텍스들(525, 540, 545)의 밝기 값에 기초하여 버텍스들(525, 540, 545)에 의해 형성되는 폴리곤 영역(550)의 평균 밝기 값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 3D 렌더링 장치는 각 버텍스들(525, 540, 545)의 밝기 값을 단순 평균하여 폴리곤 영역(550)의 평균 밝기 값을 결정할 수 있다.
단계(560)에서, 3D 렌더링 장치는 폴리곤 영역(550)의 평균 밝기 값과 가상 카메라 시점에서 보이는(또는, 가상 카메라 시점에서 스크린에 투영되는) 폴리곤 영역(550)의 면적에 기초하여 폴리곤 영역(550)에서 샘플링될 간접 가상 광원의 개수를 결정하고, 결정된 개수만큼 폴리곤 영역(550)에서 간접 가상 광원(570)을 샘플링할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 3D 렌더링 장치는 폴리곤 영역(550)의 평균 밝기 값이 높고, 해당 폴리곤 영역(550)의 면적이 넓을수록 폴리곤 영역(550)에서 보다 많은 수의 간접 가상 광원이 샘플링되는 것으로 결정할 수 있다. 그 후, 3D 렌더링 장치는 폴리곤 영역(550)에서 랜덤하게 결정된 임의의 위치에 간접 가상 광원(570)이 배치되는 것으로 결정할 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 일 실시예에 따른 직접 가상 광원과 간접 가상 광원 간의 관계를 설명하기 위한 도면들이다.
직접 가상 광원 및 간접 가상 광원은 컴퓨터 그래픽스에서 3D 모델에 시각 효과를 부여하는 가상의 광원들을 나타낸다. 전술한 바와 같이, 직접 가상 광원은 3D 모델에 빛을 직접 방사하는 가상 광원이고, 간접 가상 광원은 직접 가상 광원 또는 다른 간접 가상 광원으로부터 방사된 빛이 반사, 회절 또는 굴절된 영역에서 빛을 방사하는 가상 광원이다.
도 6a는 3D 모델을 구성하는 3D 모델들(620, 630)과 직접 가상 광원(610)이 도시하고 있다. 여기서는, 설명의 편의를 위해 하나의 직접 가상 광원(610)만을 도시하였지만, 복수의 직접 가상 광원들이 존재할 수도 있다. 직접 가상 광원(610)은 3D 모델(620) 빛을 직접 방사한다. 직접 가상 광원(610)과 3D 모델(620) 간의 위치 관계에 의해 3D 모델(620)이 렌더링되는 가상 공간에서 일차적으로 밝은 영역과 어두운 영역이 결정될 수 있다. 직접 가상 광원(610)으로부터 방사된 빛은 3D 모델(620)에 의해 반사, 굴절 또는 회절될 수 있다. 예를 들어, 직접 가상 광원(610)으로부터 출력된 빛(640)은 3D 모델(620)에 반사된 후, 다른 3D 모델(630)에 다시 반사될 수 있다. 여기서, 다른 3D 모델(630)는 3D 모델(620)의 주변 영역을 둘러싸고 있는 벽면이라고 가정한다. 3D 모델들(620, 830)은 가상 카메라(615)의 시점에서 렌더링되고, 렌더링 결과 영상이 사용자에게 제공될 수 있다.
3D 렌더링 장치는 직접 가상 광원(610)으로부터 출력된 빛에 의한 시각 효과뿐만 아니라 간접 가상 광원으로부터 출력된 빛에 의한 시각 효과를 적용하여 디테일한 렌더링 결과 영상을 생성할 수 있다. 3D 렌더링 장치는 직접 가상 광원뿐만 아니라 간접 가상 광원들을 3D 공간 상에 적절히 배치하여 보다 실감나는 시각 효과를 구현할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 도 6a에서 직접 가상 광원(610)으로부터 출력된 빛(640)이 3D 모델(620)에 반사된 영역에 위치한 간접 가상 광원(655) 및 빛(640)이 다른 3D 모델(630)에 반사된 영역들에 위치한 간접 가상 광원들(650, 660)이 도시되어 있다. 3D 모델들(620, 630)의 렌더링 과정에서 직접 가상 광원(610)뿐만 아니라 간접 가상 광원들(650, 655, 660)에 의한 시각 효과가 3D 모델들(620, 630)에 적용될 수 있다. 간접 가상 광원들(650, 655, 660)은 직접 가상 광원(610)뿐만 아니라 각 간접 가상 광원들(650, 655, 660)이 위치하는 영역의 특성에 영향을 받는다. 예를 들어, 간접 가상 광원들(650, 655, 660)에 의한 시각 효과는 각 간접 가상 광원들(650, 655, 660)이 위치한 3D 모델 표면의 컬러 또는 재질에 영향을 받을 수 있다. 간접 가상 광원들(650, 655, 660)로부터 방사된 빛은 다시 3D 모델들(620, 630)에 의해 반사, 굴절 또는 회절될 수 있고, 이에 의해 2차적인(또는, 2차 바운스의) 간접 가상 광원들이 배치될 위치가 결정될 수 있다. 이러한 2차적인 간접 가상 광원들의 일례가 도 6c에 도시되어 있다. 도 6c를 참조하면, 간접 가상 광원들(670, 675, 680)의 위치는 도 6b의 간접 가상 광원들(650, 655, 660)로부터 방사된 빛이 3D 모델들(620, 630)에 도달한 위치에 기초하여 결정될 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 3D 렌더링 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 영상 처리 장치(710)는 하나 이상의 프로세서(720) 및 하나 이상의 메모리(730)를 포함한다.
프로세서(720)는 도 1 내지 도 6c를 통하여 전술한 하나 이상의 동작을 수행한다. 예를 들어, 프로세서(720)는 3D 장면을 렌더링하는데 있어 직접 가상 광원과 간접 가상 광원에 의한 시각 효과(예를 들어, 조명 효과 및 음영 효과)를 3D 장면에 적용할 수 있다. 이 때, 프로세서(720)는 하나 이상의 직접 가상 광원에 의해 쉐이딩된 각 버텍스들의 컬러 값을 결정하고, 버텍스들의 컬러 값에 기초하여 폴리곤 영역들에서 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정할 수 있다. 이와 같은 프로세서(720)는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수 있으나, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음은 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 또한, 프로세서(720)는 3D 장면의 렌더링을 수행하기 위한 하나 이상의 그래픽스 프로세싱 유닛(Graphics Processing Unit, GPU)을 포함할 수 있다.
메모리(730)는 도 1 내지 도 6c를 통하여 전술한 하나 이상의 동작을 수행하기 위한 인스트럭션들을 저장하거나 또는 3D 렌더링 장치(710)가 운용되면서 획득된 데이터와 결과를 저장할 수 있다. 일부 실시예들에서, 메모리(730)는 비일시적인 컴퓨터 판독가능 매체, 예컨대 고속 랜덤 액세스 메모리 및/또는 비휘발성 컴퓨터 판독가능 저장 매체(예컨대, 하나 이상의 디스크 저장 디바이스들, 플래쉬 메모리 디바이스들, 또는 기타 비휘발성 솔리드 스테이트 메모리 디바이스들)를 포함할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 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 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 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, 구성요소(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 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (17)

  1. 하나 이상의 직접 가상 광원에 의해 쉐이딩된 버텍스들의 컬러 값을 결정하는 단계;
    상기 버텍스들의 컬러 값에 기초하여 상기 버텍스들에 의해 형성된 폴리곤 영역들에서 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 단계; 및
    상기 위치에 배치된 간접 가상 광원에 기초하여 3D 장면을 렌더링하는 단계
    를 포함하고,
    상기 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 단계는,
    각 버텍스들의 컬러 값에 기초하여 각 버텍스들의 밝기 값을 결정하는 단계; 및
    가상 카메라 시점에서 보이는 현재 폴리곤 영역의 면적 및 상기 현재 폴리곤 영역을 형성하는 버텍스들의 밝기 값에 기초하여 상기 현재 폴리곤 영역에 배치될 간접 가상 광원의 개수를 결정하는 단계
    를 포함하는 하는 3D 렌더링 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 단계는,
    상기 버텍스들의 밝기 값에 기초하여 상기 폴리곤 영역들에서 상기 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 단계
    를 포함하는 3D 렌더링 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 단계는,
    상기 현재 폴리곤 영역에서 상기 결정된 개수의 간접 가상 광원이 배치될 위치를 랜덤하게 결정하는 단계
    를 포함하는 3D 렌더링 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 단계는,
    상기 폴리곤 영역들에서 제1 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 단계; 및
    상기 제1 간접 가상 광원에 의해 쉐이딩되어 결정된 버텍스들의 컬러 값에 기초하여 상기 폴리곤 영역들에서 제2 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 단계
    를 포함하는 3D 렌더링 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 단계는,
    상기 제1 간접 가상 광원에 의해 쉐이딩되어 결정된 각 버텍스들의 컬러 값에 기초하여 각 버텍스들의 밝기 값을 결정하는 단계; 및
    상기 제1 간접 가상 광원에 따른 버텍스들의 밝기 값 및 가상 카메라 시점에서 보이는 폴리곤 영역의 면적에 기초하여 상기 폴리곤 영역들에서 상기 제2 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 단계
    를 포함하는 3D 렌더링 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 단계는,
    상기 버텍스들의 컬러 값에 기초하여 상기 폴리곤 영역들에서 후보 간접 가상 광원들이 배치될 위치를 결정하는 단계; 및
    가상 카메라의 위치에 기초하여 후보 간접 가상 광원들 중에서 상기 간접 가상 광원을 결정하는 단계
    를 포함하는 3D 렌더링 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 간접 가상 광원을 결정하는 단계는,
    상기 가상 카메라의 위치와 쉐이딩될 영역 간의 거리에 기초하여 후보 간접 가상 광원들의 계층적 구조에 대한 샘플링 레벨을 결정하는 단계; 및
    상기 샘플링 레벨에 기초하여 상기 후보 간접 가상 광원들 중에서 상기 간접 가상 광원을 결정하는 단계
    를 포함하는 3D 렌더링 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 후보 간접 가상 광원들의 계층적 구조는,
    3D 모델의 버텍스들에 대한 계층적 구조에 기초하는, 3D 렌더링 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 버텍스들의 컬러 값을 결정하는 단계는,
    상기 직접 가상 광원의 위치, 상기 직접 가상 광원의 컬러, 상기 버텍스들의 위치, 상기 버텍스들의 컬러 및 상기 버텍스들의 노멀에 기초하여 상기 버텍스들의 컬러 값을 결정하는, 3D 렌더링 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 버텍스들의 컬러 값을 결정하는 단계는,
    버텍스 배열(vertex array)에 포함된 버텍스 정보에 기초하여 상기 버텍스들의 컬러 값을 결정하는, 3D 렌더링 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 버텍스들의 컬러 값을 결정하는 단계는,
    각 직접 가상 광원에 의해 쉐이딩되어 결정된 컬러 값들을 가산하여 상기 버텍스들의 컬러 값을 결정하는, 3D 렌더링 방법.
  13. 하드웨어와 결합되어 제1항, 제2항, 및 제4항 내지 제12항 중 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  14. 적어도 하나의 프로세서; 및
    상기 프로세서에 의해 실행될 인스트럭션들(instructions)을 저장하는 적어도 하나의 메모리를 포함하고,
    상기 인스트럭션들은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금,
    하나 이상의 직접 가상 광원에 의해 쉐이딩된 버텍스들의 컬러 값을 결정하는 동작;
    상기 버텍스들의 컬러 값에 기초하여 상기 버텍스들에 의해 형성된 폴리곤 영역들에서 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 동작; 및
    상기 위치에 배치된 간접 가상 광원에 기초하여 3D 장면을 렌더링하는 동작
    을 실행하도록 구성되고,
    상기 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 동작은,
    각 버텍스들의 컬러 값에 기초하여 각 버텍스들의 밝기 값을 결정하는 동작; 및
    가상 카메라 시점에서 보이는 현재 폴리곤 영역의 면적 및 상기 현재 폴리곤 영역을 형성하는 버텍스들의 밝기 값에 기초하여 상기 현재 폴리곤 영역에 배치될 간접 가상 광원의 개수를 결정하는 동작
    을 포함하는 3D 렌더링 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 동작은,
    상기 현재 폴리곤 영역에서 상기 결정된 개수의 간접 가상 광원이 배치될 위치를 랜덤하게 결정하는 동작
    을 포함하는 3D 렌더링 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 간접 가상 광원이 배치될 위치는 동작은,
    제1 폴리곤 영역에서 제1 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 동작; 및
    상기 제1 간접 가상 광원에 의해 쉐이딩되어 결정된 버텍스들의 컬러 값에 기초하여 제2 폴리곤 영역에서 제2 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 동작
    을 포함하는 3D 렌더링 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 간접 가상 광원이 배치될 위치를 결정하는 동작은,
    상기 버텍스들의 컬러 값에 기초하여 상기 폴리곤 영역들에서 후보 간접 가상 광원들이 배치될 위치를 결정하는 동작; 및
    상기 가상 카메라의 위치에 기초하여 후보 간접 가상 광원들 중에서 상기 간접 가상 광원을 결정하는 동작
    을 포함하는 3D 렌더링 장치.
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