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이 논문에서는 다양한 종류의 응용프로그램에 바로 적용할 수 있는 GPU 레이캐스팅 기법에 기반 하는 효율적인 실시간 지형 렌더링 방법을 제안한다. 여기에서 제안되는 방법은 별도의 메시 구조 없이 이미지(높이맵) 만으로 지형을 표현하는 것이 가능하며, 공중과 지상에서의 활동이 자유로워 가상현실은 물론 게임에 바로 사용할 수 있다. 메시에 기반 하지 않으므로 별도의 LOD조절이 필요하지 않으며, 높이맵과 컬러맵의 해상도에 따라 기하표현의 정밀도와 화질이 결정된다 더욱이 GPU-only 기법은 CPU가 더 일반적인 작업 에 집중할 수 있도록 함으로써 시스템의 전반적인 성능을 향상시킨다. 지금까지 높이맵을 사용한 많은 지형렌더링 관련 연구는 대부분이 상당부분 CPU 의존하거나 그 응용범위를 비행 시뮬레이션 등에 제한하여 왔다. 우리는 기존의 변위매핑 기법을 개선하여 지형 렌더링에 적용함으로써 기존 폴리곤기반 기법에서 나타나던 크랙이나 팝핑 등의 문제점들을 근본적으로 배제하였다. 이 논문이 기여하는 바는 지표면 탐색(walk-through)시의 임의 시선에 대한 효율적 처리와 높이장(height field)의 곡면 재구성을 통한 화질의 획기적인 개선이다. 우리는 재구성된 곡면과 시선의 교차점을 계산하는 효율적인 방법을 제시한다. 우리가 제안하고 있는 알고리듬은100% GPU에서 구현되었으며, 256×226~4096×4096까지의 다양한 해상도에서 실험한 결과 초당 수십~수백 프레임을 얻었다.
In this paper, we introduce an efficient GPU-based real-time rendering technique applicable to every kind of game. Our method, without an extra geometry, can represent terrain just with a height map. It makes it possible to freely go around in the air or on the surface, so we can directly apply it to any computer games as well as a virtual reality. Since our method is not based on any geometrical structure, it doesn't need special LOD policy and the precision of geometrical representation and visual quality absolutely depend on the resolution of height map and color map. Moreover, GPU-only technique allows the general CPU to be dedicated to more general work, and as a result, enhances the overall performance of the computer. To date, there have been many researches related to the terrain representation, but most of them rely on CPU or confmed its applications to flight simulation, Improving existing displacement mapping techniques and applying it to our terrain rendering, we completely ruled out the problems, such as cracking, poping etc, which cause in polygon-based techniques, The most important contributions are to efficiently deal with arbitrary LOS(Line Of Sight) and dramatically improve visual quality during walk-through by reconstructing a height field with curved patches. We suggest a simple and useful method for calculating ray-patch intersections. We implemented all these on GPU 100%, and got tens to hundreds of framerates with height maps a variety of resolutions(256×256 to 4096×4096).
