선박운항자의 인적사고 방지 및 운항 훈련을 위한 방안으로 선박 운항 시뮬레이터가 사용된다. 선박운항 시뮬레이터에서 실시간 3D 가시화 기술은 현실감 있는 직관적인 영상을 제공하여 피교육자에 인지력을 향상시켜 시뮬레이터의 교육 효과를 높이는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 공개형 3D 그래픽 엔진을 기반으로 선박 운항 시뮬레이터용 실시간 3D 가시화 시스템을 설계하고 구현한 결과에 대해서 설명한다. 실시간 3D 가시화 시스템은 요소 기능, 기존 그래픽 데이터 활용, 타 시스템과의 연동 측면에서 도출된 운용 요구사항들을 만족하며 추가적인 기능의 확장이 용이한 구조로 설계되었다.

본 논문에서는 향상된 가시성 검사를 수행하여 기존의 중-텍스처링 구조에 비하여 데이터 전송량 및 깊이 캐쉬의 셀 면적을 감소시킨 픽셀 파이프라인 구조를 제시하였다. 제안하는 구조는 인접한 픽셀들 간의 가시성이 동일할 확률이 높다는 점을 이용하여 한 번의 가시성 검사만 수행하면서도 중-텍스처링 구조와 대등한 성능을 보이는 픽셀 파이프라인 구조이다. 실험결과, 제안하는 구조는 중-텍스처링 구조에 근접하는 성능을 보이면서도 깊이 캐쉬의 전송량은 평균 25%, 깊이 캐쉬의 면적은 약 40%가 감소하였다.

본 논문에서는 모바일 3D 그래픽 가속기의 텍스쳐 데이터 메모리 지연시간을 감소하기 위해 사용하는 텍스쳐 캐쉬의 다양한 저전력 구조를 고찰하였다. 또한 텍스쳐 필터링 알고리즘에 따라서 가변적 전력 모드 전환 기준을 갖는 텍스쳐 캐쉬를 설계하였다. 각 텍스쳐 캐쉬 구조의 성능 비교 분석을 위하여 Quake 게임 엔진을 벤치마크로 사용한 트레이스 기반의 시뮬레이션을 수행하였다. 또한 저전력 텍스쳐 캐쉬 구조에 적합한 텍스쳐 필터링 알고리즘에 따라서 가변적 전력 모드 전환 기준을 갖는 알고리즘을 제안하고 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

모바일 기기에 대한 다양한 멀티미디어 기능의 요구로 입체감을 제공하는 3차원 그래픽 가속기의 구현이 절실한 상황이다. 하지만 다양한 멀티미디어 기능을 가져야 하는 최근의 휴대폰의 경향과 상대적으로 발전이 더딘 배터리의 문제를 생각할 때 3차원 그래픽 가속기의 저전력화는 필수적이라고 할 수 있다. 이에 본 논문에서는 내장형 3차원 그래픽 가속기 각 내부모듈별 전력소비를 측정하고 이를 내부 그래픽 처리과정과 함께 분석하였다.

DirectX Graphics plays the role of hardware independent 3 dimensional drawing interface for 3 dimensional video display. However the APIs in DirectX Graphics provide not only small improvement in velocity in the lowest level but also unstable performance of velocity according to their usages. In this paper, we present the structure of 3D game engine of efficient performance and describe functions and implementational features of game engines for an efficient 3D rendering in the environment of DirecX Graphics.