• Journal of KIISE
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• v.42 no.11
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• pp.1332-1338
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• 2015

Recently, growing attention has been paid to multi-GPU rendering to support real-time high-quality rendering at high resolution. In order to attain high performance in real-time multi-GPU rendering, great care needs to be taken to reduce the overhead of data transfer among GPUs and frame composition. This paper presents a novel multi-GPU algorithm that greatly enhances split frame rendering with implicit query-based synchronization. In order to support implicit synchronization in frame composition, we further present a message queue-based scheduling algorithm. We carried out an experiment to evaluate our algorithm, and found that our algorithm improved rendering performance up to 200% more than previously existing algorithms.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2005.07a
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• pp.673-675
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• 2005

본 논문은 3차원 텍스쳐 기반의 볼륨 가시화를 위한 GPU 대역폭에 효과적인 렌더링 기법을 제안한다. 전처리 과정에서 옥트리를 이용하여 원본 볼륨 데이터를 계층적으로 균일한 크기로 분할하여 실제 영역만을 효과적으로 검출하게 되고, 렌더링 시에는 가시순서에 따라 옥트리를 탐색하며 리프 노드의 각 부볼륨을 텍스쳐 매핑 유닛에서 처리하고 블렌딩 유닛에서 이를 합성한다. 작은 크기($16^3$ 또는 $32^3$)의 부볼륨 처리는 텍스쳐와 픽셀 캐시의 이용율을 높이고 공백 공간 생략을 가용하게 하여 GPU의 메모리 대역폭을 크게 줄여 렌더링을 가속할 수 있다. 제안하는 기법의 캐시 효율, 메모리 트래픽, 렌더링 시간 등 다양한 실험 결과와 성능분석이 제공된다. 실험 결과는 제안하는 기 법이 전통적인 렌더링 방법에 비해 평균 11배의 대역폭 감소와 3배 빠른 렌더링을 가능하게 하여 GPU를 이용한 볼륨 렌더링에 효과적인 방법임을 보여주었다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2007.02a
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• pp.1025-1030
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• 2007

여러 학계와 산업계로부터 인체영상과 같은 정적인 볼륨 데이터뿐만 아니라, 유체 흐름과 같은 동적으로 움직이는 Time-Variant 볼륨 데이터에 대한 실시간 렌더링의 요구가 계속되고 있다. 일반적으로 Time-Variant 데이터는 그 크기가 정적 볼륨 데이터의 수배에서 수백 배에 이르러, 이를 실시간으로 가시화하는 데에 많은 어려움이 있어왔다. 한편, PC 그래픽스 하드웨어의 급격한 발전에 따라 슈퍼컴퓨터나 다수의 컴퓨터들을 이용한 병렬/분산 렌더링으로나 가능했던 Time-Variant 볼륨 데이터의 실시간 볼륨 렌더링을 한대의 일반 PC에서 수행하려는 시도가 계속되고 있다. GPU의 꼭지점 및 프래그먼트 쉐이더(vertex & fragment shader)는 수치 계산에 최적화된 벡터 연산과 사용자 프로그래밍 기능으로 빠른 볼륨 렌더링을 일반 PC에서도 가능하게 했다. 본 논문에서는 GPU를 이용해서 Time-Variant 볼륨 데이터를 빠르게 가시화하고, 이렇게 개발한 GPU 볼륨 렌더링 프로그램을 사용자가 사용하기 편리하도록 사용자 친화적인 유저 인터페이스를 설계하고 구현하였다. 특히, 시간에 따라 동적으로 변화해야 하는 전이함수를 최대한 편리하게 생성할 수 있도록 전이함수 에디터에 중점을 두었다.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.33 no.11
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• pp.853-858
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• 2006

In this paper, we propose a practical method for hardware-accelerated rendering of the depth image-based representation(DIBR) of 3D graphic object using graphic processing unit(GPU). The proposed method overcomes the drawbacks of the conventional rendering, i.e. it is slow since it is hardly assisted by graphics hardware and surface lighting is static. Utilizing the new features of modem GPU and programmable shader support, we develop an efficient hardware-accelerating rendering algorithm of depth image-based 3D object. Surface rendering in response of varying illumination is performed inside the vertex shader while adaptive point splatting is performed inside the fragment shader. Experimental results show that the rendering speed increases considerably compared with the software-based rendering and the conventional OpenGL-based rendering method.

• Journal of Korea Multimedia Society
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• v.17 no.1
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• pp.69-76
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• 2014

It is hard to represent massive terrain data in real-time even using recent graphics hardware. In order to process massive terrain data, mesh simplification method such as continuous Level-of-Detail is commonly used. However, existing GPU-based methods using quad-tree structure such as geometry splitting, produce lots of vertices to traverse the quad-tree and retransmit those vertices back to the GPU in each tree traversal. Also they have disadvantage of increase of tree size since they construct the tree structure using texture. To solve the problem, we proposed GPU-base chunked LOD technique for real-time terrain rendering. We restrict depth of tree search and generate chunks with tessellator in GPU. By using our method, we can efficiently render the terrain by generating the chunks on GPU and reduce the computing time for tree traversal.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2013.11a
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• pp.1418-1420
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• 2013

GPU는 범용 CPU와는 달리 수백 개의 코어로 이루어져 병렬처리에 특화된 형태로 발전되어 왔으며, 이미지 및 동영상 처리, 유체 역학 시뮬레이션, 의료, 지진 분석 등 점차 많은 영역에서 사용 되고 있다. 최근에는 GPU를 이용하여 볼륨 렌더링을 가속화하는 많은 기법들이 연구되고 있다. 본 논문에서는 볼륨 렌더링을 가속화하기 위한 GPU 기반의 쉐아-스큐 워프 기법을 제안한다. 여기서는 GPU를 이용하여 효율적인 메모리 사용, 코어의 활성화, 뱅크 충돌 감소 기법을 이용하여 기존의 CPU 기반 볼륨 렌더링 기법과 비교하여 빠른 시간에 동일한 결과물을 생성한다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2010.11a
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• pp.1651-1654
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• 2010

본 논문은 서버의 3D SW를 클라이언트에 서비스로 제공함에 있어서 실제 실행은 서버에서 이루어지지만 3D 렌더링과 결과 화면은 클라이언트의 GPU로 처리하여 표시하는 GPU 가상화 기반 3D 원격 렌더링 시스템을 설계하고 구현한 것이다. 3D 렌더링에 클라이언트의 GPU를 이용함으로써 클라이언트 수에 비례한 서버의 성능 저하 문제를 해결할 수 있으며, 클라이언트의 GPU 성능을 충분히 이용하면서 서버의 SW를 서비스 받을 수 있는 장점을 가진다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2004.10b
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• pp.634-636
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• 2004

3차원 공간상에 분포되어 있는 정들로부터 기하정보를 재구성하여 렌더링 할 때 법선 벡터가 필요하다. 이 점들은 서로간의 연결성 정보가 없고 법선 벡터가 없기 때문에 음영 효과를 표현 할 수 없다. 본 논문에서는 점들의 연결성 정보를 추정하여 법선 벡터를 구하는 과정에서 GPU를 사용하는 방법을 제안한다 GPU로 법선 벡터를 계산할 경우 CPU의 부하가 줄게 되고 계산 시간도 감소된다 이 방법을 점 렌더링에 적용하여 법선 벡터를 신속하게 계산하고 가시성 검사와 음영처리를 효과적으로 할 수 있도록 한다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 2007.02c
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• pp.170-175
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• 2007

영상 재투영이란, 깊이 맵을 투영하여 임의의 시점에서 본 이미지를 생성해내는 기법을 말한다. 기존의 CPU를 이용한 영상 재투영 기법들의 가장 큰 단점은 CPU와 GPU 간의 데이터 복사가 일어나고 재투영 연산 자체의 속도가 느리기 때문에 실시간 렌더링이 불가능 하다는 것이다. 따라서 본 논문에서는 GPU를 이용하여 영상 재투영을 구현하고 실시간에 이미지를 렌더링하는 기법을 소개한다. 우리의 기법은 입력으로 참조 이미지와 해당 이미지의 깊이 맵이 주어졌을 때, 임의의 시점에서 보이는 새로운 이미지를 실시간으로 생성한다. 임의의 시점에서 이미지를 생성하기 위해, 각 픽셀에서 참조 이미지에 해당하는 평면을 렌더링하여 시점 반대 방향의 광선을 생성한다. 이 광선을 참조 이미지의 투영 공간으로 변환한 후, 광선과 깊이 맵간의 교차점을 찾는다. 이렇게 찾아낸 깊이 맵의 교차점과 일치하는 참조 이미지의 픽셀 색으로 새로운 시점의 이미지를 만들어 낼 수 있다. 이와 같은 기법은 기하 정보의 복잡도와 관계없이 수십 프레임의 속도로 실시간 렌더링이 가능하다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2005.11a
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• pp.757-759
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• 2005

일반적인 렌더링 방식은 응용$\rightarrow$기하$\rightarrow$래스터화로 진행되는 렌더링 파이프라인 상에서 진행된다. 그래픽 카드의 발전으로 기하 단계의 연산을 GPU가 담당함에 따라 CPU의 연산을 줄여 CPU가 많은 연산을 할 수 있게 되었다. 그러나 이 같은 분배로 인해 CPU와 GPU가 서로 끝나기를 기다리는 병목현상이 발생하게 되었다. 이러한 병목 현상은 효율적인 렌더링을 저해하는 요인이다. 본 연구의 목적은 CPU와 GPU의 병렬처리 과정에서 발생하는 병목현상을 줄여 실시간 렌더링에서 그래픽 출력을 더욱 빠르게 하는데 있다. 이를 위해 본 논문에서는 그래픽 출력 과정 중 CPU 와 GPU 사이에서 하드웨어적으로 처리되고 있는 동기적 처리 과정을 소프트웨어적인 기법을 이용하여 비동기적으로 처리함으로써 성능을 향상시킬 수 있음을 말하고자 한다.