[Graphics] LOD(Level Of Detail)

Level Of Detail ?

Level Of Detail(이하 LOD)는 컴퓨터 그래픽스에서 사용되는 최적화 기술입니다.

원거리에서 보이는 객체들을 더 단순화된 형태로 표현하여 렌더링 성능을 향상시키기 위하여 사용됩니다.

 

게임이나 3D 시뮬레이션에서는 화면에 가까이 있는 객체는 상세하게 렌더링되어야 하지만 원거리에 있는 객체는 세부적인 표현이 덜 중요하므로 조금더 단순화된 형태로 표현하는 것이 성능을 향상시킬 수 있습니다.

이때 사용하는 기법이 LOD 입니다.

 

LOD의 특징은 아래와 같습니다.

높은 LOD

화면에 가까이 있는 객체는 높은퀄리티로 상세하게 렌더링 됩니다.

객체의 세부적인 모델과 텍스처를 사용하여 보다 현실감이있도록 표현합니다.

낮은 LOD

화면에 멀리 있는 객체는 낮은퀄리티로 좀더 단순화된 형태로 렌더링 됩니다.

객체의 저화질 모델로 표현되거나 단순한 모델 및 텍스처를 사용하여 처리의 부담을 줄여줍니다.

LOD 전환

카메라나 뷰포트의 움직임에 따라 객체의 거리가 변화하면서 LOD를 동적으로 전환할 수 있습니다.

즉, 가까워진다면 높은LOD 멀어진다면 낮은LOD로 전환 시키는 것입니다.

https://biblus.accasoftware.com/en/what-are-lod-and-loin-in-bim-and-what-are-they-for/

 

LOD의 장단점

장점

1. 성능 향상

원거리에서 보이는 객체들을 단순화된 형태로 렌더링하여 불필요한 계산과 렌더링을 줄여줍니다.

2. 자원 절약

높은 LOD를 사용하는 상세한 모델과 텍스처는 더 많은 자원을 필요로 합니다.

반면 낮은 LOD는 적은 자원을 필요로 하므로 시스템 자원을 절욕할 수 있습니다.

3. 프레임 상승

원거리에 있는 객체들이 더 단순화된 형태로 렌더링되므로 모든 객체를 높은LOD로 사용하였을때보다 높은 프레임을 기대할 수 있습니다.

4. 멀리 있는 객체 표현이 가능

멀리 있는 물체는 세부사항이 작게 보이기 떄문에 낮은 LOD를 사용하더라도 큰차이 없이 보이게되고 조금더 효과적으로 객체들을 표현할 수 있습니다.

단점

1. 객체 전환 오버헤드

LOD의 전환 과정에서 객체의 레벨을 변경하는 작업은 추가적인 계산을 필요로 합니다.

때문에 의도하지 않은 오버헤드가 발생할 수 있습니다.

2. 객체 표현의 감소

낮은LOD를 사용하면 더 단순화된 모델과 텍스처로 객체가 표현되므로, 멀리 있더라도 좀더 세세한 표현이 필요할경우 세부사항이 부족해질 수 있습니다.

3. LOD전환 실수

LOD전환 과정에서 객체의 레벨을 정확하게 결정하는 것이 중요하게 되는데, 만일 잘못된 전환을 설정할 경우 시각적 품질을 저하시키거나 부자연스럽게 보일 수 있습니다.

4. 설계 및 구현의 복잡성

LOD시스템을 설계해야하고 구현하는 것은 어려울 수 있습니다.

특히 객체의 레벨 전환 및 가시성 판단을 처리하기 위한 추가적인 로직이 필요하게 됩니다.

5. 추가적인 자원 필요

LOD의 단계별로 필요한 자원이 다르기 때문에 추가적인 자원이 필수적으로 필요하게 됩니다.

예를들어 높은LOD에 사용할 모델은 high폴리곤과 고품질의 텍스처가 필요하지만 반대로 낮은LOD에 사용할 모델은 low폴리곤과 저품질의 텍스처가 따로 필요하게됩니다.