인하대학교가 실제 공간을 3차원(3D)으로 복원하는 3D 가우시안 스플래팅(3DGS)에 카툰 스타일 표현과 카메라 연출 기능을 결합한 렌더링 기술을 개발했다.
인하대는 김종현 디자인테크놀로지학과 교수와 이연재 학부생 연구팀이 3DGS 환경에서 안정적인 카툰 영상과 역동적인 카메라 움직임을 함께 구현하는 통합 렌더링 기술을 개발했다고 16일 밝혔다.
3DGS는 여러 시점에서 촬영한 사진을 활용해 실제 공간을 3D으로 재구성하고 실시간 렌더링하는 기술이다. 가상현실(VR), 증강현실(AR), 게임, 디지털 트윈 등 실감형 콘텐츠 분야에서 활용한다.
기존 3DGS는 일반적인 3D 메시와 달리 명확한 표면과 깊이 정보가 부족하다. 이에 카툰 스타일 윤곽선을 적용하면 먼 배경에 불필요한 선이 생기거나 시점 변화에 따라 화면이 흔들리는 문제가 있었다.
연구팀은 사진 기반 3D 복원 과정에서 생성되는 희소점군을 보조 형상으로 활용해 '프록시 깊이'를 구성했다. 정밀한 3D 메시를 새로 만들지 않고 장면의 깊이 정보를 보완하는 방식이다.
이를 통해 가까운 주요 물체의 윤곽선은 선명하게 유지하고, 먼 배경에서 발생하는 불안정한 선과 잡음을 줄였다. 화면에서 거의 보이지 않는 가우시안 요소를 학습 단계에서 정리해 프레임 간 깜빡임도 완화했다.
카메라 움직임에는 가속과 감속, 관성에 따른 지연과 오버슈트, 회전 시 화면이 기울어지는 뱅킹 효과, 과장된 줌 효과 등을 반영했다. 연구팀은 이를 통해 애니메이션식 장면 전환을 구현했다.
실험 결과 제안 기술은 시점이 연속적으로 바뀌는 상황에서 기존 2차원(2D) 카툰 처리 방식보다 프레임 간 흔들림과 시각적 불일치를 줄였다. 1280×720 해상도 실험에서는 평균 약 118FPS의 렌더링 성능을 기록했다.
연구에는 이연재 학부생이 제1저자, 김종현 교수가 교신저자로 참여했다. 연구 결과는 국제학술지 'IEEE Access'에 게재됐다.
김종현 교수는 “이번 연구는 사실적인 공간 복원에 주로 활용되던 3DGS를 비사실적이고 표현적인 콘텐츠 제작 영역으로 확장한 결과”라며 “학부생이 핵심 아이디어 구현과 실험에 주도적으로 참여했다는 점에서도 의미가 있다”고 말했다.
인천=김동성 기자 estar@etnews.com
