자 예순 번째 키워드인 'Quad Tree Culling'을 알아 보았다.
이전 키워드에서 알아보았던 Frustum Culling도 그래픽스 기술이고 이번 키워드도 그래픽스에 관련된 기술이기에 중요하게 생각하고 알아보았다.
Quad Tree Culling이 뭐에요?
먼저, 이 컬링을 이해하기 위해선 Quad Tree 자료 구조에 대해 이해해야 한다. Quad Tree는 공간을 4개의 사분면으로 나누어 관리하는 트리 구조로, 각 노드는 일정한 기준에 따라 나누어질 수 있다. 일반적으로 2D 공간에서 사용되며, 각 노드는 4개의 자식 노드를 가질 수 있다. 각 노드는 특정 영역을 대표하며, 필요에 따라 더 잘게 분할될 수 있다.
Quad Tree 자료 구조
Quad Tree는 공간을 사분면으로 나누어 관리하는 트리 구조이다. 주로 2차원 공간에서 사용되며, 각 노드는 4개의 자식 노드를 가질 수 있다. 각 노드는 공간을 나누는 기준에 따라 재귀적으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 화면을 기준으로 정사각형 영역을 나누어 관리할 수 있다.
Quad Tree Culling의 구체적인 작동 방식
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Quad Tree 구축: 먼저, 화면에 표시될 수 있는 모든 객체(주로 게임 개체나 물체들)를 Quad Tree에 추가한다. 이 때, 각 객체는 자신이 위치한 영역에 해당하는 Quad Tree 노드에 매핑된다.
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시야 영역 정의: 화면에 보이는 부분을 정의한다. 일반적으로 게임에서는 카메라의 위치와 시야각에 따라 시야 영역이 결정된다. 시야 영역은 일반적으로 직사각형이며, 이는 Quad Tree의 공간 분할과 비슷한 개념이다.
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시야 영역과 Quad Tree 노드의 상호작용
- 시야 영역과의 교차 검사: Quad Tree Culling은 시야 영역과 각 Quad Tree 노드가 얼마나 겹치는지를 확인한다. 시야 영역과 겹치지 않는 노드들은 화면에 렌더링할 필요가 없으므로 렌더링 프로세스에서 제외된다.
- Quad Tree 탐색: 시야 영역과 겹치는 노드들은 재귀적으로 탐색하여 해당 노드에 속한 객체들을 추출한다.
- 렌더링 최적화: 시야 영역에 포함된 객체들만 렌더링 대상으로 고려된다. 이로 인해 GPU와 CPU 자원을 절약하면서도 화면에 필요한 객체들만을 처리할 수 있다.
장점과 적용 예
성능 향상: Quad Tree Culling을 사용하면 화면에 표시할 필요가 없는 객체들을 렌더링에서 제외하여 성능을 향상시킬 수 있다. 특히 대규모 환경에서 매우 유용하다.
동적 객체 관리: Quad Tree는 객체의 추가 및 제거에 대해서도 효율적으로 처리할 수 있어 게임이나 시뮬레이션에서 동적으로 변하는 환경을 지원한다.
Quad Tree Culling의 활용 예
Quad Tree Culling은 게임 엔진이나 시뮬레이션 소프트웨어에서 널리 사용된다.
예를 들어, 대규모 2D 플랫폼 게임에서는 맵의 타일이나 객체들을 관리하고, 3D 게임에서는 시야에 따라 객체들을 관리하는 데 사용될 수 있다. 또한, 물리 시뮬레이션에서 입자 시스템이나 충돌 감지 등에도 적용될 수 있다.
결론 - 느낀 점
이전에 알아보았던 키워드와 연관이 되긴하는데 새로운 키워드라 좀 어려운듯 아닌듯 아리까리했다.
일단 이 트리구조에 대해서 이해하는것부터가 난관이었다... 하지만 깨우쳤고 직접사용을 해봐야 내것이 될 것 같다..
