미분가능한 트렌지언트 광 전달 시뮬레이션 개발

Abstract

렌더링(rendering)이라 불리는 기술은 3D 장면의 정보로부터 반사, 굴절, 산란, 등의 빛 전달(light transport) 현상을 시뮬레이션하여 사실적으로 2D 이미지를 생성하는 이론 및 기술로, 다양한 학문 및 산업 분야에 존재하는 컴퓨터 비전, 광학 이미징, 영상 인식 등의 문제는 렌더링 문제의 수학적 역을 구하는 역렌더링(inverse rendering)으로 응용된다. 이를 위한 일반적인 접근법으로 렌더링 문제 자체의 미분을 계산하여 경사 하강법(gradient descent)을 통하여 역렌더링 문제를 풀 수 있도록 하는 미분가능 렌더링(differentiable rendering)의 중요성이 최근 대두되고 있다. 한편, 기존의 미분가능 렌더링 기술은 빛의 속도를 무한대로 가정하여 센서에서 취득되는 이미지가 시간에 따른 변화가 없는 정상상태 렌더링(steady-state rendering) 위주로 발달한 것에 반하여, 시간에 따른 빛의 진행을 반영한 트렌지언트 렌더링(transient rendering)의 미분가능한 기술이 존재하지 않았고, 이에 따라 본 연구에서는 미분가능 트렌지언트 렌더링(differentiable transient rendering) 기술을 세계 최초로 제시하였다. 본 기술은 투명한 물체의 이미징을 더욱 발전시킬 수 있는 가능성을 제시하였으며, 벽 너머의 가려진 물체를 인식하는 비시선 이미징(non-line-of-sight imaging)이 기존 연구들의 제약 조건을 뛰어넘을 수 있게 하는 주요 기반 기술로서 작용할 수 있다.