This thesis deals with a novel method for performing real-time photo-realistic rendering of the virtual objects in augmented reality environment. With the development of the new AR devices such as HoloLens from Microsoft, augmented reality technology is expected to change everyday life. However, because of the unrealistic appearance of virtual objects, users have difficulties in concentrating on the AR contents. For resolving this problem, it is necessary to render visually well-matched virtual objects by reflecting the information of real environment. The proposed system is composed of three technical steps:
1) Obtaining 3D voxel data of real environment by using an RGBD sensor
2) Randomly sampling radiances from the main light source and detecting collisions with the surface voxels
3) Creating virtual point lights and calculating global illumination in real-time
Through this process, we can make photo-realistic rendering of augmented objects in real-time and enlarge users' immersion in AR contents.
본 연구에서는 증강현실에서 실시간으로 사실적인 가상 객체를 렌더링하기 위한 방법을 다룬다. 마이크로소프트 사의 홀로렌즈와 같은 하드웨어의 발전과 함께 증강현실은 일상생활에서 사용할 수 있는 기술로 변모하고 있다. 하지만 현재는 증강되는 가상 객체의 표현이 비사실적이기 때문에 사용자들이 실제 객체 혹은 환경과의 이질감을 느낀다는 단점이 있다. 이를 해결하고자 주변 환경의 정보들을 활용하여 실제 환경에 잘 어울리도록 가상객체를 렌더링하는 기술이 필요하다. 본 연구는 다음의 세 가지 단계로 구성 된다:
1) RGBD 센서를 활용한 실제 공간의 삼차원 복셀 데이터 획득
2) 주 광원으로부터 빛 에너지를 임의 추출한 후 표면 복셀과의 충돌 검사
3) 가상의 점광원 생성 및 GPU 기반의 실시간 전역 조명 계산
위의 과정을 통해 실시간으로 사실적인 증강객체의 렌더링을 완성하고, 사용자들로 하여금 증강현실 콘텐츠에 몰입할 수 있도록 도와준다.
