이 연구 주제는 모바일 환경에서도 고품질 반사, 굴절, 그림자와 같은 광선 추적 기반 시각 효과를 실시간으로 구현할 수 있도록 하는 전용 하드웨어 아키텍처 설계에 초점을 둔다. 연구실의 대표 논문인 RayCore, T&I engine, HART는 모두 광선 추적의 핵심 병목인 트래버설과 교차 판정, 그리고 동적 장면에서의 가속구조 갱신 문제를 해결하기 위해 제안된 구조들이다. 이를 통해 제한된 전력과 면적, 메모리 대역폭을 가진 모바일 디바이스에서도 Whitted 스타일 레이 트레이싱을 실용적으로 수행하는 기반을 마련한다. 세부적으로는 BVH와 같은 가속구조의 효율적인 순회, ray-triangle intersection의 단계적 처리, 레이 누적을 통한 지연 은닉, 캐시 활용 극대화, 동적 장면에 대한 트리 재구성 및 업데이트 최적화가 핵심 방법론이다. 연구실은 FPGA 및 ASIC 기반 평가, 사이클 정확도 시뮬레이션, 모바일 GPU 구조 분석 등을 통해 제안 기법의 성능과 전력 효율을 검증해 왔다. 특히 모바일용 광선 추적 하드웨어에서 메모리 접근량과 버스 대역폭을 줄이면서도 실시간 프레임 성능을 확보하는 점이 중요한 기여로 볼 수 있다. 이 연구는 차세대 모바일 그래픽스, XR 디바이스, 차량용 시각화 시스템, 임베디드 인터랙티브 렌더링 플랫폼에 직접적으로 연결될 수 있다. 최근에는 단순 영상 렌더링을 넘어 사운드 전파 가속과 같은 실시간 물리 기반 시뮬레이션으로 확장되는 흐름도 보인다. 따라서 본 연구실의 레이 트레이싱 하드웨어 연구는 컴퓨터그래픽스와 컴퓨터구조, 저전력 시스템 설계를 융합하는 핵심 축으로서, 고품질 실시간 렌더링의 실용화를 이끄는 기반 기술이라 할 수 있다.

이 연구 주제는 3차원 그래픽스에서 필수적인 텍스처 데이터를 더 빠르고 효율적으로 처리하기 위한 압축 및 인코딩 기술 개발에 중점을 둔다. QuickETC2 논문과 관련 국가연구과제, 특허를 통해 연구실은 ETC2와 같은 모바일 표준 텍스처 포맷의 압축 속도를 크게 높이면서도 화질 저하를 최소화하는 실용적 기법을 제안해 왔다. 이는 대용량 텍스처를 사용하는 현대 3D 응용에서 메모리 트래픽을 줄이고 렌더링 성능을 높이는 데 매우 중요하다. 연구 방법 측면에서는 블록 단위 텍셀 특성 분석, 휘도 기반 모드 선택, T/H 모드 압축의 단순화, SIMD 병렬화, 멀티코어 CPU 활용, 그리고 CPU-GPU 하이브리드 분산 처리가 핵심 요소로 나타난다. 특히 텍스처 블록의 휘도 차이를 활용해 불필요한 압축 모드 탐색을 줄이고, AVX2 같은 인스트럭션을 통해 대량의 텍셀 연산을 고속화함으로써 실제 개발 현장에서 의미 있는 수준의 처리량을 확보했다. 더 나아가 프로젝트에서는 CPU와 GPU를 함께 활용해 품질과 성능 간의 trade-off를 세계적 수준으로 개선하는 것을 목표로 삼고 있다. 이러한 연구는 모바일 게임, 증강현실, 가상현실, 실시간 3D 콘텐츠 제작 도구 등에서 직접적인 산업적 파급력을 가진다. 텍스처 인코딩 시간을 단축하면 개발 생산성이 향상되고, 실행 시 메모리 사용량과 전력 소비도 함께 절감할 수 있다. 따라서 본 연구실의 텍스처 압축 연구는 단순한 데이터 압축을 넘어, 모바일 그래픽 파이프라인 전반의 효율을 높이는 핵심 성능 최적화 기술로 이해할 수 있다.

이 연구 주제는 모바일 GPU와 VR 환경에서 제한된 연산 자원으로 더 높은 렌더링 품질과 반응성을 확보하기 위한 시스템 수준의 최적화 기술을 다룬다. 연구실은 Z2 traversal order와 같은 타일 기반 GPU용 스테레오 렌더링 최적화, 모바일 GPU 성능 예측, 적응형 안티앨리어싱, 텍스처 리사이징, 초해상도 텍스처 매핑 등 다양한 주제를 통해 실제 응용 환경에 밀접한 렌더링 문제를 연구해 왔다. 이는 단일 알고리즘 개선을 넘어 렌더링 순서, 메모리 지역성, 캐시 활용, 해상도 조절 등 종합적인 성능 설계를 포함한다. 특히 VR 스테레오 렌더링에서는 좌우 시점 이미지를 별도로 처리해야 하므로 계산량과 메모리 접근이 크게 증가한다. 연구실은 타일 기반 GPU 구조의 특성을 활용해 좌우 영상 간 공간적 인접성을 높이는 순회 방식을 제안함으로써 캐시 효율과 대역폭 효율을 함께 개선했다. 또한 모바일 디바이스 특허에서는 텍스처를 정적·동적, 압축 여부, 밉맵 여부, 그림자 맵 여부 등으로 분류해 크기와 처리 방식을 조정하는 기법을 제시하여, 실제 제품 수준의 그래픽 최적화 문제에도 대응하고 있다. 이 연구는 게임, 메타버스, VR/AR, 모바일 인터페이스, 실감형 미디어 등 체감 품질이 중요한 응용에서 높은 활용 가능성을 가진다. 최근 발표된 초해상도 텍스처 매핑과 사운드 렌더링 가속 연구는 시각 정보뿐 아니라 다감각 실시간 콘텐츠로 연구 범위가 넓어지고 있음을 보여준다. 결과적으로 본 연구실은 모바일 및 실감형 환경에서 고품질 그래픽 경험을 구현하기 위한 렌더링 최적화 기술을 체계적으로 축적하고 있다.