인하대 연구팀, 3D 가우시안 스플래팅 기반 카툰 렌더링 기술 개발

별도 3D 메시 복원 없이 안정적 카툰 표현·역동적 카메라 연출
이연재 학부생 제1저자 참여, IEEE Access 논문 게재

인하대 디자인테크놀로지학과 김종현 교수(왼쪽)와 이연재 학부생/사진=인하대 제공

인하대학교는 김종현 디자인테크놀로지학과 교수와 이연재 학부생이 3D 가우시안 스플래팅(3D Gaussian Splatting·3DGS) 환경에서 안정적인 카툰 스타일 영상과 역동적인 카메라 움직임을 동시에 구현하는 통합 렌더링 기술을 개발했다고 10일 밝혔다.

3D 가우시안 스플래팅은 여러 시점에서 촬영한 사진을 활용해 실제 공간을 빠르게 3차원으로 재구성하고 실시간 렌더링할 수 있는 기술로, VR·AR·게임·디지털 트윈 등 실감형 콘텐츠 분야에서 주목받고 있다. 그러나 기존 방식은 명확한 표면과 깊이 정보가 부족해 카툰 스타일 윤곽선 적용 시 불필요한 선이나 화면 흔들림 문제가 발생했다.

연구팀은 사진 기반 3D 복원 과정에서 생성되는 희소점군을 활용해 '프록시 깊이'를 구성, 정밀한 메시 복원 없이도 장면 깊이 정보를 보완했다. 이를 통해 가까운 물체의 윤곽선은 선명하게 유지하면서 먼 배경의 잡음을 줄였으며, 학습 단계에서 불필요한 요소를 정리해 프레임 간 깜빡임을 완화했다.

또한 카메라 이동 속도와 초점거리를 단순 촬영 조건이 아닌 연출 요소로 재해석해 가속·감속, 관성에 따른 지연·오버슈트, 회전 시 뱅킹 효과, 과장된 줌 효과 등을 적용, 애니메이션과 같은 역동적 장면 전환을 구현했다. 실험에서는 1280×720 해상도 기준 평균 118 FPS의 성능을 기록해 실시간 콘텐츠 제작 가능성을 확인했다.

이번 연구 결과는 국제학술지 IEEE Access에 'A Unified Cartoon Rendering Framework for 3D Gaussian Splatting with Proxy Depth and Stylized Camera Modeling'이라는 제목으로 게재됐다.

김종현 교수는 "사실적 공간 복원에 주로 활용되던 3D 가우시안 스플래팅을 비사실적이고 표현적인 콘텐츠 제작 영역으로 확장한 성과"라며 "학부생이 핵심 아이디어 구현과 실험에 주도적으로 참여했다는 점에서도 의미가 크다"고 말했다. 인천=주관철 기자