최근, NeRF(Neural Radiance Fields) 기술이 컴퓨터 그래픽 분야에서 많은 주목을 받고 있습니다. 이 심층 학습 기반 방법을 통해 사람들은 2차원 이미지로부터 3차원 장면을 재구성할 수 있습니다. NeRF 모델은 새로운 관점을 합성하고 장면의 기하학을 재구성하는 등의 다양한 용도로 사용할 수 있으므로, 이러한 모델을 보다 쉽게 훈련하기 위해 일반 카메라로 데이터를 수집하는 방법에 대해 생각하는 사람이 점점 늘어나고 있습니다. 이 기술에 대해 더 자세히 알고 싶은 전문가와 아마추어를 위해 이 글에서는 단계별 과정을 안내해 드립니다.
NeRF는 2020년에 처음 제안되었습니다. 이 기술의 핵심은 신경망을 구축하여 장면의 방사선장을 특성화하는 것입니다. 이 네트워크는 카메라의 공간적 위치와 시야 방향에 기초하여 장면의 밝기와 볼륨 밀도를 예측할 수 있습니다. 이 과정에는 다양한 각도에서 촬영한 이미지 데이터가 필요한데, 이 데이터는 기존의 볼륨 렌더링 기술을 통해 생성됩니다. 더 중요한 점은, 이 과정이 완전히 미분 가능하기 때문에 경사 하강법을 통해 예측 이미지와 실제 이미지 간의 오차를 최소화하여 더 정확한 모델을 훈련할 수 있다는 것입니다.
데이터 수집의 중요성정확한 NeRF 모델을 훈련하려면 첫 번째 단계로 다양한 각도의 이미지와 해당 카메라 포즈를 수집해야 합니다.
이러한 이미지에는 특수 카메라나 소프트웨어가 필요하지 않습니다. 모든 카메라가 SfM(Structure from Motion) 호환 데이터 세트를 캡처할 수 있습니다. 카메라의 위치와 방향을 추적할 수 있으면 후속 모델 학습을 수행할 수 있습니다. 많은 연구자들은 NeRF와 관련 기술을 평가하기 위해 합성 데이터도 사용합니다. 이미지와 해당 포즈는 제어되므로 정확도가 더 높습니다.
NeRF 훈련을 위한 데이터를 수집하기 위해 일반 카메라를 사용하려면 주의해야 할 몇 가지 핵심 사항이 있습니다.
<저>데이터를 수집하는 동안 향후 분석 및 비교를 용이하게 하기 위해 몇 가지 참조 이미지를 촬영하는 것이 좋습니다.
데이터를 수집하면 다음 단계는 모델을 처리하고 훈련하는 것입니다. 성경 이미지를 클릭하고 촬영 과정에서 주요 포인트가 포착되었는지 확인하여 나중에 분석할 수 있도록 하세요. 또한 전체 학습 과정이 역전파 방식이기 때문에 오류를 줄이기 위해 모델을 반복적으로 조정해야 합니다. 즉, 수집된 데이터가 많을수록 모델의 정확도가 높아집니다.
NeRF 기술이 계속 발전하고 인기를 얻으면서 콘텐츠 생성, 의료 영상, 로봇 공학, 자동화와 같은 분야에서 잠재적으로 응용될 수 있는 가능성이 점점 더 분명해지고 있습니다. 콘텐츠 제작자에게 NeRF가 제공하는 실시간 3D 효과는 제작 비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 시각적 효과의 사실성도 향상시킬 수 있습니다. 의료 영상 분야에서 NeRF는 CT 스캔을 보다 정확하게 재구성하여 방사선 사용을 줄이고 환자 안전을 개선할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
기술의 지속적인 혁신으로 NeRF 모델의 훈련이 점점 더 쉬워질 것입니다. 미래에는 일반 사용자가 일반 카메라만 사용해도 데이터를 수집하고 고품질 3D 모델을 학습할 수 있게 될 것입니다. 이는 모든 사람이 디지털 아티스트가 된다는 걸 의미할까?