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id: P-REINFORCE-AI-AC09DA
category: "[[10_Wiki/💡 Topics/Graphics & Performance]]"
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tags: []
last_reinforced: 2026-04-20
github_commit: "[P-Reinforce] Batch 9 - Wikified 3D Gaussian Splatting (3DGS)"
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# [[3D Gaussian Splatting (3DGS)]]

## 📌 한 줄 통찰 (The Karpathy Summary)
> 3D Gaussian Splatting (3DGS)은 3D 스플랫(splat)들로 구성된 명시적 표현을 사용하여 고품질의 실시간 렌더링을 구현하는 혁신적인 기법이다 [1, 2]. 각 3D 가우시안은 중심 위치, 3D 공분산 행렬, 최대 불투명도, 그리고 구면 조화(Spherical Harmonics) 계수를 활용한 시점 종속적 색상으로 정의된다 [2]. 올바른 렌더링을 위해 카메라로부터의 거리를 기준으로 가우시안들을 뒤에서 앞으로 정렬(depth sorting)하고 알파 블렌딩(alpha-blending)하는 과정이 필수적이며 [3, 4], 미분 가능한 특성 덕분에 브라우저 환경에서 고품질 재구성 및 생성적 3D 모델링에 활발히 응용되고 있다 [1].

## 📖 구조화된 지식 (Synthesized Content)
- **기본 동작 원리와 렌더링 구조:**
  3DGS는 장면을 구성하는 3D 가우시안들을 2D 이미지 평면으로 투영하여 렌더링을 수행한다 [2, 4]. 투영된 2D 공분산 행렬과 학습된 불투명도를 기반으로 각 픽셀에 대한 알파 기여도를 계산하며, 카메라 시점 방향에 따른 구면 조화 함수를 평가하여 반사 효과 및 최종 색상을 결정한다 [2, 4]. 투명도를 올바르게 처리하기 위해 수백만 개의 가우시안을 매 프레임마다 카메라와의 거리에 따라 뒤에서 앞으로 정렬해야 하는 막대한 연산이 요구된다 [3-5].

- **WebGL 환경에서의 성능 한계 및 오류:**
  기존의 WebGL API는 범용적인 GPU 연산(Compute) 기능을 지원하지 않아, 3DGS의 핵심인 깊이 정렬 작업을 JavaScript나 WebAssembly를 통해 CPU에 오프로드해야 한다 [6-8]. 이는 CPU가 정렬을 마친 뒤 큰 버퍼를 GPU로 업로드하고 드로우 콜을 발생시켜야 하는 심각한 동기화 병목 현상을 유발하며, 장면이 복잡해질수록 16.67ms의 프레임 예산을 맞추지 못하게 만든다 [6, 8]. 실제로 CesiumJS와 같은 시스템에서는 대규모 데이터셋 처리 시 1프레임 내에 정렬이 끝나지 않아 여러 개의 Promise 체인이 서로 간섭하는 경합 조건(race condition)이 발생하며, 이로 인해 모델이 깜빡이거나 렌더링되지 않는 WebGL 오류 및 마이크로 스터터링(micro-stuttering)이 보고되었다 [9-12].

- **WebGPU 및 WebSplatter를 통한 GPU 파이프라인 최적화:**
  WebGL의 구조적 한계를 극복하기 위해 WebGPU의 컴퓨트 셰이더(Compute Shader)를 활용하는 접근법이 대두되었다 [6, 7, 13]. 대표적으로 WebSplatter 프레임워크는 깊이 정렬과 시점 적응형 평가를 모두 GPU 연산으로 이전하여 CPU-GPU 간의 동기화 오버헤드를 제거하였다 [6, 14]. 특히 WebGPU 환경에 글로벌 아토믹(global atomics) 기능이 부족한 점을 우회하기 위해, 하드웨어 스케줄링에 구애받지 않는 '대기 없는(wait-free) 계층적 기수 정렬(radix sort)' 알고리즘을 도입하였다 [6, 15, 16]. 또한, 래스터화 이전 단계에서 불투명도 및 시야 범위(Bounding Box)를 기준으로 화면 밖 스플랫을 선제적으로 제거하는 동적 컬링(culling)을 적용하여 메모리 대역폭과 오버드로우를 크게 줄였다 [15, 17-19].

## ⚠️ 모순 및 업데이트 (Contradictions & RL Update)
- **과거 데이터와의 충돌:** 신규 문서로, 기존 정보와의 충돌 분석 예정.
- **정책 변화:** Graphics & Performance 카테고리의 지식 연결망 강화를 위한 표준 위키화 적용.

## 🔗 지식 연결 (Graph)
- **Related Topics:** [[WebGPU]], [[WebGL]], [[Compute Shader]]
- **Projects/Contexts:** [[WebSplatter]], [[CesiumJS]]
- **Contradictions/Notes:** WebGL 기반의 기존 3DGS 구현은 정렬 작업을 CPU에 의존하므로 동기화 병목과 프레임 지연이 발생하지만, WebGPU 기반의 WebSplatter는 파이프라인 전체를 GPU에서 병렬 연산함으로써 기존 웹 뷰어 대비 최대 4.5배의 렌더링 속도 향상과 낮은 메모리 소모를 달성한다 [6, 8, 15, 20].

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*Last updated: 2026-04-19*
- Raw Source: [[00_Raw/2026-04-20/3D Gaussian Splatting (3DGS).md]]
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