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id: wiki-2026-0508-mipmap
title: Mipmap
category: 10_Wiki/Topics
status: verified
canonical_id: self
aliases: [mipmap, MIP map, LOD pyramid]
duplicate_of: none
source_trust_level: A
confidence_score: 0.9
verification_status: applied
tags: [graphics, gpu, texture, lod, sampling, opengl, vulkan]
raw_sources: []
last_reinforced: 2026-05-10
github_commit: pending
tech_stack: { language: glsl, framework: opengl-vulkan }
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# Mipmap

## 매 한 줄
> **"매 거리에 맞는 매 해상도"**. Mipmap 은 같은 텍스처를 1/2, 1/4, 1/8 … 로 미리 다운샘플해 둔 LOD 피라미드이며, 멀리 있는 픽셀이 작은 mip level 을 샘플링해 aliasing 과 메모리 대역폭을 동시에 줄인다.

## 매 핵심
### 매 동작 원리
- mip 0 = 원본 (e.g. 1024×1024), mip 1 = 512², mip 2 = 256², …, mip N = 1×1.
- 총 추가 메모리 = 원본의 약 33% (∑ 1/4ⁿ).
- 픽셀 footprint (∂u/∂x, ∂v/∂x …) → LOD λ 계산 → 적절 mip level 선택.

### 매 필터링
1. **Nearest mip + nearest** — 픽셀 단위 jitter.
2. **Nearest mip + linear (bilinear)** — mip 경계에서 hard switch.
3. **Linear mip + linear (trilinear)** — 두 mip level 사이 보간, 부드러움.
4. **Anisotropic** — 비스듬한 표면에서 footprint 가 늘어진 방향으로 더 많은 샘플 → 경사면 텍스처 선명.

### 매 효과
1. 멀리 있는 표면 aliasing/shimmering 제거.
2. cache hit ↑ (작은 mip 이 caches 에 잘 맞음).
3. fillrate / bandwidth 감소 → 모바일 GPU 에 특히 큼.

## 💻 패턴
### 1. OpenGL mipmap 자동 생성
```cpp
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA8, w, h, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, data);
glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR); // trilinear
```

### 2. Vulkan blit 으로 mip chain
```cpp
for (uint32_t i = 1; i < mipLevels; i++) {
    VkImageBlit blit{};
    blit.srcOffsets[1] = { mipW, mipH, 1 };
    blit.dstOffsets[1] = { mipW>1?mipW/2:1, mipH>1?mipH/2:1, 1 };
    vkCmdBlitImage(cmd, img, SRC_OPT, img, DST_OPT, 1, &blit, VK_FILTER_LINEAR);
}
```

### 3. Anisotropic
```cpp
GLfloat maxAniso;
glGetFloatv(GL_MAX_TEXTURE_MAX_ANISOTROPY_EXT, &maxAniso);
glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAX_ANISOTROPY_EXT, std::min(8.0f, maxAniso));
```

### 4. Shader 강제 LOD
```glsl
vec4 c = textureLod(tex, uv, 2.0);   // mip 2 강제
vec4 b = textureGrad(tex, uv, ddx, ddy);
```

### 5. LOD bias
```glsl
vec4 c = texture(tex, uv, -0.5);     // 한 단계 더 선명 (alias 위험)
```

### 6. Streaming / partial residency
- 전체 mip 중 큰 것은 disk, 작은 것만 GPU resident (Sparse texture / DirectStorage).

### 7. Pre-built KTX2 + BasisU
```bash
toktx --genmipmap --bcmp out.ktx2 input.png
```
오프라인 generate + GPU compressed format 으로 메모리 ↓.

## 매 결정 기준
| 상황 | 설정 |
|---|---|
| 일반 3D 씬 | Trilinear + Aniso 4-8x |
| 픽셀아트 / UI | mipmap off, nearest |
| 모바일 저사양 | Bilinear + Aniso 2x |
| 거대 월드 | Streaming + Sparse mip |
| Procedural noise | runtime mip 생성 또는 explicit LOD |

**기본값**: trilinear + aniso 4x, GPU 압축 (BC7/ASTC) + KTX2 로 사전 생성.

## 🔗 Graph
- Adjacent: [[Texture Compression]], [[KTX2]]

## 🤖 LLM 활용
**언제**: filtering 차이 설명, 메모리 계산 (×1.33), shader API snippet 초안.
**언제 X**: 특정 GPU 의 anisotropic 품질/성능 측정 (실측 필요).

## ❌ 안티패턴
- mipmap off + 작게 그리기 → moiré/shimmer.
- non-POT 텍스처에 자동 mip + GL ES 2 — 일부 드라이버 문제.
- runtime `glGenerateMipmap` 매 프레임 — 첫 업로드 1회만.
- UI atlas 에 mip 생성 — bleeding 으로 인접 셀 색상 침투.

## 🧪 검증 / 중복
- Verified. 신뢰도 A.

## 🕓 Changelog
| 날짜 | 변경 |
|---|---|
| 2026-05-08 | Phase 1 |
| 2026-05-10 | Manual cleanup |
