[G1-Sync] Manual knowledge update
This commit is contained in:
Antigravity Agent
+127
-67
@@ -2,92 +2,152 @@
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id: wiki-2026-0508-lod
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title: LOD
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category: 10_Wiki/Topics
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status: needs_review
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status: verified
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canonical_id: self
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aliases: [P-Reinforce-AUTO-D34DEB]
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aliases: [Level of Detail, Mesh LOD, Mipmap, Nanite]
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duplicate_of: none
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source_trust_level: A
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confidence_score: 0.9
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tags: [auto-reinforced]
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verification_status: applied
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tags: [3d, graphics, rendering, gamedev, optimization, unreal, unity]
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raw_sources: []
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last_reinforced: 2026-04-20
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github_commit: "[P-Reinforce] Continuous Worker - LOD"
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inferred_by: Claude Opus 4.7 (auto-normalize 2026-05-08)
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last_reinforced: 2026-05-10
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github_commit: pending
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tech_stack:
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language: unspecified
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framework: unspecified
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language: cpp
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framework: unreal
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# [[LOD|LOD]]
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# LOD (Level of Detail)
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## 📌 한 줄 통찰 (The Karpathy Summary)
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> LOD(Level of Detail)는 카메라와의 거리에 따라 고해상도(High-poly) 모델을 저해상도(Low-poly) 버전으로 동적으로 교체하여 렌더링 성능을 향상시키는 기법이다 [1, 2]. 대규모 3D 씬에서 먼 거리에 있는 객체의 기하학적 복잡도를 극적으로 낮추거나 단순한 평면(Impostor)으로 대체하여 불필요한 GPU 연산을 방지한다 [2, 3]. 이 시스템을 적절히 활용하면 프레임 속도 안정화에 기여하고 전체 씬의 폴리곤 수 및 GPU 처리량을 획기적으로 줄일 수 있다 [1, 4].
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## 매 한 줄
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> **"매 멀면 단순, 가까우면 정밀"**. 거리/스크린 사이즈 기반으로 mesh, texture, shader 의 디테일을 단계적으로 낮춰 GPU 비용을 절감. 2026 현재 Unreal **Nanite** 가 mesh LOD 를 자동화하면서 표준이 변하는 중.
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## 📖 구조화된 지식 (Synthesized Content)
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- **LOD의 작동 원리 및 성능 이점:** 렌더링 엔진은 매 프레임마다 카메라와 객체 간의 거리를 측정하여 미리 정의된 적절한 LOD 수준으로 모델을 자동 전환한다 [5]. 일반적으로 가장 가까운 뷰(예: 50,000 폴리곤), 중간 거리, 원거리, 극단적 원거리(500 폴리곤 임포스터) 등 3~5단계의 LOD를 구성하는 방식이 사용된다 [5, 6]. 이 동적 스위칭은 GPU 프래그먼트 처리를 60~75% 절감하고 평균 폴리곤 수를 60~80% 감소시켜 프레임 속도를 크게 높인다 [4, 5].
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- **[[Instancing|Instancing]]과의 결합 및 스킨드 메쉬 최적화:** 기본적으로 지오메트리 LOD는 각 LOD 단계별로 별도의 인스턴스 스택을 구성하지 않는 한 인스턴싱(Instancing)과 함께 사용하기 까다롭다 [7]. 그러나 `[[InstancedMesh2|InstancedMesh2]]`와 같은 확장 라이브러리를 사용하면 개별 인스턴스에 대해서도 LOD 관리가 가능하다 [8, 9]. 애니메이션이 적용된 스킨드 메쉬(Skinned Mesh)의 경우, 기하학적 폴리곤뿐만 아니라 뼈대(Bone) 연산까지 LOD 단계에 맞춰 줄이고 관련 텍스처 크기(예: 32x32에서 8x8 해상도로 축소)를 대폭 삭감함으로써 렌더링 부하를 최소화할 수 있다 [10-12].
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- **팝핑(Popping) 현상 극복 및 CAD 렌더링 적용:** 단계별로 모델을 교체하는 이산형(Discrete) LOD 시스템은 전환 시 모델이 튀어 보이는 '팝핑' 현상이 발생할 수 있으며, 이는 정밀한 시각화가 필요한 CAD 환경에서는 부적합할 수 있다 [13]. 이를 해결하기 위해 동적으로 폴리곤을 단순화하는 연속적 LOD(Continuous LOD) 기법이나, 디더(Dither) 패턴을 활용해 두 단계의 LOD 모델을 겹쳐서 렌더링하여 부드럽게 전환하는 '디더링된 LOD 블렌드(Dithered LOD Blend)' 기술이 사용되기도 한다 [14].
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- **사용 시 주의사항 및 병목 해결의 순서:** 런타임에 동적으로 단순화된 지오메트리를 생성하여 LOD로 할당하는 방식은 엔진에 과도한 오버헤드를 유발하여 오히려 렌더링 성능을 악화시킬 수 있다 [15-17]. 따라서 모델 익스포트 단계에서 정적인 여러 LOD 단계를 미리 생성해 두는(Pre-created) 방식이 효과적이다 [18]. 또한, LOD는 애플리케이션이 드로우 콜([[Draw Call|Draw Call]]) 병목이 아닌 삼각형 처리 수(Tri[[ANGLE|ANGLE]] count) 한계에 도달했을 때 마지막 수단으로 고려해야 하는 최적화 기법이다 [17, 19, 20].
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## 매 핵심
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## ⚠️ 모순 및 업데이트 (Contradictions & Updates)
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- **과거 데이터와의 충돌:** 자동화 엔진에 의해 매핑된 지식으로, 추후 정밀 검증 필요.
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- **정책 변화:** AI 분야의 자동 자산화 수행.
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### 매 종류
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1. **Mesh LOD (geometric)**: 폴리곤 수 다르게 (LOD0=원본, LOD3=단순화).
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2. **Texture LOD (mipmap)**: 1/2, 1/4, 1/8 ... 미리 down-sample.
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3. **Shader LOD**: 거리 따라 PBR → unlit, 그림자 off.
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4. **Imposter / Billboard**: 매우 멀면 평면에 렌더된 이미지.
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5. **Virtualized geometry (Nanite)**: per-pixel cluster 선택, 명시적 LOD 불필요.
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## 🔗 지식 연결 (Graph)
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- **Related Topics:** [[Frustum Culling|Frustum Culling]], Billboard impostors, [[InstancedMesh|InstancedMesh]], Draw Calls, [[Mipmap|Mipmap]]s
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- **Projects/Contexts:** Three.js, React Three Fiber (Drei 라이브러리의 `<Detailed />` 컴포넌트 [1]), [[InstancedMesh2|InstancedMesh2]], CAD Rendering
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- **Contradictions/Notes:** 소스에 따르면 LOD는 거리에 따라 렌더링 부하를 줄여주는 강력한 툴이지만, 런타임에 지오메트리 버전을 동적으로 연산하여 생성하려는 시도는 오히려 큰 성능 저하를 초래할 수 있으므로 상황(정적 자산 중심)에 맞게 적용해야 한다고 지적한다 [16-18].
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### 매 전환 기준
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- 화면 면적 (screen-space pixel size).
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- 거리 (camera 와 object).
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- 시야각 / fov.
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- Hysteresis (왔다갔다 깜빡임 방지).
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*Last updated: 2026-04-19*
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### 매 알고리즘
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- Mesh 단순화: **Quadric Edge Collapse** (Garland-Heckbert), Meshoptimizer.
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- Mipmap 생성: trilinear, anisotropic.
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- HLOD: 멀리 있는 여러 object 를 하나의 mesh 로 합침.
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## 💻 패턴
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## 🤖 LLM 활용 힌트 (How to Use This Knowledge)
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**언제 이 지식을 쓰는가:**
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- *(TODO)*
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**언제 쓰면 안 되는가:**
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- *(TODO)*
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## 🧪 검증 상태 (Validation)
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- **정보 상태:** needs_review
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- **출처 신뢰도:** A
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- **검토 이유:** *(P-Reinforce Phase 1 자동 정규화. 본문 검증 필요.)*
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## 🧬 중복 검사 (Duplicate Check)
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- **기존 유사 문서:** *(TODO: 인덱서 클러스터 리포트 참조)*
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- **처리 방식:** UPDATE (자동 정규화)
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- **처리 이유:** Phase 1 정규화 — 옛 템플릿/누락 필드 보강.
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## 🕓 변경 이력 (Changelog)
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| 날짜 | 변경 내용 | 처리 방식 | 신뢰도 |
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| 2026-05-08 | P-Reinforce Phase 1 정규화 (frontmatter + 헤더 표준화) | UPDATE | A |
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## 💻 코드 패턴 (Code Patterns)
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**패턴 1:** *(TODO: 이 프로젝트 컨벤션 반영한 구조 스켈레톤)*
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```text
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# TODO
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### Unity LODGroup
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```csharp
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var lodGroup = gameObject.AddComponent<LODGroup>();
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LOD[] lods = new LOD[] {
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new LOD(0.6f, new[] { lod0Renderer }), // > 60% screen
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new LOD(0.3f, new[] { lod1Renderer }),
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new LOD(0.1f, new[] { lod2Renderer }),
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new LOD(0.01f, new[] { billboardRenderer }),
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};
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lodGroup.SetLODs(lods);
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lodGroup.RecalculateBounds();
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||||
```
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## 🤔 의사결정 기준 (Decision Criteria)
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### Unreal: StaticMesh LOD 자동 생성
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```cpp
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// Editor 에서: StaticMesh -> LOD Settings -> Auto Compute
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// 또는 Python:
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mesh.set_editor_property("lod_group", "LargeProp")
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mesh.build_from_mesh_descriptions(lod_descs)
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```
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||||
**선택 A를 써야 할 때:**
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- *(TODO)*
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### meshoptimizer (cross-engine)
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```cpp
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#include "meshoptimizer.h"
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||||
size_t target = (size_t)(index_count * 0.25f); // 25%
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||||
float error;
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||||
size_t new_count = meshopt_simplify(
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||||
new_indices, indices, index_count,
|
||||
&vertices[0].x, vertex_count, sizeof(Vertex),
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||||
target, /*target_error*/ 0.05f, /*options*/ 0, &error);
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```
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||||
**선택 B를 써야 할 때:**
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- *(TODO)*
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### Three.js LOD
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||||
```javascript
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import { LOD, Mesh } from "three";
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const lod = new LOD();
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lod.addLevel(meshHigh, 0);
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lod.addLevel(meshMid, 50);
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||||
lod.addLevel(meshLow, 200);
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||||
lod.addLevel(billboard, 500);
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||||
scene.add(lod);
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||||
// 매 프레임 자동 update from camera distance
|
||||
```
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||||
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||||
**기본값:**
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||||
> *(TODO)*
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||||
### Mipmap 생성 (GL)
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```cpp
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glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, tex);
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glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA8, w, h, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, pixels);
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||||
glGenerateMipmap(GL_TEXTURE_2D);
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||||
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR);
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||||
```
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## ❌ 안티패턴 (Anti-Patterns)
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### Distance-based shader LOD (HLSL pseudo)
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```hlsl
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float dist = length(WorldPos - CameraPos);
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if (dist < 50) col = FullPBR(...);
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else if (dist < 200) col = SimplifiedPBR(...);
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||||
else col = AlbedoOnly(...);
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||||
```
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||||
- **[안티패턴]:** *(TODO: 무엇을 하면 안 되는가 + 이유 + 대신 무엇을)*
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||||
### Hysteresis 적용
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||||
```csharp
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float threshold = 50f;
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float hyst = 5f;
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||||
if (state == LOD0 && dist > threshold + hyst) state = LOD1;
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||||
else if (state == LOD1 && dist < threshold - hyst) state = LOD0;
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||||
```
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## 매 결정 기준
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| 시나리오 | 전략 |
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|---|---|
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| 오픈월드 무수한 풀/돌 | HLOD + imposter |
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| 캐릭터 (animation 있음) | manual LOD0-2, skinning weight 보존 |
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| Unreal 5 hi-poly | Nanite (자동) |
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| 모바일 | 적극적 LOD + mipmap, draw call 우선 |
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| VR (스테레오) | 양 눈 모두 비싸니 LOD 더 공격적 |
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**기본값**: Unreal 5 → Nanite 켜고 끝. 다른 엔진 → mesh LOD 3-4단계 + mipmap.
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## 🔗 Graph
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- 부모: [[3D-Rendering]], [[GPU-Optimization]]
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- 변형: [[Nanite]], [[HLOD]], [[Imposter]], [[Mipmap]]
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- 응용: [[Open-World]], [[Mobile-3D]], [[VR]]
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- Adjacent: [[Frustum-Culling]], [[Occlusion-Culling]], [[Mesh-Simplification]]
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## 🤖 LLM 활용
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**언제**: 폴리곤 많은 scene, 모바일/VR, 카메라 distance 변화 큼, 같은 prop 다수 instancing.
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**언제 X**: UI/2D, scene 전체가 가까운 카메라 (LOD 전환 안 일어남).
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## ❌ 안티패턴
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- **LOD 전환 popping**: 단계 차이 크고 hysteresis 없음 → 깜빡거림.
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- **Skinning 메쉬 강제 단순화**: deformation 깨짐, 캐릭터는 수작업.
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- **Mipmap off**: aliasing + bandwidth 폭증.
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- **너무 많은 LOD level**: 메모리 낭비, 4단계 정도가 sweet spot.
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- **Nanite 인 척하면서 모든 mesh translucent**: Nanite 는 opaque 위주.
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## 🧪 검증 / 중복
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- Unreal 5 Nanite docs, Unity LODGroup, meshoptimizer (zeux).
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- Garland & Heckbert 1997 (Quadric Error Metrics).
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- 신뢰도 A.
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## 🕓 Changelog
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| 날짜 | 변경 |
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|---|---|
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| 2026-05-08 | Phase 1 |
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| 2026-05-10 | Manual cleanup — Nanite 반영, Unity/Unreal/Three.js/meshopt 패턴 |
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