[G1-Sync] Manual knowledge update
This commit is contained in:
Antigravity Agent
@@ -2,99 +2,149 @@
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id: wiki-2026-0508-texture-atlas
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title: Texture Atlas
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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-71CA1F]
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aliases: [P-Reinforce-AUTO-71CA1F, Sprite Sheet, Atlas, Texture Sheet]
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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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confidence_score: 0.95
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verification_status: applied
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tags: [graphics, gpu, texture, draw-call, optimization]
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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 - Texture Atlas"
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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: GLSL / TypeScript
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framework: Three.js / WebGL2 / Unity / Unreal
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# [[Texture Atlas|Texture Atlas]]
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# Texture Atlas
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## 📌 한 줄 통찰 (The Karpathy Summary)
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> 텍스처 아틀라스(Texture Atlas)는 여러 개의 개별 텍스처 이미지를 하나의 커다란 텍스처 시트(Texture Sheet)로 병합하여 사용하는 렌더링 최적화 기법이다. `[[InstancedMesh|InstancedMesh]]` 환경에서 모든 인스턴스가 동일한 재질을 공유해야 하는 한계를 극복하고, 개별 인스턴스마다 다른 텍스처를 적용하기 위한 필수적인 우회 기법으로 활용된다. 이를 통해 텍스처 바인딩 횟수를 줄이고 드로우 콜([[Draw Call|Draw Call]])을 최소화하여 성능을 크게 향상시킬 수 있다.
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## 매 한 줄
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> **"매 매 sprite/material 의 별도 texture 의 X — 매 single big texture 의 sub-rect 의 share, 매 draw-call 의 batch"**. 1990s arcade hardware 매 origin (sprite sheet) → 2010s mobile GL 매 standard → 2026 매 bindless texture (Vulkan 1.3, WebGPU)+ virtual texturing 의 era. 매 atlas 매 매 still 매 fundamental.
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## 📖 구조화된 지식 (Synthesized Content)
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- **드로우 콜 및 텍스처 바인딩 감소:**
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각기 다른 텍스처를 사용하는 다수의 객체들을 개별적으로 렌더링하면 객체마다 새로운 드로우 콜과 텍스처 바인딩 오버헤드가 발생한다 [1, 2]. 텍스처 아틀라스를 사용하면 여러 재질의 텍스처를 하나의 큰 이미지(예: 4096x4096 해상도)로 결합하여, 단일 드로우 콜과 한 번의 텍스처 바인딩만으로 수많은 객체를 렌더링할 수 있다 [1, 3]. 이 기법은 텍스처 전환 비용을 없애 GPU 캐시 효율을 높이며 복잡한 씬에서 렌더링 속도를 30-40% 향상시킨다 [4].
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## 매 핵심
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- **InstancedMesh와의 연동 방식:**
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`InstancedMesh`는 단일 드로우 콜로 여러 객체를 그리지만, 구조적으로 모든 인스턴스가 동일한 셰이더 프로그램과 텍스처 유닛을 공유해야 한다는 제약이 있다 [5]. 따라서 인스턴스마다 다른 텍스처를 표현하려면 텍스처 아틀라스를 적용한 뒤, 각 인스턴스 속성(Instance Attribute)으로 UV 좌표 오프셋([[UV Offset|UV Offset]])을 전달하여 아틀라스 내의 정확한 영역을 참조하도록 셰이더를 구성해야 한다 [5-7].
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### 매 4 motivation
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- **Draw-call reduction**: 매 same-material batch — 매 매 mobile GPU 매 critical.
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- **Texture switch cost**: 매 GPU 의 texture-binding 매 stall — 매 atlas 매 single bind.
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- **Cache locality**: 매 nearby UV 의 same memory page.
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- **Compression efficiency**: 매 큰 texture 의 BC7/ASTC 의 better ratio.
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- **경계선 블리딩([[Edge Bleeding|Edge Bleeding]]) 및 구조적 한계점:**
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텍스처 아틀라스의 가장 큰 단점은 밉맵([[Mipmap|Mipmap]]) 생성이나 텍스처 필터링 과정에서 인접한 텍스처 이미지의 색상이 서로 섞여버리는 경계선 블리딩 현상이다 [2, 5]. 이를 방지하기 위해서는 아틀라스 내 텍스처들 사이에 패딩(Padding) 여백을 두어야 하는데, 이는 결국 GPU 메모리의 낭비로 이어진다 [2]. 더불어 셰이더 내에서 복잡한 UV 오프셋 계산 알고리즘을 유지해야 하는 부담이 수반된다 [2, 5].
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### 매 trade-off
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- **Bleeding**: 매 mipmap + 매 bilinear 매 인접 sub-rect 의 sample → 매 padding (2-4 px) 의 필요.
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- **Wrap mode**: 매 atlas 매 `REPEAT` 의 incompatible — 매 `CLAMP_TO_EDGE` 만.
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- **Update cost**: 매 sub-rect 의 update 매 entire texture 의 re-upload 의 risk (mitigated by `texSubImage`).
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- **대안 기술: 텍스처 배열 ([[Data Array Textures|Data Array Textures]]):**
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아틀라스의 단점을 해결하기 위한 현대적인 대안으로 데이터 배열 텍스처(Data Array Textures)가 사용된다 [8]. 이는 텍스처를 2D 레이어들이 쌓인 형태로 관리하여 경계선 블리딩 현상을 원천 차단하고, 네이티브 텍스처 래핑과 독립적인 밉맵 생성을 지원한다 [8]. 하지만 배열 텍스처는 포함된 모든 레이어의 텍스처 해상도가 완전히 동일해야 한다는 엄격한 제약 조건을 갖는다 [5, 9].
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### 매 응용
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1. 2D game sprite (Phaser, Pixi.js).
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2. 3D static prop (Unreal lightmap atlas).
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3. Font (signed-distance-field atlas).
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4. UI icon system.
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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:** Programming & Language 분야의 자동 자산화 수행.
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## 💻 패턴
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## 🔗 지식 연결 (Graph)
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- **Related Topics:** [[InstancedMesh|InstancedMesh]], Draw Call, UV Offset, [[Edge Bleeding|Edge Bleeding]], [[Data Array Textures|Data Array Textures]], BatchedMesh
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- **Projects/Contexts:** [[Three.js 렌더링 최적화|Three.js 렌더링 최적화]], [[WebGL 모바일 GPU 성능 관리|WebGL 모바일 GPU 성능 관리]]
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- **Contradictions/Notes:** 소스 문헌들은 텍스처 아틀라스가 드로우 콜을 획기적으로 줄여주는 필수 최적화 기법임을 인정하면서도, 경계선 블리딩(Edge Bleeding) 방지를 위한 패딩으로 인한 메모리 낭비와 UV 연산 복잡성 증가라는 명확한 단점을 지적한다. 그 대안으로 배열 텍스처(Array Textures)가 추천되지만, 다양한 해상도의 텍스처를 혼합해 써야 할 경우에는 여전히 텍스처 아틀라스를 사용해야 한다는 트레이드오프가 존재한다 [2, 5, 9].
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*Last updated: 2026-04-19*
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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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|------|-----------|-----------|--------|
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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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### Pattern 1: 매 atlas 의 build (offline, TexturePacker / 매 자체)
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```ts
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// 매 자체 packer 매 simple max-rects
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import { MaxRectsPacker } from 'maxrects-packer';
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const packer = new MaxRectsPacker(2048, 2048, 2 /* padding */);
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||||
const inputs = [
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||||
{ width: 64, height: 64, name: 'icon-a' },
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||||
{ width: 128, height: 96, name: 'icon-b' },
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||||
// ...
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||||
];
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||||
packer.addArray(inputs);
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||||
const atlasJson = packer.bins[0].rects.map((r) => ({
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name: r.data?.name, x: r.x, y: r.y, w: r.width, h: r.height,
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}));
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// 매 actual pixel composition 매 sharp / canvas 의 use
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```
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## 🤔 의사결정 기준 (Decision Criteria)
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### Pattern 2: 매 Three.js 매 sub-UV
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```ts
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import * as THREE from 'three';
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const atlas = new THREE.TextureLoader().load('/atlas.png');
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atlas.wrapS = atlas.wrapT = THREE.ClampToEdgeWrapping;
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**선택 A를 써야 할 때:**
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- *(TODO)*
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// rect: { x: 64, y: 0, w: 64, h: 64 } in 1024x1024 atlas
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const u0 = 64 / 1024, v0 = 0 / 1024;
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||||
const du = 64 / 1024, dv = 64 / 1024;
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||||
const geom = new THREE.PlaneGeometry(1, 1);
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||||
geom.setAttribute('uv', new THREE.Float32BufferAttribute([
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||||
u0, v0 + dv,
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||||
u0 + du, v0 + dv,
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u0, v0,
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||||
u0 + du, v0,
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], 2));
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```
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||||
**선택 B를 써야 할 때:**
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- *(TODO)*
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### Pattern 3: 매 dynamic atlas (`texSubImage2D`)
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```ts
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// runtime 매 새 sprite 의 add (e.g., user avatar)
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gl.bindTexture(gl.TEXTURE_2D, atlasTex);
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||||
gl.texSubImage2D(gl.TEXTURE_2D, 0, x, y, w, h, gl.RGBA, gl.UNSIGNED_BYTE, pixels);
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||||
```
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||||
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||||
**기본값:**
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||||
> *(TODO)*
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||||
### Pattern 4: 매 SDF font atlas (msdfgen)
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```glsl
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// fragment shader 매 매 distance field 의 alpha 의 derive
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in vec2 vUv;
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uniform sampler2D uMsdf;
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float median(vec3 v) { return max(min(v.r,v.g),min(max(v.r,v.g),v.b)); }
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||||
out vec4 fragColor;
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||||
void main() {
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||||
vec3 s = texture(uMsdf, vUv).rgb;
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||||
float d = median(s) - 0.5;
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||||
float alpha = smoothstep(-0.05, 0.05, d);
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||||
fragColor = vec4(1.0, 1.0, 1.0, alpha);
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}
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||||
```
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## ❌ 안티패턴 (Anti-Patterns)
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### Pattern 5: 매 array texture 매 atlas alternative (WebGL2)
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```ts
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const tex = gl.createTexture();
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||||
gl.bindTexture(gl.TEXTURE_2D_ARRAY, tex);
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||||
gl.texImage3D(gl.TEXTURE_2D_ARRAY, 0, gl.RGBA8, 256, 256, layers, 0, gl.RGBA, gl.UNSIGNED_BYTE, null);
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||||
// 매 layer 별 upload — 매 bleeding X, wrap OK, but 매 same size 의 require
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```
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- **[안티패턴]:** *(TODO: 무엇을 하면 안 되는가 + 이유 + 대신 무엇을)*
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## 매 결정 기준
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| 상황 | Approach |
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|---|---|
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| 매 매 same size 의 sprite | Array texture (no bleed) |
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| 매 매 mixed size, mobile | Atlas + 2-4 px padding + CLAMP |
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| 매 매 procedural / runtime sprite add | Dynamic atlas + `texSubImage` |
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| 매 매 large unique texture (terrain) | Virtual / sparse texture |
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| 매 font | SDF / MSDF atlas |
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| 매 modern desktop / WebGPU | Bindless / array — atlas 의 less critical |
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**기본값**: 2048x2048 atlas + 2px padding + CLAMP_TO_EDGE + offline packer (TexturePacker / sharp).
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## 🔗 Graph
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- 부모: [[Texture]] · [[GPU Memory]]
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- 변형: [[Array Texture]] · [[Virtual Texturing]] · [[SDF Font Atlas]]
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- 응용: [[Draw Call]] · [[BatchedMesh 및 InstancedMesh 성능 벤치마크]] · [[Sprite Rendering]]
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||||
- Adjacent: [[Frustum Culling]] · [[Geometry Merging]] · [[Data Array Textures]]
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## 🤖 LLM 활용
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**언제**: 매 atlas layout 의 design (rect packing strategy), 매 padding/wrap bug 의 diagnose, 매 SDF shader 의 derivation.
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**언제 X**: 매 actual pixel composition — 매 CLI tool (TexturePacker, sharp) 의 더 reliable.
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## ❌ 안티패턴
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- **매 padding 의 X** + 매 mipmap → 매 visible bleeding seam.
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- **매 atlas 의 `REPEAT` 의 expectation** — 매 sub-rect 매 wrap mode 의 incompatible.
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- **매 atlas 의 over-large** (> 4096 매 mobile) — 매 GPU memory + 매 fillrate cost.
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- **매 매 frame 매 atlas 의 rebuild** — 매 GPU upload cost 매 huge. 매 dirty-rect partial update.
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- **매 매 sprite 의 별도 atlas** — 매 batching 의 defeat 의 purpose.
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## 🧪 검증 / 중복
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- Verified (Real-Time Rendering 4e Ch.6, Three.js docs r170, msdfgen Chlumský 2017).
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- 신뢰도 A.
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- 중복 risk: [[Sprite Sheet]] (alias).
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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 — atlas motivation, packer/Three.js/SDF/array texture patterns 정리 |
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Reference in New Issue
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