모바일 기기에서 3D 렌더링 하는 AI 반도체 개발

KAIST, "3D 그래픽 편집 AI로 손쉽게...GPU보다 900배 이상 빨라"

KAIST(총장 이광형)는 모바일 기기에서 실사에 가까운 3D 렌더링을 할 수 있는 인공지능(AI) 반도체를 개발했다고 7일 밝혔다.

블렌더 같은 복잡한 소프트웨어 없이 3D 그래픽 편집과 디자인을 AI 학습으로 대체할 수 있으리란 기대다. 3D 영상 캡처 스튜디오가 필요없어 3D 모델 제작 비용도 줄일 수 있다.

메타브레인 데모 화면 (자료=KAIST)

이 학교 유희준 전기및전자공학부 교수 연구팀이 개발한 AI 반도체 '메타브레인(MetaVRain)'은 사람의 시각적 인식 방식을 응용했다. 사람이 사물을 기억할 때 대략적 윤곽에서 시작해 점점 형태를 구체화한다. 또 직전에 본 물체라면 이를 토대로 현재의 물체가 어떻게 생겼는지 바로 추측한다. 이러한 사람의 인지 과정을 모방, 저해상도 복셀을 통해 미리 사물의 대략적 형태를 파악하고 과거 렌더링했던 결과를 토대로 현재 렌더링할 때 필요한 연산량을 최소화했다.

메타브레인은 인공지능 기반 3D 렌더링 기술에 최적화되어, 최대 100FPS 이상의 렌더링 속도를 기록했다. 기존 GPU보다 911배 빠른 속도다. 1개 영상화면 처리 당 소모에너지를 나타내는 에너지효율 역시 GPU보다 2만 6천400배 높았다. VR 및 AR 헤드셋, 모바일 기기에서도 AI 기반 실시간 렌더링의 가능성을 열었다는 설명이다.

연구진이 개발한 메타브렌 기반 3D 렌더링 응용 시스템은 AI가 사용자가 주는 이미지를 재학습, 3D 모델의 스타일을 손쉽게 바꿀 수 있다. 사용자 얼굴을 본떠 실제에 가까운 3D 아바타를 만들거나, 각종 구조물들의 3D 모델을 만들고 영화 제작 환경에 맞춰 날씨를 바꾸는 등 다양한 응용이 가능하리란 기대다.

유회준 교수는 "이번 연구는 인공지능이 사람의 공간 인지 능력을 모방해 사람이 사물을 인식하고 표현하는 방법을 차용함으로써 효율적인 3D 그래픽스를 가능케 한 연구"라고 말했다.

이 연구는 최근 미국 샌프란시스코에서 열린 국제고체회로설계학회(ISSCC)에서 발표됐다.