glTF - GL 전송 형식 (GL Transmission Format)

glTF는 3D 모델의 JPEG로 설명됩니다.

새로운 표준의 발표

 2015년 10월 19일 미국 샌프란시스코에서 열린 HTML5 DevCon(개발자 대회)에서는 그래픽스 분야의 대표적인 Open Consortium인 Khronos Group이 glTF(OpenGL Transmission Format) 표준을 발표했다. 이날은 마침 미국 휴스턴에서 Khronos Group의 대표적 표준 심의 회의인 Khronos F2F meeting(face-to-face meeting)이 열리는 첫날이기도 해서, 양쪽 회의 모두에서 glTF 표준의 발표가 가장 큰 화제에 올랐다.

 디지털 자료를 교환해야 하는 분야에서는 전체적으로 실질적 표준으로 사용되는 데이터 포맷(data format)이 굳건하게 확보된 경우가 많다. 오디오 분야에서는 mp3, 비디오 분야에서는 h.264, 이미지 분야에서는 jpeg, 이런 식으로 확실한 파일 포맷이 널리 사용되고 있다. 반면에, 3D 그래픽스 분야에서는 아직까지 확실한 파일 포맷이 확보되지 않았다. 물론, Wavefront OBJ 포맷이나, STL(STereoLithography) 포맷 등이 비교적 널리 사용되는 편이지만, 이들은 제한된 용도로 일부 응용에 적합한 정도이다.

 3D 그래픽스 분야의 파일 포맷이 확립되지 못하다 보니, 시장에서는 여러 가지 포맷들이 혼용되고 있고, 그 결과로 응용 프로그램 또는 앱 개발자들은 어떠한 포맷을 사용할지 결정하는 것도 문제였고, 결정한 후에는 이를 지원하는 파일 로딩 툴이나, 라이브러리를 확보하는 것도 문제였다.

 3D 그래픽스 분야에 뚜렷한 포맷을 정하기 어려웠던 가장 큰 이유는 필요로 하는 데이터가 다양했다는 점을 꼽을 수 있다. 3D 그래픽스 분야의 대표적인 응용 분야인 실시간 컴퓨터 애니메이션 재생 프로그램을 본다면, 프로그램의 입장에서는 일단 재생할 물체를 정의하는 3차원 기하학 모형과 이들의 결합 관계를 표현한, 3차원 기하학 자료들이 필요하다. 이 3차원 물체를 화면에 재생할 때는 다시 물체의 물질 특성(material property)과 텍스처(texture) 정보들이 흔히 2차원 이미지 형태로 제공되어야 한다. 

 이제 텍스처를 입혀서 입체적으로 잘 표현된 3차원 물체는 시간이 흐름에 따라, 적절한 동작을 하도록, 애니메이션 자료나, 스킨 제어 자료들이 필요하다. 이들은 3차원 커브(curve)나, 쿼터니언(quaternion), 스킨 행렬(skin matrix) 등의 독특한 자료로 제공되어야 한다. 최근에는 좀 더 사실적인 색상 표현을 위해서 실제 사용되는 쉐이더 프로그램(shader program)까지 제공하는 경우도 있어서, 필요로 하는 자료들이 더욱 다양해졌다.

 이에 따라, 현재의 3D 그래픽스 분야에서는 기하학 자료, 텍스처, 커브 등의 특정 종류의 자료에 대한 파일 포맷은 나와있고, 나름대로 각 종류별로 널리 쓰이는 표준도 있는 상황이지만, 전반적으로 필요한 자료 전체를 하나로 통합해서 관리하는 표준은 아직까지 확립된 것이 없었다. glTF(OpenGL Transmission Format)은 이러한 다양한 목적의 3D 그래픽스 자산들을 통합해서 관리하도록 해주고, 특히 OpenGL, OpenGL ES, WebGL 등의 OpenGL 패밀리의 그래픽스 라이브러리들에서 쉽게 임포트(import)/엑스포트(export)가 가능하도록 표준화된 툴들과 함수들까지 제공하는 것을 목표로 시작된 표준 명세이다.

glTF에 대한 산업계의 지원

"glTF가 OpenGL 기반의 가시화 및 처리 도구에 대한 표준 및 웹 이식성을 제공해 줌에 따라서, 전반적으로 훨씬 쉽게 몰입형 디지털 경험을 공유 할 수 있게 되었습니다" Stefano Corazza, senior principal scientist at Adobe.

"증강현실 산업 연맹 (AREA)은 크로노스 그룹의 glTF의 출시를 축하합니다. glTF의 모멘텀이 커지고, 채택이 늘어남으로써 증강현실의 산업 생태계와 3D 관련 산업의 발전에 중요한 역할을 하게 될 것입니다.” Mark Sage, Executive Director of AREA

클라우드 독점 데스크톱 응용 프로그램에서 "잠금 해제 3D 콘텐츠 협력에 대한 대규모 새로운 기회를 만듭니다. 디자이너는 자신의 작업이 훨씬 이전 과정에서, 업체들이 객체가 인쇄되기 전에 모양을 교사가 상호 작용하는 그들이 생산 과정에 요소 등을 통합 할 수있는 것을 보여줄 수 공유 할 수 있습니다. 이 미래는 우리가 그것을 느낄 수 있도록 가까운 - 하드웨어가 할 수있는, 브라우저는 할 수있다, 단지 우리가 콘텐츠 파이프 라인을 해결할 수 해주기합니다. 에 대해 작업 도구 제조 업체 및 엔진 개발자를위한 상호 운용 표준을 갖는 것은 큰 단계입니다 - glTF 이동! " Ross McKegney , Platform @ Box

"glTF는 웹에서의 3D 지리공간 가시화 서비스의 기초가 되었습니다. SmartCities에서 Flight Simulator에 이르기 까지, glTF는 매규모 모델의 스트리밍을 위한 3D 타일의 핵심 요소가 될 것입니다."  Patrick Cozzi, Principal Graphics Architect, Cesium.

"최신 그래픽 카드의 계산 능력의 향상과 진보된 근사 방법으로 인해 물리 기반 렌더링 (PBR)는 실시간 그래픽의 흥미로운 트렌드가 되었습니다. 지금, 프라운호퍼 IGD의 연구원들은 웹에서의 새로운 트렌드를 가져오고 있습니다 - glTF와 함께! PBR 이후의 주요 목표는 실제 물리 법칙을 따르는 것입니다. 따라서 물질은 매개 변수와 설정의 거대한 목록을 변경하지 않고 모든 조명 조건에서 정확하고 일관되게 보여질 것입니다. glTF는 새로운 종유의 웹 기술을 위한 컨텐이너가 될 것입니다. " Johannes Behr, head of competence center Visual Computing System Technologies at Fraunhofer IGD

"우리는 Babylon.js 커뮤니티에서 분명히 glTF에 대한 큰 모멘텀을 보았습니다. 우리의 사용자의 요구에 대응하기 위해 우리의 glTF 로더를 계속 개선 유지하기 위해 노력하고 있습니다.” David Catuhe, principal program manager at Microsoft and author of babylon.js.

"이미지 영역에서 JPEG의 역할과 같이, glTF가 컴팩트하고 효율적인 3D 메쉬 전송을 위한 업계 표준이 될 것이라고 믿고 있습니다. 이를 위해, glTF가 Open Shader Language와 함께 ORBX 신 교환 포맷의 핵심 요소가 될 것입니다. 똔 OctaneRender에 의해 구동되는 24개가 넘는 컨텐츠 제작 툴과 게임 엔진에서 지원될 것입니다."  Jules Urbach, Founder & CEO of OTOY

정리

 3D 컨텐츠를 표현하는 파일의 기준점이 없어 많은 3D 컨텐츠를 렌더링 하려면 런타임 어플리케이션에서 다른 입력 파일 형식을 읽을 수 있어야 하며 지원 할 모든 파일 형식에 대한 3D 컨테츠를 변환기 혹은 로더를 각기 만들어야 합니다.

 glTF 등장 이유는 기존의 정리 되지 않은 파일 형식은 사용 사례에 적합 하지 않으며, 일부는 장면 정보를 포함하거나 기하 데이터 만 포함 합니다. 런타임 응용 프로그램에서 사용하기 접합한 형식으로 3D 컨텐츠를 표현하기 위한 표준을 정의 하는 것입니다. 

• Reference

https://www.tta.or.kr/data/weekly_view.jsp?news_id=4801

https://kr.khronos.org/news/press/3d-gltf

https://en.wikipedia.org/wiki/GlTF

https://www.khronos.org/gltf/

https://github.com/KhronosGroup/glTF-Tutorials