HiZ Occlusion Culling

화면에 5만 개의 오브젝트가 있다고 가정해보자.
실제로는 많은 오브젝트가 화면 밖에 있거나 다른 물체에 가려져 있지만, GPU는 기본적으로 "그릴 후보"로 모두 처리하려고 한다.

이때 이미 가려져서 결과에 보이지 않을 오브젝트를 미리 제외하면, 드로우콜과 픽셀 셰이딩 비용을 줄일 수 있다.
HiZ Occlusion Culling은 이 목적을 위해 Depth 정보를 계층적으로 활용하는 기법이다.

핵심 요약:

• 깊이 텍스처(Depth Map)를 사용해 "가려짐 여부"를 빠르게 판단한다.
• 원본 해상도만 쓰지 않고, 축소된 깊이 정보를 함께 사용해 테스트 수를 줄인다.

렌더링 결과와 대응되는 Depth Map은 다음과 같다.

왜 "Hierarchical" 인가?

HiZ를 쓰지 않으면, 오브젝트가 차지하는 화면 영역의 Depth를 거의 픽셀 단위로 확인해야 한다.
예를 들어 투영된 영역이 80x80이면 최대 6400개의 비교가 필요하다.

그런데 모든 상황에서 픽셀 단위 검사가 필요할까?

위 그림처럼 오브젝트가 큰 덩어리로 보이는 경우에는, 더 거친 해상도의 깊이 정보만으로도 보수적인 판단이 가능하다.
오브젝트가 작게 보이는 경우에는 더 작은 블록 단위의 정보를 선택하면 된다.

즉, 오브젝트의 스크린 크기에 맞춰
1/1 -> 1/4 -> 1/16 -> ...
처럼 적절한 레벨의 깊이 정보를 선택하면, 정확도는 유지하면서 비교 횟수를 크게 줄일 수 있다.

HiZ Depth Pyramid

Depth Map 하나를 여러 해상도로 축소해 만든 계층 구조(Depth Pyramid, Mip chain)를 미리 준비해두고,
Occlusion Test 시 필요한 레벨만 골라 사용하는 것이 HiZ의 핵심이다.

아래는 Depth Mip 4 (74x47) ~ 6 (18x11) 예시다.

정리

HiZ Occlusion Culling은 "보이지 않을 가능성이 높은 오브젝트를 먼저 거르는" 최적화다.
핵심은 원본 Depth만 쓰는 것이 아니라, 계층화된 Depth를 오브젝트 크기에 맞춰 선택한다는 점이다.
그래서 많은 오브젝트가 존재하는 씬에서 비용 대비 효과가 크다.