Japanese
Leave Your Message

재질 병합 및 텍스처 압축: BIM 경량화의 숨겨진 성능 병목 현상

2026년 8월 21일

3D 전문가가 어떻게그만큼수천 개의 중복 재질부터 간소화된 .opt 파이프라인에 이르기까지 드로우 콜, 텍스처 메모리 및 로딩 시간을 개선했습니다.

작성자: 3D Expert Co.,Ltd. | 일본 오사카 | 에이그리고2026년

제품 개발 파이프라인: 소재 및 질감 최적화가 이루어지는 곳

재질 및 텍스처 최적화는 3D Expert 파이프라인의 경량화 단계에 포함됩니다. 제품 간의 연동 방식은 다음과 같습니다.

  • 3D/BIM 플러그인 — 현재 CAD/BIM 플랫폼(Revit, Bentley, Tekla 등)용 공식 API를 기반으로 구축된 6개의 네이티브 내보내기 추가 기능이 있습니다. 이 단계에서는 네이티브 형식(.rvt, .dgn 등)에서 원시 형상, 텍스처, 재질, 구조 트리 및 속성을 추출하여 중간 GLZIP 파일로 저장합니다. 이 플러그인은 재질을 병합하거나 텍스처를 압축하지 않습니다. 모든 재질 정의와 텍스처 이미지를 원본 그대로 유지하므로 경량화 엔진이 작업에 필요한 완전한 데이터를 확보할 수 있습니다.
  • Opt 파일 생성기 — 재질 병합 및 텍스처 압축이 실제로 이루어지는 경량화 엔진입니다. 플러그인에서 생성된 GLZIP 중간 파일 또는 개방형/표준 형식(IFC, FBX, STEP, 3DXML 등)을 입력으로 받아 재질 해시 그룹화, 텍스처 아틀라스 패킹, Basis Universal/KTX2 인코딩, 해상도 관리, PBR 채널 패킹 등 전체 최적화 파이프라인을 사용자의 로컬 컴퓨터에서 적용합니다. 출력: 최적화된 재질과 압축된 텍스처가 포함된 **.opt 형식** 모델 파일 + DB 파일.
  • Three.js용 Rapid3D Loader는 .opt 파일을 직접 읽는 npm 패키지입니다. 웹 측에서는 WASM 디코더를 내장하여 로드 시점에 Basis Universal 텍스처를 브라우저의 네이티브 WebGL 압축 형식으로 변환한 다음, 이를 Three.js에 GPU 네이티브 텍스처로 제공합니다. 원시 픽셀 데이터는 메인 메모리에 전혀 저장되지 않습니다.
  • 3D 모델 및 데이터 도우미 — Windows 10 이상 데스크톱 응용 프로그램입니다. 플러그인을 통해 GLZIP 또는 개방형 형식을 가져와 내부적으로 재질 병합 및 텍스처 압축을 수행하고, 최적화된 모델을 즉시 렌더링하여 모든 속성을 조회할 수 있도록 지원합니다. 이 프로그램은 .opt 파일을 출력하지 않으며, 최종 사용자를 위한 보기 도구이지 파일 변환기가 아닙니다.

요약하자면, 플러그인은 재질과 텍스처를 손실 없이 GLZIP으로 추출합니다. Opt 파일 생성기는 추출된 파일들을 병합, 패킹 및 압축하여 웹 배포용 .opt 파일로 만듭니다. Rapid3D Loader는 WASM을 통해 압축된 텍스처를 디코딩하여 브라우저에서 렌더링합니다. 3D 모델 및 데이터 지원 프로그램은 동일한 병합 및 압축 작업을 내부적으로 수행한 후 데스크톱에서 렌더링합니다. 이 경우 .opt 파일은 출력되지 않습니다.

──────────────────────────────────────────────────────────

12가지 기법 - 제품에 적용하기

영역 1: 재질 병합 — 수천 개의 인스턴스에서 수십 개의 드로우 콜로

Revit 모델에서 동일한 콘크리트 재질이 최대 500번까지 인스턴스화될 수 있습니다. 각 바닥 슬래브, 벽, 기둥 등 해당 재질을 참조하는 모든 요소에 한 번씩 인스턴스가 생성됩니다. 각 인스턴스는 내보내기 파일에서 별도의 항목으로 기록되며, 각 재질은 WebGL에서 별도의 드로우 콜을 발생시킵니다. 10,000개의 요소로 구성된 모델에 8,000개의 재질 인스턴스가 있는 경우, 실제 시각적 장면에는 100회 미만의 드로우 콜만 필요하지만 3,000회 이상의 드로우 콜이 발생할 수 있습니다. 3D Expert의 재질 병합 파이프라인은 이러한 중복을 제거하면서도 시각적 디테일을 하나도 손실하지 않습니다.

  1. 해시 기반 자료 그룹화

각 재질의 시각적 속성(기본 색상(RGBA), 알베도 텍스처 참조, 거칠기, 금속성, 노멀 맵, 발광 색상, 알파 모드 및 알파 차단)은 결정론적 해시 문자열로 연결됩니다. 동일한 해시 값을 가진 재질들은 하나의 공유 정의로 그룹화됩니다. 실제로 8,000개의 재질 인스턴스를 가진 모델은 일반적으로 60~150개의 고유 재질로 축소됩니다. 이러한 축소는 손실 없이 이루어집니다. 두 재질이 동일하게 보이면 하나로 통합되고, 보이는 채널에서 차이가 있으면 서로 분리된 상태로 유지됩니다.

  1. 인스턴스화된 재료 감소

해시 기반 그룹화 외에도, 엔진은 부모 정의를 중복하는 요소별 재질 재정의를 제거합니다. 예를 들어, 200개의 문이 모두 개별 재정의 없이 "Door - Steel"을 참조하는 경우, 엔진은 이를 200개의 독립적인 재질 객체가 아닌 하나의 재질 인스턴스와 200개의 지오메트리 참조로 통합합니다. 이는 GPU 유니폼 버퍼 업로드 및 셰이더 컴파일 오버헤드를 직접적으로 줄여주는데, 이는 재질이 많은 WebGL 2 장면에서 가장 큰 비용 요소입니다.

  • Opt File Generator(재질 인스턴싱 → .opt 출력)로 구동됩니다. 데스크톱 대안: 3D Model & Data Asst(재질 인스턴싱 + 렌더링, Windows 10 이상)
  1. 투명 소재 절연

투명한 재질(유리 커튼, 수면, 반투명 패널)은 불투명한 재질과 병합할 수 없습니다. 이러한 재질은 깊이 쓰기 기능이 비활성화되고 앞에서 뒤로 정렬되는 별도의 렌더링 패스가 필요합니다. 엔진은 알파 블렌딩이 활성화된 재질을 자동으로 식별하여 전용 투명도 배치로 분리합니다. 이렇게 하면 올바른 시각적 레이어링을 유지하면서도 불투명한 요소들을 적극적으로 병합할 수 있습니다. 예를 들어, 2,000개의 유리 패널과 6,000개의 불투명 요소로 구성된 병원 외관은 8,000개의 인스턴스가 아닌 2개의 재질 그룹으로 처리됩니다.

  • 이 프로그램은 Opt File Generator(투명도 인식 재질 일괄 처리 → .opt 출력)를 사용하여 제작되었습니다. 데스크톱 버전에서는 3D Model & Data Asst(일괄 처리 + 렌더링, Windows 10 이상 지원)를 사용할 수 있습니다.

영역 2: 텍스처 아틀라스 생성 — 텍스처 바인딩 최소화

재질 병합 후에도 BIM 모델은 여전히 ​​수백 개의 개별 텍스처 파일(건물 외관 사진, 재질 견본, 패턴 맵 등)을 참조할 수 있습니다. WebGL에서는 각 텍스처 바인딩이 GPU 파이프라인을 지연시키는 상태 변경을 유발합니다. 3D Expert의 아틀라스 엔진은 작은 텍스처들을 공유 아틀라스에 압축하여 바인딩 전환 횟수를 수백 건에서 한 자릿수로 줄입니다.

  1. 자동 아틀라스 패킹

엔진은 모든 텍스처 크기를 분석하고 호환되는 텍스처를 2의 거듭제곱 크기의 아틀라스(일반적으로 2048×2048 또는 4096×4096)에 패킹합니다. 예를 들어, 256×256 크기의 개별 재질 스와치 180개를 가진 모델은 4096×4096 크기의 아틀라스 하나에 들어갈 수 있으며, 이 경우 텍스처 바인딩 수가 180개에서 1개로 줄어듭니다. 패킹 알고리즘은 각 텍스처의 원래 해상도 요구 사항을 준수하면서 낭비되는 공간을 최소화하는 빈 패킹 휴리스틱을 사용합니다.

  1. UV 재매개변수화

텍스처를 아틀라스에 압축할 때, 모든 메시의 UV 좌표는 올바른 하위 영역을 가리키도록 다시 매핑되어야 합니다. 엔진은 경량화 단계에서 UV 좌표를 자동으로 변환하므로 수동 UV 편집이 필요하지 않습니다. 재매핑은 정확합니다. 아틀라스에서 샘플링된 픽셀은 원래의 독립형 텍스처에서 샘플링되었을 픽셀과 정확히 일치하므로 시각적 차이가 전혀 없습니다.

  • Opt File Generator(UV 리맵핑 + 아틀라스 패킹 → .opt 출력)를 사용하여 제작되었습니다. 데스크톱 버전: 3D Model & Data Asst(UV 리맵핑 + 렌더링, Windows 10 이상)
  1. 아틀라스 패딩 및 출혈 방지

텍스처 블리딩(한 서브텍스처에서 샘플링된 텍셀이 인접한 서브텍스처로 새어 들어가는 현상)은 단순한 아틀라스 구현에서 흔히 발생하는 문제입니다. 엔진은 서브텍스처 사이에 설정 가능한 패딩(2~4 텍셀)을 추가하고 UV 좌표를 내부 안전 영역으로 제한합니다. 멀리 있는 피사체와의 밉 레벨 전환으로 인해 인접 영역의 텍셀이 섞일 수 있는 상황에서 패딩은 깔끔한 필터링을 보장합니다. 이는 특히 BIM 파사드에서 중요한데, 텍스처 블리딩으로 인해 창틀의 재질이 잘못 표현될 수 있기 때문입니다.

A_technical_infographic_style__2026-08-21T06-18-10.png

영역 3: 텍스처 형식 압축 — 메모리 사용량 감소

BIM 모델의 원본 텍스처는 일반적으로 PNG 또는 JPEG 파일로 저장됩니다. GPU에서 이러한 파일은 압축 해제되어 완전한 비압축 RGBA 형식으로 변환되는데, 4096×4096 크기의 파사드 텍스처 하나만 디코딩된 형태로 저장될 경우 64MB의 GPU 메모리를 사용합니다. 3D Expert는 GPU 메모리에서 압축 상태를 유지하는 GPU 네이티브 압축 텍스처 형식을 적용하여 시각적 품질 손실을 최소화하면서 메모리 사용량을 6~10배 줄입니다.

  1. Basis Universal / KTX2 인코딩

텍스처는 KTX2 컨테이너에 포함된 중간 압축 형식인 Basis Universal로 변환됩니다. Basis Universal은 로드 시점에 모든 플랫폼의 네이티브 GPU 형식(WebGL에서는 ETC2, 데스크톱 WebGL2에서는 BC7, 모바일에서는 ASTC)으로 빠르게 변환될 수 있습니다. 압축되지 않은 상태에서 64MB를 차지하는 4096x4096 크기의 텍스처는 Basis 형식으로 변환하면 5~8MB로 줄어듭니다. 브라우저에서 Rapid3D Loader의 WASM 디코더는 변환 작업을 밀리초 단위로 처리하여 결과를 CompressedTexture2D로 WebGL에 전달합니다. 따라서 원시 픽셀 데이터는 JavaScript 메모리에 전혀 저장되지 않습니다.

  • 구동 방식: Opt File Generator(Basis/KTX2 인코딩 → .opt 출력) → Rapid3D Loader(WASM 트랜스코딩 → 네이티브 GPU 형식, 웹 렌더링). 데스크톱 대안: 3D Model & Data Asst(텍스처 압축 + 렌더링, Windows 10 이상)
  1. 해상도 계층 및 적응형 밉맵

모든 텍스처가 4096×4096 해상도일 필요는 없습니다. 예를 들어, 서 있는 높이에서 보는 천장 타일 재질은 512×512 해상도를 넘는 경우가 드뭅니다. 엔진은 각 텍스처의 예상 시청 거리를 평가하여 단계별 해상도 제한을 적용합니다. 외관 텍스처는 4096 해상도를 유지하고, 내부 재질은 2048로, 반복 패턴(콘크리트, 카펫)은 1024 또는 512로 낮춥니다. 모든 텍스처에 대해 전체 밉맵 체인이 생성되므로 GPU는 멀리 있는 텍스처에서도 낮은 해상도를 샘플링할 수 있어 메모리 대역폭을 더욱 줄일 수 있습니다. 사용자는 최대 해상도를 전체적으로 또는 재질 클래스별로 설정할 수 있습니다.

  1. PBR 채널 패킹

최신 PBR 재질은 일반적으로 거칠기, 금속성, 주변 폐색(AO)의 세 가지 회색조 텍스처를 사용합니다. 이들을 각각 1024x1024 크기의 텍스처 세 개로 저장하면 텍스처 바인딩이 세 개 발생하고 메모리 사용량도 세 배로 늘어납니다. 하지만 엔진은 이들을 하나의 RGB 텍스처의 R, G, B 채널에 압축하여 텍스처 개수와 메모리 사용량을 3배로 줄이면서도 품질 손실은 전혀 없습니다(회색조 데이터는 단일 색상 채널에 1:1로 매핑됨). 예를 들어, 50개의 PBR 재질 세트를 사용하는 모델의 경우 텍스처 개수가 150개에서 50개로 줄어듭니다.

  • 기반 프로그램: Opt File Generator(채널 패킹 → .opt 출력) → Rapid3D Loader(채널 인식 PBR 샘플링, 웹 렌더링). 데스크톱 버전: 3D Model & Data Asst(채널 패킹 + 렌더링, Windows 10 이상)

영역 4: 신뢰도 관리 및 파이프라인 통합 — 마지막 단계

재질 병합 및 텍스처 압축은 강력한 기능이지만, 프로젝트별로 설정을 조정할 수 있어야 합니다. 클라이언트 프레젠테이션용 시각적 목업에는 태블릿에서 실행되는 현장 설치 모델과는 다른 압축 설정이 필요합니다. 3D Expert는 품질과 압축률 간의 균형을 한 번만 설정하면 전체 재질 및 텍스처 파이프라인에 적용할 수 있는 포괄적인 제어 기능을 제공합니다.

  1. 구성 가능한 압축 프로필

재질 병합 강도, 아틀라스 최대 크기, Basis 품질 수준, 해상도 계층 제한 등 모든 기술은 압축 프로필의 매개변수로 제공됩니다. "프레젠테이션" 프로필은 Basis 품질을 80으로, 최대 텍스처 크기를 4096으로 설정하고 모든 최적화를 활성화할 수 있습니다. "필드 태블릿" 프로필은 텍스처 크기를 2048로 제한하고 Basis 품질을 50으로 설정하며 적극적인 채널 패킹을 적용할 수 있습니다. 프로필은 저장되어 프로젝트 간에 재사용되므로 일관된 출력 품질을 보장합니다.

  1. 텍스처 중복 제거

BIM 모델에는 종종 중복된 텍스처 파일이 포함됩니다. 예를 들어 동일한 벽돌 패턴이 세 가지 다른 이름으로 업로드되거나, 재질 견본이 연결된 모델 간에 복사되는 경우입니다. 엔진은 모든 텍스처 이미지의 지각 해시를 계산하고 유사 중복 파일을 표시합니다. 동일한 텍스처는 단일 파일 참조로 병합되고, 유사 중복 파일(동일한 이미지이지만 해상도가 다른 파일)은 가장 높은 해상도 버전으로 축소됩니다. 2,500개의 텍스처 파일이 포함된 모델의 경우, 중복 제거 후에는 800개의 고유 이미지만 남게 되어 파일 수와 디스크/메모리 사용량이 3배 감소할 수 있습니다.

  • 이 프로그램은 Opt File Generator(텍스처 중복 제거 → .opt 출력)와 Rapid3D Loader(중복 제거된 텍스처 로딩, 웹 렌더링)를 기반으로 작동합니다. 데스크톱 버전: 3D Model & Data Asst(텍스처 중복 제거 + 렌더링, Windows 10 이상)
  1. 전체 파이프라인 자재 데이터 무결성

재질 병합 및 텍스처 압축은 독립적으로 발생하는 것이 아니라 속성 데이터베이스와 동기화됩니다. 200개의 요소가 하나의 재질 그룹으로 병합되더라도 각 요소의 원래 재질 참조는 속성 데이터베이스에 그대로 유지됩니다. 브라우저(Rapid3D Loader 사용) 또는 데스크톱(3D Model & Data Asst 사용)에서 어떤 요소를 클릭하더라도 원본 모델의 올바른 재질 이름, 속성 및 제조업체 데이터가 표시됩니다. 시각적 최적화는 사용자에게 투명하게 적용되며, 엔지니어링 데이터는 그대로 유지됩니다.

  • 구동 방식: 3D/BIM 플러그인(재질/속성 추출 → GLZIP) → Opt 파일 생성기(재질 병합 + 텍스처 압축, 속성 DB 동기화 → .opt) → Rapid3D Loader(클릭 한 번으로 재질 조회, 웹 렌더링). 데스크톱 버전: 3D/BIM 플러그인(추출) → 3D 모델 및 데이터 지원(경량화 + 속성 조회 + 렌더링, Windows 10 이상)

──────────────────────────────────────────────────────────

종합적으로 살펴보기: 어떤 용도에 어떤 제품이 적합할까요?

12가지 재질 및 텍스처 최적화 기법은 공통적인 기반입니다. 어떤 제품을 선택할지는 모델이 사용될 위치와 필요한 제어 수준에 따라 달라집니다.

  • 빠른 로딩 속도와 낮은 메모리 사용량이 중요한 웹 기반 BIM 플랫폼을 구축하시나요?
    → 3D/BIM 플러그인을 사용하여 네이티브 형식에서 재질과 텍스처를 GLZIP으로 추출한 다음, 웹에 최적화된 압축 프로필(기본 품질 60~70, 최대 텍스처 2048, 아틀라스 패킹 활성화)로 Opt 파일 생성기를 실행합니다. 출력: .opt + DB. Three.js용 Rapid3D Loader를 사용하여 로드하면 WASM 텍스처 트랜스코딩 및 아틀라스 인식 샘플링이 자동으로 처리됩니다.
  • 데스크톱이나 건설 현장 노트북으로 고객에게 BIM 모델을 제공하시나요?
    → 3D/BIM 플러그인을 사용하여 데이터를 추출한 다음, 클라이언트에게 3D 모델 및 데이터 지원 프로그램(Windows 10 이상)을 제공하세요. 클라이언트는 GLZIP 또는 개방형 형식(IFC, FBX 등)의 파일을 가져올 수 있으며, 프로그램은 내부적으로 재질 병합 및 텍스처 압축을 적용한 후 렌더링까지 모든 작업을 하나의 도구에서 수행합니다. .opt 파일은 필요하지 않습니다.
  • CAD 라이선스 없이 개방형 형식(IFC, FBX, STEP, 3DXML)을 변환할 수 있습니까?
    → 플러그인을 건너뛰세요. 개방형 형식을 Opt File Generator에 직접 입력하여 일괄 자료 병합 및 텍스처 압축(출력: 웹용 .opt)을 수행하거나, 3D Model & Data Asst에 입력하여 대화형 최적화 및 데스크톱 보기를 수행할 수 있습니다.
  • 웹과 데스크톱 모두 동일한 소스 모델로 제공해야 합니까?
    → 웹용: 플러그인(기본 제공)으로 압축 해제하거나 오픈 포맷 가져오기 → Opt 파일 생성기(재질 병합 + 텍스처 압축 → .opt) → Rapid3D Loader. 데스크톱용: GLZIP 또는 오픈 포맷을 3D Model & Data Asst(Windows 10 이상)로 가져오기 - 내부적으로 병합 및 압축 후 렌더링합니다. 재질/텍스처 최적화는 동일하지만 배포 대상이 다릅니다.

──────────────────────────────────────────────────────────

결론: 재료가 진정한 병목 현상인 이유

재질 병합과 텍스처 압축은 BIM 경량화에서 가장 과소평가되는 기술입니다. 대부분의 도구는 형상(메시 간소화, Draco 압축, LOD)에 초점을 맞추고 재질은 부차적인 요소로 취급합니다. 하지만 실제 BIM 모델에서는 재질과 텍스처가 성능 병목 현상을 일으키는 핵심 요소입니다. 형상은 완벽하게 압축되었지만 최적화되지 않은 재질 인스턴스가 8,000개, 원본 텍스처가 2,500개 있는 모델이라도 GPU 부하가 심하고 메모리가 고갈되어 사용자 경험이 저하될 수 있습니다.

3D Expert의 12가지 기술 파이프라인은 이러한 문제를 체계적으로 해결합니다. 해시 기반 재질 그룹화는 드로우 콜을 줄이고, 아틀라스 패킹은 텍스처 바인딩 오버헤드를 제거하며, Basis Universal 인코딩은 GPU 메모리 사용량을 6~10배 줄이고, 채널 패킹은 PBR 텍스처 개수를 3배 줄이며, 텍스처 중복 제거는 중복 파일을 완전히 제거합니다. 모든 기술은 후처리 과정이 아닌 경량화 엔진에 통합되어 있으며, BIM 모델을 단순한 메시 이상의 존재로 만드는 속성 데이터를 보존합니다.

그 결과, 모델 로딩 시간이 몇 분이 아닌 몇 초로 단축되고, 렌더링 속도는 12FPS가 아닌 60FPS에 달하며, 메모리 사용량은 50~80% 감소합니다. 이는 웹 브라우저에서 Rapid3D Loader를 통해 실행하든 데스크톱에서 3D Model & Data Asst를 통해 보든 마찬가지입니다. 바로 이러한 차이가 데모에서 보기 좋은 모델과 실제 제품에 탑재되는 모델의 차이를 만들어냅니다.

──────────────────────────────────────────────────────────

3D Expert Co.,Ltd. 소개

일본 오사카에 본사를 둔 3D Expert Co.,Ltd.는 전 세계 건설·엔지니어링(AEC) 산업을 위한 고성능 3D/BIM 소프트웨어를 개발합니다. 당사의 제품 포트폴리오는 다음과 같습니다.

  • 3D/BIM 플러그인 — 현재 CAD/BIM 플랫폼용 공식 API를 기반으로 구축된 6개의 네이티브 내보내기 추가 기능을 제공합니다. 네이티브 형식(.rvt, .dgn 등)에서 형상, 텍스처, 재질, 구조 트리 및 속성을 손실 없이 추출합니다. 출력은 중간 GLZIP 파일입니다. 압축 또는 용량 축소는 수행하지 않습니다.
  • Opt 파일 생성기 — 일괄 처리를 위한 데스크톱 경량화 엔진입니다. 플러그인에서 생성된 GLZIP 중간 파일 또는 IFC, FBX, STEP, 3DXML 등의 개방형 형식을 입력받아 Draco 압축, 재질 병합, 텍스처 아틀라스 패킹, Basis Universal/KTX2 인코딩, PBR 채널 패킹, LOD 생성 등의 작업을 사용자의 로컬 컴퓨터에서 모두 수행합니다. 출력: .opt 형식 모델 + 데이터베이스. .opt 파일을 생성하는 유일한 제품입니다.
  • 3D 모델 및 데이터 지원 — Windows 10 이상 데스크톱 애플리케이션입니다. 플러그인을 통해 GLZIP 또는 다양한 형식의 파일을 가져오고, 동일한 경량화(Draco, 재질 병합, 텍스처 압축, LOD)를 수행하며, 모든 속성 쿼리 기능을 통해 모델을 렌더링합니다. 이 모든 기능이 하나의 통합 앱에서 제공됩니다. .opt 파일은 출력하지 않습니다.

Three.js용 Rapid3D Loader — Draco 지오메트리 및 Basis Universal 텍스처용 WASM 디코더가 내장되어 있고, 프로그레시브 청크 스트리밍 및 완벽한 상호 작용 API를 제공하는 npm 패키지(opt-rapid3d-loader)입니다. Opt File Generator로 생성된 .opt 형식 모델을 Three.js 장면에 직접 읽어들여 로드합니다.

더 자세히 알아보거나 무료 체험을 시작하려면 https://www.opt3ds.com/을 방문하세요.

연락하다: info@3dexpert.jp


© 2010–2026 3D Expert Co.,Ltd. 모든 권리 보유.