웹3D

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웹3D(Web3D) 또는 3D 웹(3D Web)은 3차원 컴퓨터 그래픽스를 사용하여 웹사이트를 표시하고 탐색하는 기술 그룹이다. 이러한 기술은 온라인 게임, 가상 현실 경험, 대화형 제품 시연, 3차원 데이터 시각화와 같은 응용 프로그램을 웹 브라우저 내에서 직접 구현할 수 있게 한다.

웹3D의 등장은 1994년 월드 와이드 웹에서 3차원 그래픽 데이터를 저장하고 표시하기 위해 고안된 파일 형식인 VRML의 등장으로 거슬러 올라간다. 현대 웹3D는 주로 WebGL에 의해 구동되는데, 이는 플러그인 없이 웹 브라우저에서 하드웨어 가속 3차원 그래픽 렌더링을 가능하게 하는 자바스크립트 API이다.

Pre-WebGL era

웹3D의 등장은 1994년 월드 와이드 웹에서 3차원 그래픽 데이터를 저장하고 표시하기 위해 고안된 파일 형식인 VRML의 등장으로 거슬러 올라간다.^[1] 1995년 10월, 인터넷 월드에서 Template Graphics Software는 넷스케이프 커뮤니케이션즈의 넷스케이프 2.0 베타 버전을 위한 3D/VRML 플러그인을 시연했다.^[2]

웹3D 컨소시엄은 형식의 공동 개발을 추진하기 위해 설립되었다. VRML과 그 후속작인 X3D는 국제 표준화 기구와 국제전기기술위원회에 의해 국제 표준으로 인정받았다.

이 기술의 주요 단점은 3차원 렌더링을 수행하기 위해 타사 브라우저 플러그인을 사용해야 한다는 점이었고, 이는 표준 채택을 늦추었다.

2000년에서 2010년 사이에 이러한 플러그인 중 하나인 어도비 플래시 플레이어는 데스크톱 컴퓨터에 널리 설치되어 대화형 웹 페이지와 온라인 게임을 표시하고 비디오 및 오디오 콘텐츠를 재생하는 데 사용되었다.^[3] 변환, 조명, 텍스처링과 같은 3차원 계산을 수행하기 위해 소프트웨어 렌더링과 액션스크립트 3를 사용하는 여러 플래시 기반 프레임워크가 등장했다. 그중 가장 주목할 만한 것은 페이퍼비전3D와 어웨이3D였다.

결국 어도비는 플래시 플레이어 및 AIR 제품을 위한 GPU 가속 대화형 3차원 그래픽 렌더링 API인 Stage3D를 개발했으며,^[4] 이는 소프트웨어 공급업체에 의해 채택되었다.^[5][6]

2009년 구글은 오픈 소스 3차원 웹 기술인 O3D를 선보였다. 이 또한 브라우저 플러그인을 필요로 했지만, 플래시/Stage3D와는 달리 자바스크립트 API를 기반으로 했다. O3D는 게임뿐만 아니라 광고, 3D 모델 뷰어, 제품 데모, 시뮬레이션, 엔지니어링 응용 프로그램, 제어 및 모니터링 시스템에도 초점을 맞추었다.^[7]

WebGL과 glTF

WebGL("웹 그래픽스 라이브러리"의 줄임말)은 모질라 재단의 블라디미르 부키세비치(Vladimir Vukićević)가 시작한 Canvas 3D 실험에서 발전했다. 부키세비치는 2006년에 Canvas 3D 프로토타입을 처음 시연했다. 2007년 말까지 모질라^[8]와 오페라^[9] 모두 자체적인 개별 구현을 마쳤다.

2009년 초, 비영리 기술 컨소시엄인 크로노스 그룹은 애플, 구글, 모질라, 오페라 등이 초기 참여하여 WebGL 워킹 그룹을 시작했다.^[10] WebGL 사양 버전 1.0은 2011년 3월에 출시되었다.^[11]

새로운 기술의 주요 장점은 웹 표준과의 적합성과 브라우저 플러그인을 사용하지 않고도 거의 네이티브 수준의 3차원 성능을 제공한다는 것이다.^[12] WebGL은 OpenGL ES를 기반으로 하므로 추가적인 추상화 계층 없이 모바일 장치에서 작동한다. 다른 플랫폼의 경우 WebGL 구현은 ANGLE을 활용하여 OpenGL ES 호출을 DirectX, OpenGL 또는 벌컨 API 호출로 변환한다.^[13]

주목할 만한 WebGL 프레임워크로는 가상 현실 경험을 구축하기 위해 HTML 기반 마크업을 사용하는 A-Frame,^[14] 브라우저 게임을 구축하기 위한 독점 클라우드 호스팅 생성 플랫폼과 함께 오픈 소스 엔진인 플레이캔버스,^[15] 2000년대 초 데모씬을 만드는 데 사용된 MIT 라이선스 프레임워크인 Three.js,^[16] 버전 5에서 WebGL 백엔드를 확보한 유니티,^[17] 그리고 블렌더, 3ds Max, 마야와 통합되어 3차원 웹 콘텐츠를 생성하는 Verge3D가 있다.^[18]

WebGL의 빠른 채택과 함께 새로운 문제가 발생했다. 즉, 웹에 최적화된 3차원 파일 형식의 부족이다. 이 문제는 COLLADA 워킹 그룹의 구성원들이 2012년에 고안한 형식인 glTF에 의해 해결되었다.^[19] SIGGRAPH 2012에서 크로노스는 당시 WebGL Transmissions Format(WebGL TF)이라고 불리던 glTF 데모를 발표했다. 2015년 10월 19일, glTF 1.0 사양이 출시되었다.^[20] 버전 2.0 glTF는 Fraunhofer가 제안한 물리 기반 렌더링 재료 모델을 사용한다.^[21] 다른 업그레이드로는 얼굴 애니메이션과 같은 기술을 위한 희소 접근자(sparse accessors) 및 모프 타겟(morph targets), 그리고 더 빠른 인덱스 기반 액세스를 위해 최상위 glTF 객체 속성을 배열로 대체하는 것과 같은 코너 케이스 또는 성능을 위한 스키마 조정 및 파괴적 변경 사항이 포함된다.^[22]

미래

"WebGPU"는 가속 그래픽 및 컴퓨팅을 위한 잠재적인 웹 표준이자 자바스크립트 API의 작업명으로, "현대적인 3차원 그래픽 및 컴퓨팅 기능"을 제공하는 것을 목표로 한다. 이는 애플, 모질라, 마이크로소프트, 구글 등의 엔지니어들이 참여하는 W3C "GPU for the Web" 커뮤니티 그룹에 의해 개발되고 있다.^[23]

WebGPU는 기존의 어떤 3차원 API를 기반으로 하지 않을 것이며, 러스트와 유사한 구문을 셰이더에 사용할 것이다.^[24]

같이 보기

• 웹3D 컨소시엄
• WebGL 프레임워크 목록
• 벡터 그래픽스 마크업 언어 목록