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옴니버스

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skqls0627 (토론 | 기여)님의 2021년 7월 7일 (수) 17:54 판
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옴니버스란 엔디비아(NVDIA)가 개발한 3D가상세계를 만들고 물리 공간을 확장하는 플랫폼 이다. 가상세계와 현실 세계를 융합해 사실적인 디테일로 실시간 시뮬레이션을 지원한다.

개요

유니버설 씬 설명과 엔비디아 RTX 기반으로 3D 생산 파이프라인을 위한 강력한 멀티 GPU, 실시간 시뮬레이션 및 협업 플랫폼 이다. 옴니버스는 다양한 응용 분야 및 3D 에코시스템 공급업체에서 보편적 상호 운용성을 목표로 한다. 효율적인 실시간 장면 업데이트를 제공하며 개방형 표준 및 프로토콜을 기반으로 합니다. 옴니버스 플랫폼은 허브 역할을 하도록 설계되어 연결된 클라이언트 및 애플리케이션에 마이크로 서비스로 새로운 기능을 노출할 수 있다.[1]

구조

옴니버스 핵

옴니버스의 핵심은 다양한 옴니버스 지원 클라이언트 응용 프로그램(앱, 커넥터 및 기타)이 가상 세게의 권위 있는 표현을 공유하고 수정할 수 있도록 하는 핵의 집합이다. 궁극적으로 핵은 네트워크 어딘가 앉아 클라이언트가 연결되어 가상 세계의 동일한 신뢰할 수 있는 상태를 공유한다. 옴니버스 핵은 라이브 동기화를 허용하여 해당 클라이언트 중 하나가 변경 사항을 제출(게시)하면 다른 모든 클라이언트(구독자)가 즉시 해당 변경 사항을 받게 된다.[2] 핵의 서비스는 여러 개가 있다. 핵 코어, 발견, Auth 및 사용자 관리 서비스, 옴니버스 내비게이터, 유틸리티 서비스, 고객 가정 및 기대치가 있다. 먼저, 핵 코어는 핵의 중심에는 데이터(파일)를 저장하고 검색하기 위한 서비스 집합이다. 핵 코어는 '핵 코어 API 응답자', '핵 코어 LFT(대규모 파일 전송)서비스' 등으로 구성되어 있다. 유틸리티 서비스는 검색, 스냅샷, 미리보기 이미지, 태그지정 서비스를 말한다.[3]

옴니버스 커넥트

'파라뷰(ParaView) 커넥트'를 사용하면 사용자가 시각화를 신속하게 설치하여 질적이고 정량적인 기술을 사용하여 데이터를 분석하고 탐색할 수 있다. 연구원은 파라뷰를 사용하여 대규모 데이터를 분석하고 일반적으로 슈퍼컴퓨터에서 응용 프로그램을 실행하여 페타스케일의 데이터 집합과 더 작은 데이터에 대한 랩톱을 본석한다.클라이언트 서버 설정 지원, 옴니버스 핵 서벗에 출력하여 한 번에 여러 연결 및 출력 가능, 로컬 출력을 위해 USD로 변환, 구조화된 볼륨 표현, 시간이 지남에 따라 균일한 배열의 수동 사양 등의 구성과 기능이 있다.[4]

엔비디아 옴니버스 키트

네이비트 옴니버스 애플리케이션 및 마이크로 서비스를 구축하기 위한 툴킷(toolkit)이다. 경량 플러그인의 집합을 통해 다양한 기능을 제공하는 카보네이트로 알려진 기본 프레임 워크에 내장되어 있다. 새로운 옴니버스 연결 도구와 마이크로 서비스의 초연 기반이 되도록 설계되어있다. 머리 없이 실행하여 마이크로 서비스를 만들거나 UI를 사용할 수 있다. UI는 파이썬을 통해 동적으로 생성되어 전체 사용자 지정을 허용한다. USD 관리자, 편집기, 레이아웃 도구 및 뷰어 역할을 할 수 있는 기본 UI가 함께 제공된다.[5]

이점

'포토리얼리스틱 비주얼'은 사용자는 옴니버스 RTX 렌더러와 같은 옴니버스 플랫폼의 구성요소를 통해 실시간 레이트레이싱, 사실적 재료, 피사계 심도(DOF), 고급 조명 및 음영 등 다양한 엔비디아 핵심 기술을 활용할 수 있다. 이를 통해 연구자들은 시뮬레이션 결과를 더 잘 시각화하고 이해하여 더 깊은 통찰력을 얻을 수 있다. [6] '고급 시각화 도구에 대한 액세스'옴니버스 사용자는 사이드FX(SideFX) 후디니(Houdini), 오토데스크(Autodesk) 마야(Maya), 엔비디아 'IndeX'와 같은 다양한 인기 애플리케이션을 통해 USD 파일을 열고 상호 작용할 수 있다. 대규모 볼륨 데이터를 위한 대화형 시각화를 제공하여 사용자가 언제든지 가장 상세한 정보까지 실시간으로 확인할 수 있도록 지원한다. 'IndeX'에는 두 가지 기술이 활용되었다. 하나는 '실시간 협업'이다. 이것은 옴니버스는 서로 다른 시스템에서 데이터를 내려받을 필요가 없게 하여 워크플로우를 간소화시킨다. 또한 여러 시스템의 연구자들이 같은 데이터를 동시에 시각화, 분석 및 수정할 수 있도록 하여 생산성을 높인다. 다른 하나는 '시네마틱 비주얼'로 아웃리치(outreach)는 과학 출판물에 있어 필수적 요소이다. 연구자와 아티스트는 옴니버스 플랫폼의 고급 렌더링 도구를 사용해 실시간으로 상호 협업하여 작품을 더 많은 관객의 이해를 도와줄 시네마틱 비주얼로 변환할 수 있다. 다양한 시각화를 생성하기 위해 파라뷰, 후디니 FX, 섭스턴스 페인터(Substance Painter), 포토샵(Photoshop) 등의 애플리케이션을 사용하고 있다. 옴니버스에서는 이러한 모든 툴을 상호 활동적으로 사용해 효과적인 시각화를 구현할 수 있다.[6]

옴니버스 RTX 렌더러

엔비디아 튜링 GPU 아키텍처를 통해 콘텐츠 제작자와 개발자를 위한 창의적인 프로세스를 근본적으로 변화시키고 업계 최고의 도구 및 API를 지원하기 위해 광선 추적, 딥 러닝 및 래스터라이제이션을 융합한다. RTX 플랫폼에 구축된 애플리케이션은 수백만 명의 디자이너와 아티스트가 완전히 새로운 방식으로 놀라운 콘텐츠를 만들 수 있도록 실시간 사실적인 렌더링과 AI 강화 그래픽, 비디오 및 이미지 프로세싱의 힘을 제공한다. 고급 하드웨어에서 실행되는 소프트웨어 API 및 SDK를 제공하여 그래픽, 사진, 이미징 및 비디오 처리를 가속화하고 향상할 수 있는 솔루션을 제공한다. 여기에는 레이 추적 (옵티엑스, 마이크로소프트 DXR, 벌칸), AI 가속 기능(NGX) 라스터라이제이시 (고급 샤더) ,시뮬레이션 (CUDA 10, PhysX, 플렉스) ,자산 교환 형식(USD, MDL)가 포함된다.[7]

래스즈터화

'레지스터화(Rasterization)'은 튜링 아키텍처의 새로운 스트리밍 멀티프로세서(SM)에는 고급 샤이딩 기술과 파이프라인을 가속하도록 설계된 새로운 기능이 포함되어 있다.

튜링 메쉬 샤더

'튜링 아키텍처는 메시 세더'를 사용하여 프로그래밍 가능한 기하학적 차도 파이프라인이다. 새로운 샤더는 스레드가 협력하여 컴팩트메시(메시렛)를 칩에 직접 생성하여 래스터라이저에 의한 소비를 위해 사용되기 때문에 컴퓨터 프로그래밍 모델을 그래픽 파이프라인에 가져온다. 높은 기하학적 복잡성을 다루는 응용 프로그램 및 게임은 효율적인 컬링, 세부 수준 기술 및 절차 생성을 허용하는 2단계 접근 방식의 유연성의 이점이 있다. 새로운 기능은 OPENGL 또는 Vulkan의 확장을 통해 액세스 할 수 있으며 DirectX 12 Ultimate를 사용할 수 있다.[8]

가변 속도 쉐이딩

'가변 속도 쉐이딩(VRS)'는 다양한 양의 처리 능력을 이미지의 다른 영역에 적용하여 렌더링 성능과 품질을 향상시킨다. 가변 속도 세이딩은단일 픽셀 세이더 작업으로 처리할 수 있는 픽셀 수를 변경하여 작동한다. 개발자가 16픽셀당 한 번만 또는 픽셀당 8배만큼 적은 색상을 가딩하여 동적으로 체광 속도를 제어할 수 있다. 이제 단일 픽셀 차광 작업을 픽셀 블록에 적용할 수 있으므로 응용 프로그램이 화면의 다른 영역에서 차광 속도를 효과적으로 변경할 수 있다.[9]

텍스처 스페이스 샤딩

체딩 값을 동적으로 계산하고 텍스처 공간에서 텍스처로 저장한다. 나중에 픽셀은 텍스처 매핑되어 화면 공간의 픽셀이 텍스처 공간으로 매핑되고 표준 텍스처 조회 작업을 사용하여 해당 텍스처를 샘플링하고 필터링한다. 이 기술을 통해 가시성과 외관을 완전히 독립적인 속도로 샘플링할 수 있으며 별도의 좌표 시스템에서 샘플링할 수 있다.[10]

멀티 뷰 렌더링

'멀티 뷰 렌더링(MAR)'은 파스칼의 싱글 패스 스테레오(SPS)를 확장한다. 단일 패스에서 최대 4회 뷰 렌더링 지원, 각 뷰의 정점 위치의 다양한 XYZW 구성 요소와 다른 제네릭 특성을 정점 위치와 별도로 보기 의존성으로 설정하는 기능을 지원한다. 멀티 뷰 렌더링을 사용하면 개발자가 최대 4개의 뷰를 사용하여 캔스테드 디스플레이를 사용하여 동시 다중 프로젝션 알고리즘을 울트라 와이드 FOV 헤드셋으로 활용하고 확장할 수 있다.[11]

RTX 뷰

옴니버스 내부의 다른 애플리케이션이나 사용 중인 3D 애플리케이션에서 직접 집계한 3D 콘텐츠를 표시한다. 또한 언리얼 엔진(Unreal Engine) 및 유니티(Unity)와 같은 상용 게임 엔진과 오프라인 렌더러를 지원하도록 설계되어있다. 옴니버스의 포탈은 RTX 뷰(View) 기능을 소프트웨어 파트너 애플리케이션 인터페이스에 직접 통합할 수 있는 소프트웨어 개발 키트인 옴니버스 키트(Omniverse Kit)로 구현되며, 이는 파트너 제품에 고품질의 실시간 레이 트레이싱 애플리케이션 뷰포트를 제공한다.[12]

옴니버스 시뮬레이션

옴니버스 키트에 대한 플러그인 또는 마이크로 서비스로 엔비디아 기술의 컬력센에 의해 제공된다. 옴니버스의 일부로 배포되는 최초의 시뮬레이션 도구 중 하나는 컴퓨터 게임에서 널리 사용되는 엔비디아의 오픈 소스 물리적 시뮬레이터 'PhysX'다. 시뮬레이션에 참여하는 개체, 속성, 제약 조건 및 솔버 매개 변수는 사용자 지정 USD 스키마에 지정된다. 키트는 시뮬레이션 설정을 편집하고, 시뮬레이션 설정을 시작, 중지하고 모든 매개 변수를 조정하는 기능을 제공한다. 옴니버스의 시뮬레이션은 로봇 공학, 특수 공학, 드라이브 시뮬레이션, 게임 개발, 합성 댕터 생성 등 시뮬레이션 환경에 관심 있는 모든 사람을 도울 수 있다.[13]

모델,재료 및 USD

픽사 USD

'픽사(Pixar)의 USD(Universal Scene Description)' 대부분의 엑스포트/임포트(export/import) 워크플로우와는 달리 데이터를 애플리케이션별로 유지하면서 3D 장면의 구성 요소 전반을 매끄럽게 공유하도록 지원하는 통합 기법 겸 포맷이다. 변경 내용만을 전달하는 구조를 취하기 때문에 협업으로 창조되는 장면 내 오브젝트, 환경, 기타 디자인상 요소들의 편집이 가능하고 애플리케이션 간의 효율적 소통을 지원하는 동시에 전체적 통일성 또한 유지할 수 있도록 돕는다.[14] 단일 장면 그래프와 일관된 API로 3D 지오메트리와 음영을 읽고, 쓰고, 편집하고, 미리 볼 수 있는 툴셋을 제공한다. USD 교환 포맷의 유연성과 일관성을 기반으로 동기화된 워크플로를 구축한다. 또한, 전 세계 모든 스튜디오들이 제작 과정을 일관되게 유지하는 데 필요한 버전 제어 지원을 통해 실시간으로 공동작업이 가능하도록 한다.[12]

재료 정의 라이브러리

'재료 정의 라이브러리(MDL,Material Definition Language)'로 머티리얼 시뮬레이션을 진행한다. 재료 할당을 나타내고 재료 매개 변수를 지정하기 위해 USD에 사용자 지정 시키마를 개발했다.[15]

기능

AEC 익스피리언스

'AEC(건축, 엔지니어링, 건설 분야)'기업들은 엔비디아 RTX 서버를 이용해 옴니버스의 활용도를 극대화 할 수 있다. 엔비디아 RTX 서버는 다양한 그래픽/컴퓨팅 워크로드를 처리하며 전문 디자이너들의 창의적인 업무 프로세스를 획기적으로 혁신하는 쉽게 구성가능한 레퍼런스 디자인이며 글로벌 OEM 업체들을 통해 사용할 수 있다.[16]

옴니버스 뷰

'옴니버스 뷰(Omniverse View)'는 RTX 기술이 적용된 기능이다. 지금까지는 두 가지 유형의 렌더링이 사용됐다. 실시간 렌더링은 초당 30 혹은 60프레임의 이미지를 생성하는데 적합하며, 오프라인 렌더링은 CPU로 렌더링할 경우 프레임당 몇 시간이 걸리는 사실적인 최종 이미지 또는 장면을 제공하는데 중점을 둔다. 하지만, 최고 속도를 구현하기 위해서는 지오메트리 단순화에서 베이킹 조명 및 일반 지도에 이르기까지 많은 코너가 잘려 나가는 경우가 많으며, 이는 이미지 품질을 떨어뜨릴 수 있다. 이를 극복하기 위해 옴니버스 뷰를 통해 새로운 유형의 렌더링을 도입했다. 이 모듈은 여러 엔비디아 RTX GPU로 가속화되며, GPU 어레이에서 확장성을 제공하여 대규모 3D 모델을 렌더링 할 때도 고품질 렌더링을 실시간으로 출력하는 등 여러 대의 GPU 상에 대대적으로 확장이 가능하도록 설계됐다. 옴니버스 뷰는 옴니버스 내부의 다른 애플리케이션이나 사용중인 3D 애플리케이션에서 직접 집계한 3D 콘텐츠를 표시한다. 그 외에도 언리얼 엔진(Unreal Engine) 및 유니티(Unity)와 같은 상용 게임 엔진과 오프라인 렌더러를 지원한다.[12][16]

협력

아키텍쳐, 엔지니어링 및 건설

건물을 설계하는 팀에서 설계 중 더 효율적인 협업, 렌더링에서 더 빠른 반복, 그리고 정확한 시뮬레이션 및 포토리얼리즘 기대치에 대한 수요가 높아졌다. 팀이 지리적으로 분산되어 있다면 이러한 수요는 더욱 어려워질 수 있다. 원활한 협업, 한 번의 클릭으로 레이 트레이싱 가능 하도록 설계, 승인 시간 단축의 장점이 있다. 이 분야의 파트너로는 'CANNONDESIGN', 'Gensler', 'IBI', 'Kohn Pedersen Fox', 'Outdoor Living 3D', 'Woods Bagot'가 있다. 애플레이션 및 커넉터에는 'AUTODESK 3DS MAX', 'GRAPHISOFT ARCHICAD', 'ESRI ARCGIS CITYENGINE'(출시 예정), 'AUTODESK REVIT', 'TRIMBLE SKETCHUP'이 있다.[17] 건축회사인 KFP(Kohn Pedersen Fox Associates)는 'RTX A6000'의 성능을 가장 먼저 시험한 기업 중 하나다. 이 기업은 새로운 GPU가 해상도를 3배 높이고 복잡한 빌딩 모델의 실시간 시각화를 지원하는 것에 주목했다. 뮬레이션을 실행하고 설계변경에 대해 거의 즉각적인 피드백을 받는 프로세스를 실현하고 있습니다. 이를 통해 며칠에서 몇 주가 걸렸던 빌딩 시뮬레이션을 몇 분 또는 몇 시간으로 단축할 수 있게 됐다. KPF의 시각화 매니저인 폴 레너(Paul Renner)는 “해상도를 3배 가까이 높이고 도시 경관의 대규모 복합 빌딩 모델의 실시간 시각화를 빠르게 가속화하는 엔비디아 RTX A6000의 능력은 매우 인상적”이라고 평가했다.[18] 'BMW그룹'에서 옴니버스를 도입하여, 전 세계 31개의 BMW 공장에서 일하고 있는 수천 명의 엔지니어·개발자·관리자들은 앞으로 하나의 가상(디지털)공장에서 실시간으로 협업하면서 복잡한 제조 시스템을 설계·계획·엔지니어링 등을 시뮬레이션할 수 있게 됐다. BMW 측에서는 신규 공장을 건설하거나 새로운 모델을 생산하는 경우에도 가상 공장에서 먼저 생산 공정을 점검하면서 현실에서 발생할 수 있는 오류를 바로잡아 비용을 절감할 수 있다. 공장 전체에 '디지털 트윈(Digital Twin)'기술을 적용하는 것이다. 이곳에서는 BMW 차량 10종을 생산할 수 있고, 차량 1종당 100가지의 옵션을 선택할 수 있다. 도시나 공장, 건물, 제품을 디지털로 똑같이 본 뜬 디지털 트윈은 가상 디지털 공간에서 시뮬레이션을 통해 복잡한 공정을 효율적으로 운영하는 데 활용하는 기술이다. 모션 캡처 수트를 착용한 설비 배치 전문가가 디지털 트윈 내 설비의 위치를 자유롭게 조정할 수 있다. 실제 설계안을 토대로 시뮬레이션을 진행해 택트타임(Tact time)이나 사이클 타임(Cycle time)을 산출하고, 불량률도 계산해낼 수 있다. 생산 과정에서 인력과 로봇을 어느 정도 배치할 때 생산성이 가장 높아지는지도 미리 확일할 수 있다.[19][20]

제조

매우 높은 수준으로 글로벌화되는 세상에서 물리적인 제품을 개발하고 제조하는 것은 그 어느 때보타도 어렵다. 전 세계적으롭 분산된 디자인 및 엔지니어링팀은 서로, 제 3자 계약업체, 그리고 공급업체와 동기화되어야 한다. 최소한의 노력으로 최대한의 아이디어 구성, 진정으로 연결된 공급망, 스마트 공장 설계 및 관리가 가능하다. 애플레이션 및 커넉터에는 'AUTODESK MOTIONBUILDER'(출시 예정), 'PCT ONHAPE'(출시 예정), 'MCNEEL & ASSOCIATES RHINO INCLUDING GRASSHOPPER', 'SUBSTANCE DESIGNER', 'SUBSTANCE PAINTER', 'SUBSTANCE SOURCE(출시 예정)', 'EPIC GAMES UNREAL ENGINE 4'가 있다.[21]

미디어 및 엔터테인먼트

영화, TV 및 방송 업계가 급속한 변화를 겪으면서, 새 프로덕션 파이프라인이 떠올라 전 세계적으로 분산된 인력에서 고품질 콘텐츠에 대해 높아지는 수요를 맞추고 있다. 효율적이고 최적화된 워크플로우, 실시간 멀티 GPU 레이 트레이싱 뷰포트, 물리적으로 시뮬레이션을 제공한다. 옴니버스를 사용하는 회사는 'Framestore', 'Moonshine', 'Notch', 'Pocket Studio', 'Reallusion', 'WPP'가 있다. 애플리케이션 및 커넥터에는 'AUTODESK 3DS MAX', 'BLENDER' (출시 예정), 'REALLUSION CHARACTER CREATOR'(출시 예정), 'SIDEFX HOUDINI'(출시 예정), 'AUTODESK MAYA', 'ADOBE PHOTOSHOP'가 있다.[22]

슈퍼 컴퓨팅

시각화는 대규모 과학적 시뮬레이션 데이터를 분석하는 데 최고의 방법이다. 하지만 시뮬레이션의 크기가 커지면 높은 상호작용성, 현실적인 시각 자료 및 팀원과의 실시간 협업을 제공하는 최신 시각화 도구가 필요하다. 실시간 협업, 상호 작용 가능한 시각화, 사실적인 시각 효과를 제공한다. 애플리케이션 및 커넥터에는 'KITWARE PARAVIEW', 'NVIDIA INDEX'(출시 예정)'이 있다.[23]

각주

  1. ↑ 〈옴니버스 플랫폼 개요〉,《엔디비아》 , 2021-07-02
  2. ↑ 〈핵 개요〉,《엔디비아》 , 2021-07-02
  3. ↑ 〈핵 건축〉,《엔디비아》 , 2021-07-02
  4. ↑ 피터 메스머,〈키트웨어 파라뷰 옴니버스 커넥터 오픈 베타 출시〉,《엔비디아 개발자 블로그》 , 2021-06-28
  5. ↑ 〈KIT개요〉,《엔디비아》 , 2021-07-02
  6. ↑ 6.0 6.1 김희철, 〈엔비디아, 과학 시각화 지원하는 ‘옴니버스 파라뷰 커넥터’ 공개〉,《맨즈랩》 , 2020-04-28
  7. ↑ 〈엔비디아 RTX™ 플랫폼〉,《엔비디아》
  8. ↑ 〈튜링 메쉬 샤더 소개〉,《엔비디아 개발자 블로그》 , 2018-09-17
  9. ↑ 스와롭 본데,〈VRWorks의 튜링 가변 속도 쉐이딩〉,《엔비디아 개발자 블로그》 , 2018-09-24
  10. ↑ 헨리 모튼, 닉 스탬〈튜링 텍스처 스페이스 샤딩〉,《엔비디아 개발자 블로그》 , 2018-10-25
  11. ↑ 스와롭 본데, 마할락시미 샨무감 〈VRWorks의 튜링 멀티 뷰 렌더링〉,《엔비디아 개발자 블로그》 , 2018-09-24
  12. ↑ 12.0 12.1 12.2 정수진, 〈엔비디아, 3D 디자인 협업 플랫폼 ‘옴니버스’ 발표〉,《캐드앤그래픽스》 , 2020-05-18
  13. ↑ 〈시뮬레이션〉,《엔비디아》 , 2021-07-02
  14. ↑ 최인훈 기자, 〈엔비디아, 실시간 3D 디자인 협업 플랫폼 ‘옴니버스’ 오픈베타 출시〉,《뉴스 탭》 , 2020-10-06
  15. ↑ 〈모델, 재료 및 USD 〉,《엔비디아》 , 2021-07-02
  16. ↑ 16.0 16.1 NVIDIA KOREA, 〈세계적 건설사가 ‘엔비디아 옴니버스’ 도입으로 달라진 것〉,《엔디비아》 , 2020-08-04
  17. ↑ 〈아키텍처, 엔지니어링 및 건설〉,《엔비디아》
  18. ↑ NVIDIA 엘리트 파트너, 〈엔비디아 암페어 아키텍처 기반 새로운 GPU 2종 출시〉,《네이버 블로그》 , 2020-10-08
  19. ↑ 연선옥 기자, 〈시뮬레이션으로 생산비 절감… 현대차·BMW, 디지털공장에서 車 생산〉,《조선일보》 , 2021-04-19
  20. ↑ futurefox, 〈메타버스 사례: 엔비디아 옴니버스를 활용한 BMW 디지털 트윈〉,《네이버 블로그》 , 2021-06-29
  21. ↑ 〈제조〉,《엔비디아》
  22. ↑ 〈미디어 및 엔터테인먼트〉,《엔비디아》
  23. ↑ 〈과학적 시각화〉,《엔비디아》

참고자료

같이 보기

엔비디아 렌더링 플랫폼


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메타버스 인물 벤 넬슨 • 이반 서덜랜드
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