분산형 직접 볼륨 렌더링: 자원 제한 환경에서의 MRI 디지털 트윈을 위한 브라우저 네이티브 GPU 아키텍처

요약

본 논문은 자원 제한 환경에서도 고충실도 MRI 디지털 트윈을 구현할 수 있는 분산형 클라이언트 측 WebGPU 아키텍처를 제안합니다. 서버 측 렌더링 대신 저가형 에지 GPU에서 직접 레이마칭을 수행함으로써 네트워크 지연을 제거하고, 높은 프레임 속도와 빠른 응답성을 확보했습니다. 이를 통해 별도의 고가 장비 없이 브라우저 환경에서 실시간 의료 시뮬레이션이 가능함을 입증했습니다.

핵심 포인트

• WebGPU를 활용하여 서버 측 렌더링(SSR) 없이 클라이언트 측에서 직접 볼륨 렌더링 수행
• 저가형 에지 GPU에서 단일 패스 레이마칭 및 형태학적 기울기 계산을 통한 성능 최적화
• 920.0ms 미만의 TTFP(Time to First Pixel)와 82.0 FPS 이상의 안정적인 상호작용성 달성
• 딥러닝이나 외부 계산 의존성 없이 브라우저 네이티브 환경에서 3D 의료 시뮬레이션 구현 가능