Point Cloud Viewer

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Overview

A high-performance large-scale 3D point cloud (.las) visualization engine built with Vulkan 1.3 and an Out-of-Core architecture. Designed to smoothly render massive spatial datasets in real-time without being constrained by Main RAM or VRAM limits.

Key Features

• Vulkan 1.3 Dynamic Rendering: Simplified pipeline by removing VkRenderPass and VkFramebuffer boilerplate.
• Asynchronous Resource Streaming: Utilizes Timeline Semaphores via a custom TransferManager to handle background GPU data transfers without stuttering.
• Out-of-Core Octree: Partitions spatial data into chunks and serializes them to local disk for managing datasets exceeding RAM capacity.
• LRU Cache Buffer Management: Asynchronously loads visible chunks and automatically evicts least recently used GPU buffers to optimize VRAM.
• View-Frustum Culling: Minimizes CPU/GPU overhead by discarding Octree nodes outside the camera's view.
• Real-time Debug Viewport: A Picture-in-Picture (PiP) ImGui overlay to visualize Octree bounding boxes and Frustum Culling status.

Build Requirements

• OS: Windows 10 / 11 (64-bit)
• Compiler: Visual Studio 2022+ (C++20)
• Dependencies (vcpkg): pdal, vulkan, vulkan-memory-allocator, glm, imgui[vulkan-binding,win32-binding]

Usage

• Load: Drag and drop a .las file into the application window.
• Rotate Camera: Right-Click + Drag.
• Move Camera: W, A, S, D, Q (Down), E (Up).

TODO & Known Issues

• Crash on Reloading: Fix an issue where the application crashes if a new .las file is dragged and dropped while another .las file is already loaded.

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개요

Vulkan 1.3 및 Out-of-Core 아키텍처 기반의 고성능 대용량 3D 포인트 클라우드(.las) 시각화 엔진입니다. 메인 메모리(RAM)와 비디오 메모리(VRAM) 한계에 구애받지 않고 대규모 공간 데이터를 부드럽게 실시간 렌더링할 수 있도록 설계되었습니다.

주요 특징

• Vulkan 1.3 Dynamic Rendering: VkRenderPass와 VkFramebuffer 객체를 제거하여 파이프라인을 효율화했습니다.
• 비동기 자원 스트리밍: 타임라인 세마포어(Timeline Semaphore) 기반의 TransferManager를 구축하여 GPU 데이터 전송을 메인 스레드 끊김 없이 비동기로 처리합니다.
• Out-of-Core 옥트리(Octree): RAM 용량을 초과하는 데이터를 처리하기 위해 공간을 분할하고 로컬 디스크에 청크(Chunk) 단위로 직렬화합니다.
• LRU 캐시 버퍼 관리: 화면에 보이는 가시 청크만 로드하며, LRU(Least Recently Used) 알고리즘으로 오랫동안 참조되지 않은 GPU 메모리를 자동 해제합니다.
• 시야 절두체 컬링 (Frustum Culling): 카메라 시야 밖의 옥트리 노드를 렌더링에서 배제하여 부하를 최소화합니다.
• 실시간 디버깅 뷰포트: ImGui를 활용해 바운딩 박스와 컬링 상태를 탑다운 뷰(PiP)로 실시간 검증할 수 있습니다.

빌드 요구 사항

• 운영체제: Windows 10 / 11 (64-bit)
• 컴파일러: Visual Studio 2022 이상 (C++20)
• 의존성 (vcpkg): pdal, vulkan, vulkan-memory-allocator, glm, imgui[vulkan-binding,win32-binding]

사용 방법

• 로드: .las 파일을 실행된 프로그램 창에 드래그 앤 드롭합니다.
• 카메라 회전: 마우스 우클릭 + 드래그.
• 카메라 이동: 키보드 W, A, S, D 및 Q(하강), E(상승).

TODO (알려진 문제점)

• 재로드 시 크래시: 이미 .las 파일이 로드된 상태에서 새로운 .las 파일을 드래그 앤 드롭으로 로드할 경우 프로그램이 크래시되는 문제 수정.