Computer Graphics
컴퓨터 그래픽스(Computer Graphics)은 컴퓨터를 이용해 실제 세계의 영상을 조작하거나 새로운 영상을 만들어내는 기술을 가리킨다. 최근에는 일반적으로 3차원 컴퓨터 그래픽스를 컴퓨터 그래픽스로 부르기도 한다.
분야
Modeling
Modeling 은 3D 객체의 구조와 모양을 만드는 과정이다. 이를 통해 화면 상에 보여줄 물체의 형상(geometry)을 정의한다. 모델링 과정에서는 3가지 요소인 정점(Vertex), 간선(Edge), 면(Face) 의 요소를 사용해 물체를 생성하며, 보통 다각형 메쉬(Polygon Mesh), NURBS(Non-Uniform Rational B-Splines), 서브디비전 서피스(Subdivision Surface) 등의 기법이 활용된다.
Rendering
Rendering 은 2D 또는 3D 모델에서 사실적인 이미지(photorealistic) 또는 사실적이지 않은 이미지 (non-photorealistic)를 생성하는 프로세스이다. 즉, 3D 공간에 있는 객체들이 화면에 어떻게 보일지를 계산하여 최종적으로 시각적인 결과물을 만들어내는 단계이다.
Rendering 은 조명(Lighting), 재질(Material), 카메라의 위치, 텍스처(Texture), 그림자(Shader), 반사(Reflection), 굴절 등의 요소를 고려해 물체가 화면에서 어떻게 나타날지를 결정한다.
주요 요소
- 조명: 빛이 물체에 닿는 방식과 그에 따른 그림자, 반사 등을 계산하여 사실적인 장면을 연출.
- 재질: 물체의 표면 특정(광택, 투명도 등)에 따라 빛이 어떻게 상호작용하는지 정의
- 카메라: 가상의 카메라가 위치한 곳에서 3D 장면을 투영하여 2D 화면에 표현.
렌더링 방식
- Ray Tracing
Ray Tracing은 가상적인 광선이 물체의 표면에서 반사되어, 카메라를 거쳐 다시 돌아오는 경로를 역으로 계산하는 방식이다. 이 방식은 기본적으로 실제 광선의 물리적 현상을 이용하기 때문에 사실적이나 카메라에 투영되는 모든 광선을 추적하여 계산하여야 하기 때문에 많은 계산량을 요구한다. - Rasterization
Rasterization은 벡터 그래픽 형식(쉐이프) 으로 설명된 이미지를 레스터 이미지(픽셀, 점 또는 선 시리즈, 함께 표시될 때 도형을 통해 표현된 이미지를 생성하는 작업) 로 변환하는 작업이다.
Animating
Animating 은 시간에 따라 3D 객체를 움직이거나 변형시키는 과정이다. 이를 통해 정적 모델에 움직임을 부여하여 동적인 장면을 만들 수 있다. 캐릭터 애니메이션, 물리적 시뮬레이션(중력, 충돌), 카메라 애니메이션 등이 이에 포함된다.
