이제 3d 물체를 2d 스크린 좌표계로 변환하는 transformation 을 정리해본다. 좌표계를 변환하는 과정은 위와 같다.먼저 모델 좌표계 (MC) 를 world 좌표계로 변환하고 (WC) 이를 카메라 좌표계로 변환한다. (VC)그리고 카메라 스크린 면으로 정사영을 내린 2차원 좌표계로 변환한다 (PC)이제 스크린 면에서 카메라의 시야각을 고려하여 정규화 및 clipping 과정을 거친 좌표계로 변환하고 (NC)이 좌표계는 -1 ~ 1 사이의 정규화된 좌표값으로 변환된 것이기 때문에 최종적으로 모니터 크기에 맞춰 viewport 에 맞는 좌표계로 변환하면 (DC) 모든 변환이 끝난다. 보통 proejection 과 normalization 부분은 하나로 합치는 경우가 많기 때문에 4번의 변환 단계..
illumination model 은 물체의 색상을 계산하는 방법으로 light model, shading model 등으로도 불린다.대부분의 모델은 단순화하고 추상화하여, 간단한 수식 한 줄로 이루어져 있는 경우가 많다.이렇게 해도 사람 눈에는 비슷하게 보이기 때문이다.우선 텍스쳐 값은 고려하지 않고, 빛과 물체 자체의 색상만 고려하여 계산하는 과정을 따라가보자. 이번 글에서는 Blinn-phong illumination model 에 대해서 정리한다.이 모델은 빛의 반사를 고려한다.반사에는 평면이 매끈하여 입사각과 반사각을 기반으로만 반사하는 정반사와, 평면이 울퉁불퉁하여 여기저기로 빛이 반사되는 난반사가 있다. phong reflection model 에서는 크게 3가지 빛 반사를 고려한다. 1...
scan conversion 은 rasterization 과 같은 말이다. 그래픽스 파이프라인을 보면 3차원 좌표계에 모델링 된 3D 물체가 있다.이 좌표계에는 물체의 각 정점, 정점의 텍스처 값, 면을 구성하는 꼭짓점 값 등의 정보가 있다.이제 이 모델을 2D 화면에서 보는 것과 같아지고도록 좌표변환을 거치면, 각 정점의 2D 이미지상 위치를 얻게 된다. 아직까지는 이미지에서 정점만 찍혀있기 때문에, 이제 정점을 연결하고 면 내부를 채워야한다.이 과정이 Rasterization (scan conversion) 단계이다. 이 단계를 거치고나면 최종적으로 화면에 보여질 2D 이미지가 완성된다. Scan Converting Line먼저 정점이 있을 때 정점을 잇는 선부터 그어보자.선은 그냥 그으면 되는 것..
Lightening 기본 개념직접광 & 간접광직접광 : direct light, 광원에서 바로 나오는 빛간접광 : indirect light, 광원에서 나온 빛이 주변 환경에 부딪힌 뒤, 흡수되지 못하고 반사되는 일부 빛간접광은 주변을 밝게 하면서 검은 그림자 일부에 영향을 준다. local illumination광원과 물체만 이용하여 빛을 계산하는 방법직접광만 고려하고 간접광, 주변환경, 물체에 의한 그림자 등은 고려하지 않는다.Blinn-Phong illumination 기법이 해당한다. global illumination주변 환경, 간접광, 물체간 상호 반사, 그림자 등까지 고려하여 물체의 밝기를 계산계산량이 많지만 그 만큼 더 사실적인 표현이 가능하다.Ray Tracing, Radiosity 등의..
Texture Mapping텍스처는 물체 표면의 질감(거침, 부드러움)을 나타내는 무늬를 가진 2차원 배열 이미지를 말한다.이 2D 이미지를 3차원 모델에 입혀서 사실감을 더해주는데 사용되며, 2D 텍스처 이미지를 3D 모델에 입히는 것을 가리켜 texture mapping 이라고 한다.텍스처는 사람이 직접 찍거나, 스캔하는 등의 방식으로 얻어낼 수 있다. 텍스처 매핑 방법은 크게 Non-parametric 방식과 parametric 방식으로 나뉜다.Non-parametric 방식은 배경에 이미지를 두고, 물체에 구멍을 뚫어서 구멍을 통해 보이는 배경으로 텍스처를 간접 매핑하는 방식이다.물체가 이동, 회전해도 배경은 그대로기 때문에 자연스러운 방법은 아니다. 중요한 것은 parametric texture..
렌더링은 빛과 물체가 있을 때, 관찰자가 현재 물체를 어떻게 보는지를 그려내는 과정이다.3D 모델을 화면에 표시하는 과정은 크게 위와 같다.이번 글부터는 위 단계 중 Lighting 과 Shading 단계를 자세히 살펴본다. Lightening 은 illumination 이라고도 부르며,물체가 빛을 받았을 때, 그 물체의 정점의 색이 어떻게 되는지를 계산하는 과정이다.Shading 은 결정된 정점 색을 기준으로 물체 내부에 색을 입히는 과정이다.(폴리곤의 내부 픽셀 각각의 색을 결정하는 과정) 폴리곤 메시 형태의 모델에 대해 색을 입히는 Polygon Mesh Shading 은 기본적으로 각 폴리곤 면마다 lighting 모델을 적용하여 색을 결정한다.그리고 구체적인 방법에 따라 크게 Flat Shadi..
물체를 모델링할 때 고려할 특성은 크게 3가지가 있다. 1. Geometric property (기하학적 특성)2. Material property (텍스처, 색상 등)3. Behavior property (애니메이션과 같은 동작) 텍스처와 색상은 다음 글에서 더 자세히 보고, 이번 글에서는 기하학적 특성을 중점적으로 정리한다. Geometric Model기하학적 모델을 만드는 방법은 크게 3가지가 있다. 1. 손수 그리기공간 크기를 직접 계산해서 그리거나, 모델링 툴을 활용해서 직접 조각하여 만들 수 있다. 2. 알고리즘 (Algorithmically) 3. 스캐닝 기하학적 모델을 표현하는 방식은 크게 4가지가 있다. 1. Raw Data2. Surface (표면만 모델링)3. Solid (내부까지 ..
컴퓨터 그래픽스컴퓨터의 도움으로 영상을 창조(create), 조작(manipulate), 저장(store), 표현(display)하는 것영상을 만들고 조작하는 것 뿐만 아니라 저장하고 출력하는 입출력도 포함된 개념이다. 컴퓨터 그래픽스도 다른 컴퓨터 작업과 마찬가지로 어떤 일이 주어졌을 때, 이를 수학적으로 잘 표현한 뒤이를 기반으로 알고리즘 또는 슈도 코드를 작성하는 과정을 거친다. 컴퓨터 그래픽스는 다양한 분야에서 사용된다.게임, 애니메이션과 같은 엔터테이먼트 분야, 시뮬레이션, CAD, 과학 연구의 시각화, 의학, 교육, VR, AR 등에서 활용될 수 있다. 그래픽스의 역사는 1950년대부터 시작되었다.1950년대에는 CRT 디스플레이, 라이트 펜을 이용한 드로잉, 벡터 그래픽의 시대였다.이때 t..
