컴퓨터 그래픽스 개요

1. 3D Computer Graphics

• 3차원으로 표현된 물체를 입력받아서 2차원 영상(프레임)으로 표현하는 작업
• 연속적으로 프레임을 보여주면 물체의 움직임을 표현할 수 있음.
• 프레임을 얼마나 빨리 만들어내는가에 따라서 실시간 그래픽스와 비 실시간 그래픽스로 구분 가능
• 실시간을 위해서는 보통 초당 30개 이상의 프레임(frame per second, fps)을 만들어야함

 

2. Computer Graphics의 단계

1. Modeling
2. Rigging
3. Animation 
4. Rendering
5. Post Processing

 

- Modeling, Rigging, Animation : 보통 그래픽 아티스트, 디자이너가 오프라인에서 수행

- Rendering, Post Processing : 컴퓨터 프로그램이 런타임에 수행함.

 

3. 각 단계에 대한 설명

1) Modeling (모델링) - 피부 만들기

[그림] 폴리곤 메쉬

• 컴퓨터가 이해할 수 있도록 물체를 표현(Model)하는 작업의 총칭.
• 실시간 그래픽스의 경우 대부분 폴리곤 메쉬 (다각형 메쉬)를 사용하여 모델링함)

[그림] 텍스쳐

• 모델링 단계에서는 폴리곤 메쉬뿐만 아니라 거기에 입힐 텍스쳐도 만듬
• 오프라인에서 그래픽 아티스트가 이러한 폴리곤 메쉬, 텍스쳐를 그리면 알맞게 붙여야함

 

2) Rigging (리깅) - 뼈 만들기

[그림] Skeleton을 만들어내는 Rigging 작업

• 움직임을 표현하기 위한 골격(스켈레톤)을 만들어내는 작업
• 폴리곤 메쉬의 꼭지점들과 스켈레톤을 연결해서, 스켈레톤을 움직이면 메쉬도 움직임
• 그래픽 디자이너가 모델링과 리깅을 수행하고 그 이후 애니메이션을 만듬

 

3) Animation (애니메이션) - 움직임 만들기

[그림] Animation 작업

• 모델링과 리깅이 완료되고 나서, 시간의 순서대로 뼈를 어떻게 움직일지 디자인 하는 것
• 일반적으로 그래픽 디자이너가 애니메이션까지 만듬 (Autodesk Max , Maya 등의 도구 사용)

 

4) Rendering (렌더링) - 재료(피부, 뼈, 움직임)를 조합해서 그래픽 만들기

[그림] 렌더링 작업

• 3차원 광경으로부터 2차원 영상을 만들어내는 작업
• 일단 가장 먼저 텍스쳐링(메쉬+텍스쳐) 작업 수행하고 라이팅(빛과 물체의 상호작용) 작업을 수행함
• 렌더링 작업부터는 그래픽 개발자의 영역이라고 할 수 있음

 

5) Post Processing (후처리) - 좀 더 이쁘게 만들기

[그림] 포스트 프로세싱 작업

• 특수효과 등의 후처리 작업을 이야기함
• 방망이가 빠르게 움직이기 때문에, 모션블러효과를 줘서 생동감있게 표현했음. (위와 비교)

 

4. 응용 (Application)

• 게임의 경우 게임 엔진 (유니티, 언리얼엔진 등)을 사용하여 편하게 만듬
• 이러한 게임엔진은 DirectX, OpenGL같은 그래픽스 API를 이용하여 구현되어있는데
• 이러한 API들은 수많은 컴퓨터 그래픽스 테크닉들이 구현되어있음 (우리는 이런 테크닉을 배움)

 

5. Reference