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ComputerScience/Computer Graphics

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CG - 19. Animation 1. History of Animation - frame(sequence of image)의 연속 - 형태를 정의하는 것이 modeling이였다. animation은 시간에 따른 shape을 정의하는 것이다. - 간단히 말하면 시간에 따라 frame을 모델링하는 것 - key frame을 사람이 그리면 컴퓨터로 interpolation을 수행하여 완성한다. - 사진으로 만든 첫 film이다. - 최초로 손으로 그린 단편 애니메이션이다. - 배경의 움직임은 적기 때문에 한 배경에 인물이 그려진 투명한 종이를 바꿔가며 만들었다. (cell animation) - 최초의 3d computer animation 2. The principles of animation - 공이 바닥에 닿으면 찌그러지고 튀어오를때는..
CG - 18. Halftoning, Dithering 1. Halftoning - 디스플레이나 프린터가 우리가 원하는 만큼 색영역을 구현하지 못할때, 제한된 color로 연속적인 tone을 모방하는 방법이다. - 예를들면 같은 색이지만 작은 점을 찍으면 밝아보이고, 큰 점을 찍으면 어두위 보인다. - color별로 연하게 진하게 색을 출력함으로써 다양한 색을 배합할 수 있는데 밝기를 조절하기 어렵다면 halftoning으로 구현할 수 있다. - resolution을 희생해서 color variation을 높인다. - 아날로그에서는 점의 크기를 바꿔가며 intensity를 조절하지만 디지털은 점의 크기가 고정되어있기 때문에 패턴을 활용한다. - 네개의 픽셀을 가지고 halftoning을 구현한다고 하면 0부터 4까지 intensity를 표현할 수 있다. - ..
CG - 17. Color 1. Color - 결국 사람이 보는 color란 빛이 반사되어 눈으로 들어오는 것을 말한다. - 사람은 가시광선 범위의 빛을 인식할 수 있다. - 빛은 파동이면서 입자이기 때문에 광자의 분포로 나타내면 다음과 같다. - 빛의 종류에 따른 분포를 나타낸 그림이다. - 아래처럼 파장에 따른 BRDF를 구할 수 있다. - 그럼 reflectance에 따라서 파장별 iradiance를 곱해서 color가 도출된다. - reflectance는 특정 파장의 빛을 흡수하거나 특정 파장 빛을 잘 반사하는 등 물질의 성질을 말한다. - 뿐만아니라 투명도를 계산할수도 있다. transmittance는 특정 파장의 빛을 얼마나 잘 통과시키는가? 등의 성질을 나타낸다. - 실제 물체 표면의 reflectance를 살펴보자...
CG - 16. Advanced Rendering : real-time rendering 1. real-time rendering - global illumination은 사실적인 rendering이 가능하지만 시간이 오래 걸렸다. - 따라서 게임같은 real time system에서는 사용하기 힘들다. - 따라서 게임, vr, ar에서 사실적인 렌더링을 위해 고안된 방법들을 알아보자. 2. Shadows - 그림자는 사실적 묘사의 중요한 요소이다. - 결국은 그림자도 global illumination 효과중 하나이다. 특정 포인트에서 빛이 다른 물체에 영향을 받는 것이기 때문이다. - ray tracing에서는 빛을 쏴서 occlusion이 있다면 그림자가 생기고, radiosity에서는 그 패치에 빛이 도달하지 않기때문에 어둡게 그림자가 생긴다. (soft shadow구현) - 그림자 ..
CG - 15. Advanced Rendering : Refectance 1. Refectance - 이제까지 배운 모든 illumination방법 보다 더 사실적인 묘사를 위한 방법들을 알아보자. - 빛이 물체에서 반사되는 성질을 모델링하는 방법이다. - surface reflectance에 따라서 서로 다른 질감을 표현할 수 있다. - diffuse: 빛이 들어왔을 때 빛이 퍼지는 특징을 말한다 Spectral Distribution - 물체의 surface의 색에 따라 반사되는 빛을 고려하는 방법이다. - RGB각각의 채널에 따른 반사를 모델링한다. - 표면에 색에 따라서 반사고 흡수되는 빛이 파장에 따라 다르기 때문이다. Spatial Distribution - 물체의 특성(material property)이 suface의 위치에 따라 달라지는 것을 모델링한다. - 같..
CG - 14. Global illuminations(Ray Tracing) 1. Ray Tracing - 카메라에서 모든 frame buffer에 있는 image의 pixel에 빛을 쏴서 닿는 곳에서 색을 계산하는 것이다. - 광원의 직접적인 빛뿐만 아니라 모든 물체들간에 반사되는 빛을 고려하여 simulating하는 방법이다. - 훨씬 사실적인 묘사가 가능하다. - relection(반사), refraction (투명한 물체를 통과하면서 보이는 효과), 그림자, scattring(산란) 등 다양한 optical effect를 구현할 수 있다. - 빛이 반사가 되어 다른 표면에 밝게 초점이 맺히는 caustic 현상도 구현할 수 있다. - 반사되어 색이 물드는 color bleeding도 잘 반영된다. 2. Idea - Forward Mapping은 자연 현상에서 물체를 보는 ..
CG - 13. Global illuminations(Radiosity) 1. Global Illumination - 이제까지 공부한 illumination은 local illumination이였다. 오직 surface point에 도달하는 light source의 direct한 빛만 고려하는 illumination이였다. - 모든 suface point에서 각각 광원에서 오는 빛을 계산하면 되기 때문에 병렬처리로 아주 빠른 속도로 구현이 가능했다. - global illumination은 광원의 direct light뿐만 아니라 다른 물체로부터 반사되서 들어오는 indirect한 빛까지 고려하는 illumination 방법이다. - 더 사실적인 묘사가 가능하다. 단 rendering 시간이 매우 많이 걸린다. - global illumination의 가장 대표적인 두가지 방..
CG - 12. Buffer, Blending 1. buffer - 이미지를 저장하는 공간 - m * n 이 이미지의 resolution이 되고 k가 각 픽셀이 색을 얼마나 깊게 표현하느냐를 나타낸다. - 한 픽셀당 24(k)비트의 depth를 가지면 rgb가 된다. - 가장일반적인 rgba는 32비트의 depth를 가진다. - k가 1이면 black & white, k = 8이면 gray scale이미지이다. color buffer - double buffering에 사용하는 front, back buffer - 보조 역할을 하는 auxiliary buffer - stereo 이미지를 출력하는 stereo buffer (왼쪽 눈을 위한 버퍼 따로 오른쪽 눈을 위한 버퍼 따로) Depth buffer(z-buffer) - 깊이 정보를 저자하는 버퍼 ..

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