3次元 컴퓨터 그래픽스

3次元 컴퓨터 그래픽 ( 3D computer graphics, three-dimensional computer graphics )은 2次元 컴퓨터 그래픽스 와 달리, 컴퓨터에 貯藏된 모델 의 各點의 位置를 높이 , 幅 , 깊이 의 3축으로 하는 空間座標 를 利用하여 貯藏하는 幾何學的 데이터를 利用해 3次元的으로 表現한 뒤에 2次元的結果物로 處理, 出力하는 컴퓨터 그래픽스 이다.

이러한 差異點에도 不拘하고 3次元 그래픽은, 와이어-프레임 모델 의 境遇엔 2次元 벡터 그래픽 과, 最終出力물의 境遇엔 2次元 래스터 그래픽 과 共通된 알고리즘이 많다. 컴퓨터 그래픽 소프트웨어에서 이 두 槪念의 差異點은 때때로 區別이 模糊해지기도 하는데, 그 例로 2次元 프로그램이 照明效果 같은 結果物을 얻기 위해 3次元計算法을 使用한다거나 3次元 프로그램이 反對로 2次元技術을 쓸 수 있는 境遇가 있다.

3次元 컴퓨터 그래픽은 때때로 3次元 모델링 을 가리키기도 한다. 出力물과는 別個로, 모델은 그래픽 데이터 파일에 包含되어 있다. 하지만, 이들은 分明 다른 槪念이다. 3次元 모델은 3次元敵人物體의 數學敵表現이고, 모델은 視覺的으로 나타내지기 前에는 技術的으로 그래픽이 아니다. 3次元 프린터 德分에, 3次元 모델은 假想空間에만 갇혀있지 않게 됐다. 모델은 3次元 렌더링 이라는 過程을 통해 2次元的인 그림으로 나타날 수 있고, 或은 보이지 않는 컴퓨터 시뮬레이션 또는 計算에 쓰이기도 한다. 에서 使用되기도 하였다.

歷史編輯

1960年代, 윌리엄 페터 가 보잉 舍에서의 作業을 說明하기 위해 컴퓨터 그래픽 이라는 用語를 만들어낸 것으로 알려져 있다. ^[1] 이와 함께 最初의 컴퓨터 애니메이션으로 擧論되는 것은 人間의 얼굴과 손의 움직임 이 包含된 《 A Computer Animated Hand 》 (1972) 으로, 유타 大學校 의 에드윈 캐트멀 과 프레드 파크 가 製作하였다. 이 애니메이션은 《 Futureworld 》 에서 使用되기도 하였다.

開館編輯

3次元 컴퓨터 그래픽의 製作過程은 基本的으로 세 段階로 나뉜다.

3次元 모델링 ?: 컴퓨터에서 物體의 形態를 構成하는 過程
레이아웃과 애니메이션 ?: 物體를 作業空間에 配置하고 그것의 움직임을 設定하는 過程.
3次元 렌더링 ?: 만들어진 場面을 컴퓨터가 照明의 配置와 麵의 特性, 其他 다른 設定들을 바탕으로 計算하여 그림을 生成하는 過程

모델링 編輯

오크바의 모스크 를 솔리드웍스 를 利用하여 構成한 3D 모델.

여기서 모델은 物體의 形態가 어떻게 이루어져 있는지를 알려준다. 3D 모델이 만들어지는데는 普通 두가지 過程을 따르는데, 첫째는 藝術家나 技術者가 3D 모델링 道具를 利用하여 만드는 것이고, 둘째는 實存하는 物體를 스캔 하여 컴퓨터에 모델을 入力하는 것이다. 모델들은 또한 一連의 演算이나 物理的 시뮬레이션 으로부터 만들어지기도 한다. 基本的으로 3D 모델은 그 形態를 決定하고 폴리곤(多角形)을 形成하는 버텍스라고 하는 點들로 構成되어있다. 모델로서의 全般的인 完成度와 애니메이션을 위한 形態的安定性은 폴리곤의 構造가 얼마나 잘 짜여 있는가에 依存한다.

레이아웃과 애니메이션 編輯

만들어진 物體(모델)들은 렌더링하여 그림으로 나타내기 前에 作業空間(또는 scene →場面 )에 適切히 配置되어야 한다. 이는 位置나 크기 等, 物體들 사이의 空間的關係를 決定한다. 애니메이션은 物體가 나타내는 瞬間瞬間의 特徵, 卽時間이 흐름에 따라 어떻게 움직이고 어떤 形態로 變化하는가를 뜻한다. 代表的인 方法으로는 키 프레임 方式과 逆機構學 , 모션 캡처 를 利用한 方式이 있으며, 이러한 技術들은 種種 함께 쓰인다. 모델링과 마찬가지로, 物理的 시뮬레이션 亦是物體의 銅雀乙 특징짓는다.

렌더링 編輯

렌더링은 準備한 모델을 그림으로 變換하는 것으로서, 빛의 흐름을 計算하여 實査 이미지를 얻거나, 反對로 特定技術을 利用한 反實寫 렌더링(NPR, Non-photorealistic rendering)으로 結果物을 얻는 過程이다. 實寫 렌더링을 具現하는 基本年産過程에는 빛의 運搬(Transport, 한 곳에서 다른 곳으로 얼마나 많은 量의 빛이 傳達되는가)과 빛의 分散(Scattering, 表面이 빛에 어떻게 反應하는가)이 있다. 이 過程은 普通 3D 컴퓨터 그래픽 소프트웨어 나 3D 그래픽 API 를 使用하여 進行된다. 또한 렌더링에서 場面을 알맞은 形態의 結果物로 變換하는 것에는 3次元의 이미지를 2次元平面에 나타내는 3D 投影法 도 包含된다.

3D 렌더링 의 예