2008. 12. 15. 12:20

고급렌더링(그림자, 레이트레이싱, 레디오서티) - 컴퓨터 그래픽스



그림자
셰이드(Shade)가 음영을 의미한다면 셰도우는 그림자를 의미한다.
셰도우(Shadow)와 구별
상대적으로 단순한 연산으로 매우 사실적인 효과
조명과 별도로 취급

그림자
그림자 없음: 공중에 떠있는 인상
광원특성:방향성 그림자, 위치성 그림자


본영(Umbra, Hard Shadow) 광원으로 부터 완전히 차단되어 매우 어두운 부분
반영(Penumbra, Soft Shadow) 광원의 한쪽만 차단되어 약간 어둡게 보이는 부분

그림자는 주변광에 의해 보인다. 산란으로 인해 본영과 반영의 경계선이 흐려져 보인다.

지면 그림자
투상 그림자
바닥에 투상된 그림자만을 고려, 물체면간의 그림자는 고려치 않음
물체공간 알고리즘

셰도우 맵
화소단위의 영상공간 알고리즘
1.광원기준 가장 가까운 물체면과의 거리(a)를 셰도우 지-버퍼에 저장
2. 은면제거를 위해 시점기준 가장 가까운 물체면 화소를 구함
3. 해당 화소 물체면으로부터 광원(b)까지의 거리를 구함
4. b가 a보다 크면 해당 화소는 그림자 영역 내부에 존재함


레이 트레이싱(광선 추적, Ray Tracing)
대표적인 전역조명모델
순방향 레이트레이싱
광원에서 나온 모든 광선을 추적. 너무 많은 계산을 요함
역방향 레이트레이싱
우리 눈에서 광선이 발사된다고 가정하고 추적

다각형 사이의 상호작용
이면제거를 허용하지 않음.
은면제거를 허용하지 않음
그림자 연산이 자동으로 이루어짐


레디오서티
전역조명모델: 물체면 상호간의 빛의 움직임을 조명모델에 반영
확산광만을 추적 cf. 레이트레이싱 : 경면광과 굴절광을 추적
시점의 위치에 무관 cf. 레이트레이싱 : 시점에 따라 달라짐

물체면 사이에 교환되는 빛 에너지의 양을 추적
빛은 일종의 에너지이며 에너지 보존 법칙이 성립

간접반사로 인해 전반적으로 밝은 모습


<레이트레이싱과 레디오서티 비교>

   레이트레이싱  레디오서티
 표면종류   반짝이는 면, 투명한 면    거친 면(완벽 확산체 가정)
 반사광 추적  경면광, 굴절광  확산광 
 모델링 대상  폐쇄 공간 또는 개방 공간  폐쇄 공간 
 시점의 위치  시점에 따라 결과 변화  시점에 무관
 광원  점광원으로 취급  면적광원으로 취급 
 시각적 효과  선명한 반사, 선명한 그림자  은은한 반사, 은은한 그림자
 알고리즘  영상공간 알고리즘  객체공간 알고리즘 
 연산속도  느림  느림 



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