[OpenGL ES를 이용한 3차원 컴퓨터 그래픽스 입문] 챕터 1 - 서론

컴퓨터 그래픽스

• 컴퓨터를 이용하여 영상(Image)을 생성하는 작업

실시간 그래픽스

• 게임. 실시간 그래픽스 시스템의 성능은 1초당 몇 프레임을 만들어낼 수 있느냐, 즉 FPS로 측정된다.

비실시간 그래픽스

• 영화 특수효과 등에서는 실사와 구분하기 어려운 정교한 영상을 만들어내기 위해서 프레임당 몇 분에서 몇 시간을 투여하기도 한다.

 

 

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1.1 컴퓨터 그래픽스 제작 단계

 

컴퓨터 그래픽스 제작 단계

 

• 가상의 그래픽스 환경을 구성하는 각각의 물체를 컴퓨터가 처리할 수 있는 방식으로 표현한 것을 모델(Model)이라고 한다.
• 이러한 모델들은 폴리곤(Polygon; 다각형)들로 구성된다. 이렇게 폴리곤으로 구성된 물체는 폴리곤 메시(Polygon mesh)라 부른다.

 

텍스처와 폴리곤 메시 표면에 텍스처가 입혀진 모습

 

• 3차원 물체에 입혀져서 시각적 사실성을 높여주는 **텍스처(texture)**의 제작 또한 매우 중요한 모델링 작업이다.
• 이 텍스처는 런타임에 야구선수 캐릭터의 폴리곤 메시에 입혀져서 다음과 같은 결과를 생성한다.

 

폴리곤 메시로 표현된 캐릭터의 애니메이션을 위해 뼈대가 캐릭터 메시에 삽입된다.

 

• 이러한 애니메이션을 위해서는 통상 야구선수의 골격(Skeleton)을 구성한 후, 각각의 뼈(Bone)의 움직임이 야구선수의 폴리곤 메시에 어떻게 반영될 것인가를 정의해야 한다.
• 이러한 과정을 리깅(rigging)이라고 부른다. 애니메이터들이 캐릭터 골격을 움직여 캐릭터의 애니메이션을 정의하면 런타임에 프레임 별로 재생된다.
• 3ds Max / Maya ... 와 같은 오프라인 프로그램을 통해 디자이너가 작업을 한다.

 

애니메이션되는 폴리곤 메시의 렌더링 결과

 

• 하나의 3차원 장면이 주어졌을 때 이를 2차원 영상, 즉 프레임으로 만드는 작업을 렌더링이라고 한다.
• 렌더링은 매우 복잡한 연산을 요하는 단계로, 텍스처를 물체 표면에 입히는 텍스처링(texturing), 그리고 빛과 물체의 상호 작용을 처리하는 라이팅(lighting)이 그 핵심을 이룬다.

 

모션 블러 효과

 

• 빠른 속도로 진행되는 애니메이션의 경우, 한 프레임에 그 이전 프레임의 잔영을 남기면 시각적 사실성을 높일 수 있는데, 이를 모션 블러라 한다.
• 이는 컴퓨터 그래픽스 제작의 마지막 단계인 후처리를 통해 이루어진다. 그런데, 시간이 허락하지 않는다면 후처리는 생략될 수 있다.

 

 

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1.2 그래픽스 API

 

모바일 게임을 구성하는 하드웨어와 소프트웨어 계층 구조

 

• 모델링, 리깅, 애니메이션은 오프라인에서 Maya / Max 프로그램을 사용해서 그래픽 아티스트가 만든다.
• 그렇게 만들어진 애니메이션을 플레이하고, 렌더링하고, 후처리하는 건 컴퓨터 프로그램이 수행한다. 게임에서는 게임엔진이라고 하는 엔진을 이용한다. (Unity3D, Unreal ...)
• 게임 엔진 밑부분에 위치한게 바로 그래픽스 API (DirectX, OpenGL ES ...)등이 있다.
• 그 밑에는 바로 GPU이 있습니다. 바로 그 그래픽카드..
• OpenGL ES는 바로 GPU에 대한 소프트웨어 인터페이스다라고 이해하면 된다.

 

 

 

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https://www.youtube.com/watch?v=EdkPDiwsTF0&t=75s

• 출처[KUOCW] 한정현 컴퓨터그래픽스 (1장-서론)