게임수학 제 7 장 조명.

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1 게임수학 제 7 장 조명

2 광원 방향광 (directional Light) 점광 (point Light) 게임수학 - 제7장 조명

3 광원 집중광 (spot Light) 방향벡터와 조명 범위각(cut-off angle)으로 표현되는 하나의 고깔(cone) 모양
게임수학 - 제7장 조명

4 광원 우리눈에 보이는 색상  광원의 색상 + 재질(material)의 색상
광원의 색상: 분산(diffuse) 색상, 전반사(specular) 색상, 주변광(ambient) 색상 재질의 색상: 분산 색상, 전반사 색상, 주변광 색상 게임수학 - 제7장 조명

5 재질 (Material) 모든 물체는 각자의 색깔을 가진다. 주변 재질 색상 (ambient material color)
다른 물체에 의해서 반사되어 나타나는 주변 반사광의 색상을 지정 난반사 재질 색상 (diffuse material color) 물체 표면 자체의 색상을 표현할 때 사용 전반사 재질 색상 (specular material color) 광원이 반사되어 물체의 가장 밝게 빛나는 색상 반사의 정도를 나타내는 반사도(shininess)라는 상수 필요 방사 재질 색상 (emissive material color) 발광체인 물체를 표현 조명 모델의 광원 생상과는 상관 없음 게임수학 - 제7장 조명

6 조명 (Illumination) 조명 (lighting model) 조명 모델 = 분산 성분 + 전반사 성분 + 주면 성분
물체의 기하적 형상 및 재질과 광원과의 상호작용을 수학적으로 모델링 조명 모델 = 분산 성분 + 전반사 성분 + 주면 성분 게임수학 - 제7장 조명

7 조명 (Illumination) 분산성분 전반사 성분 난반사면과 광원과의 상호작용
매끄러운 표면이 아니어서 빛이 사방으로 흩어지고 일부만 눈에 들어옴 일반적으로 모든 방향으로 분산되는 것으로 모델링 눈의 위치와는 상관 없이 모든 관측자에게 동일하게 보임 전반사 성분 전반사면과 광원과의 상호작용 매끄러운 표면으로 되어 있어 빛을 분산시키지 않고 일정한 방향으로 반사 눈의 위치에 따라 보이기도 하고 보이지 않기도 함 게임수학 - 제7장 조명

8 조명 (Illumination) 게임수학 - 제7장 조명

9 분산 성분 (Diffuse Component)
램버트(Lambert)의 법칙 게임수학 - 제7장 조명

10 분산 성분 (Diffuse Component)
램버트(Lambert)의 법칙 게임수학 - 제7장 조명

11 분산 성분 (Diffuse Component)
램버트(Lambert)의 법칙 게임수학 - 제7장 조명

12 분산 성분 (Diffuse Component)
게임수학 - 제7장 조명

13 전반사 성분 (Specular Component)
반사도 (shininess) 반사도가 크면 반사되어 나가는 빛의 폭이 좁아짐, 즉 하이라이트의 크기가 작아짐 왼쪽부터 반사도 5, 15, 50, 100 게임수학 - 제7장 조명

14 전반사 성분 (Specular Component)
퐁 조명 방정식 (Phong lighting equation) 게임수학 - 제7장 조명

15 전반사 성분 (Specular Component)
퐁 조명 방정식 (Phong lighting equation) 게임수학 - 제7장 조명

16 전반사 성분 (Specular Component)
블린(Blinn)의 방정식 게임수학 - 제7장 조명

17 전반사 성분 (Specular Component)
게임수학 - 제7장 조명

18 주변광 성분 (Ambient Component)
직접적으로 조명을 받지 않고 다른 물체를 한번 거쳐서 반사된 간접 조명 표현 제대로 계산하기 위해서는 광선 추적 기법(ray-tracing)을 사용해야 하지만 계산 속도가 느리기 때문에 편법을 사용 게임수학 - 제7장 조명

19 주변광 성분 (Ambient Component)
주변광 성분만 적용한 예 게임수학 - 제7장 조명

20 주변광 성분 (Ambient Component)
주변광 성분이 최종 렌더링에 미치는 영향 왼쪽부터 미사용, 어두운 회색, 밝은 회색 게임수학 - 제7장 조명

21 조명 방정식 Total Illumination = Ambient + Diffuse + Specular 2006-10-31
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22 음영 (shading) 음영 조명 방정식을 통해서 계산된 각 점에서의 조명 결과로부터 최종적인 하나의 영상을 만들어내는 과정
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23 음영 (shading) 메쉬 모델(mesh model)의 각 삼각형마다 적용 게임수학 - 제7장 조명

24 음영 (shading) 게임수학 - 제7장 조명

25 음영 (shading) 평면 음영법 (flat shading) 다각형당 첫번째 정점에서의 법선 벡터만 사용 2006-10-31
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26 음영 (shading) 고로드 음영법 (Gouroud shading)
각 꼭지점에서의 조명 계산 결과 를 보간(interpolation) 실시간 구현 가능 게임수학 - 제7장 조명

27 음영 (shading) 퐁 음영법 (Phong shading) 법선 벡터를 보간 픽셀당 조명 계산
계산량이 많기 때문에 오프라인에서 주로 사용 최근에는 셰이더를 지원하는 그래픽 칩셋으로 인하여 실시간 게임에서도 사용 게임수학 - 제7장 조명