[12 0324] 빛과 그림자
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    [12 0324] 빛과 그림자 [12 0324] 빛과 그림자 Presentation Transcript

    • 빛과 그림자 2012. 3. 24 데브루키 해보리
    • 빛과 그림자적절한 조명 + 적절한 그림자 = 사실적인 물체
    • 빛(Light)비교적 파장이 짧은전자기파가시광선, 적외선,자외선, X선 등
    • 빛은 파장에 의해 구별된다일상 생활의 빛은 여러 빛들 조합된 것파장은 파동의 두 봉우리(peak) 사이의 거리
    • 색은 가시적 범위의빛 파장이다 빗방울처럼 입자로도 빛은 연못의 물결처럼 표현 가능 공간 사이를 흘러가는 파장(wavelength)이다
    • 색에 대한 정의빛의 스펙트럼(분광)의조성차(組成差)에 의해서성질의 차가 인정되는시감각(視感覺)의 특성
    • 색을 파악하는 요소• 색을 느낄 수 있는 것은 광원, 물체(대 상), 눈, 뇌의 작용 이라는 4가지 요소가 있 기 때문• 우리의 눈은 색상보다는 명암이나 움직임 에 더 민감하며 색상을 볼 때는 빨간색의 가 시거리가 가장 길다
    • 눈에 보이는 색채의 세가지 경우 광원색 물체색 투과색
    • 광원색 발광체에서 빛을 직접 보는 경우 물체색어떤 대상이 빛을 흡수하거나 반사하는 경우 투과색 어떤 대상을 빛이 투과하는 경우
    • 빛의 파형영역
    • 뉴턴의 스펙트럼 실험• 무지개색으로 알려진 7가지 색 정리• 1967년 뉴턴의 백색광 분해 실험
    • 인간의 가시 영역• 일반적인 사람의 경우 400~700nm 감지• 최대 380~800nm 까지 감지한 사람도 존재• 빛에 적응된 눈은 녹색 부분(약 555nm)에 서 최대 감도를 나타냄
    • 흰색(white)• 광원에서 나온 빛이 물체에 투과될 때• 투사된 빛을 산광이라 하고 산광이 완전 반사 될 때 생김• 일부 흡수되기 때문에 약 20% 회색이 섞임(종이)회색(gray)• 일부를 흡수 나머지를 반사• 반사광이 많을 수록 명도가 높아짐검은색(black)• 물체에 100% 빛이 흡수된 경우• 보통은 소량 반사함(10% 정도)유채색• 위에 색을 제외한 나머지• 약 750만 종• 식별 가능한 색은 300여 종• 일상 생활에 필요한 색은 약 50여 종
    • 원색(primary color)• 더 이상 분해할 수 없는 색• 기본색, 기준색, 표준색 등 모든 색을 나타 낼 수 있는 최소한의 색• 색의 삼원색은 시안, 마젠타, 노랑(CMY)• 빛의 삼원색은 빨강, 파랑, 초록(RGB)
    • 가색혼합(색광의 혼합)• 가색혼합, 가산혼합, 색광혼합, 정혼합, 상 가혼합, 플러스혼합 등의 용어로 사용• 서로 빛을 합하기 때문에 가산혼합이라 함• 가색 혼합의 2차 색들은 색료혼합의 3원색 이됨• 일반적으로 모니터 등에서 사용하는 색
    • 가색혼합• G+B=C• R+ B = M• R+G=Y• R+G+B=W
    • 감산혼합(색료의 혼합)• 감색혼합, 감산혼합, 색료혼합, 마이너스혼 합 등의 용어로 사용• 물감의 혼합은 흡수광을 합쳐 물체색이 되 므로 반사광이 줄어들기 대문에 감색혼합 이라 함
    • 감색혼합• 자주 + 노랑 = 적• 노랑 + 청록 = 녹• 청록 + 자주 = 청• 자주 + 노랑 + 청록 = 흑
    • 중간혼합• 병치 혼합 – 서로 다른 두 색을 서로 교차하여 패턴화• 회전 혼합 – 동일지점에서 40~50회/s 반복 자극
    • 그 외에 색을 표현하는 방법• RGB (Red-Green-Blue)• CMY (Cyan-Magenta-Yellow)• HSB (Hue색상-Saturation채도-Brightness 명도), HSL• HSV (Hue-Saturation-Value)• …
    • 색과 소리• 색채 심리학 연구소 하인리히 프릴링의 실험(1980) – 빨강 : 큰, 트럼펫 소리 – 분홍 : 부드러운, 은은한 – 주황 : 큰 장조의 – 갈색 : 어두운, 우울한, 단조의 – 금색 : 화려한 장조의 – 노랑 : 날카로운, 장조의 – 연두색 : 고음의, 단조의 – 녹색 : 잘 들리지 않은(뚜렷하지 않을 때), 날카로운(채도가 높을 때) – 파랑 : 희미한, 플루트에서 바이올린까지의 소리에 해당 – 군청색 : 어두운, 깊은, 더욱 심한 단조의 – 밝은 자주 : 약한, 차분한
    • 색과 음식• 식욕을 자극하는 요소 중 시각이 차이하는 부분이 87%• 미각은 10%에 불과
    • 그러므로 빛 재질 색(Color) 이다.
    • 광원(light)• 실세계의 빛(자연광)은 사물을 만나 반사된 다• 실제로 모든 빛은 모든 것에 반사되고 반사 될 때 어떤 빛은 표면에 흡수되며 어떤 빛은 임의의 방향으로 빛을 흩어트린다• 하지만 현실같은 빛의 계산은 비용이 크다
    • 일반적인 주변광조명 모델 (ambient) 반사광 분산광 (specular) (diffuse)
    • Ambient Light• 환경광, 주변광• 다른 일반 표면에서 반사되어 나오는 빛• Scene을 전반적으로 밝게 함
    • Diffuse Light• 난반사광• 특정 방향으로 진행 하다가 표면에 닿으면 모든 방향으로 동일하게 반사됨• 관찰자의 위치와 무관• 가장 일반적인 형태
    • Specular Light• 정반사광• 특정 방향으로 진행하다가 표면에 닿으면 한 방향으로 강하게 반사• 반짝이는 표면을 모델링 할 때 이용
    • Direct3D 9.0c• 설마 아직도 XP를?• XP라고 해도 SP3까지는 다들? (벌써 8년) http://www.microsoft.com/download/en/det ails.aspx?id=21416
    • Direct3D의 Graphics Pipeline
    • Direct3D10의 Lights 예제• 이펙트 연동 변수 하나 만들어서 전달
    • Direct3D11의 Lights 예제• 상수 버퍼 하나 만들어서 다 때려 넣으면…
    • Direct3D11의 Lights 예제• 나머지는 셰이더 처리
    • 하지만 여기서 할 껀 D3D9• 왜? 이론적인 설명이 잘 나와 있으니까• 어디에? 매뉴얼에…
    • 라이팅의 수학• Ambient Lighting• Diffuse Lighting• Specular Lighting• Emissive Lighting http://msdn.microsoft.com/en- us/library/windows/desktop/bb147178(v=vs .85).aspx
    • Ambient Lighting
    • Ambient Lighting
    • Diffuse Lighting
    • Diffuse Lighting
    • Specular Lighting
    • Specular Lighting
    • Emissive Lighting
    • 현실은?• 하드웨어의 성능도 좋아졌지만 요구사항도 그만큼 많아졌다• 아직도 Ray Tracing을 실시간으로 구현하 는 건 비용이 크다• 어떻게 하는 게 좋을까?
    • 다양한 기법 등장• 좀 더 빠른 조명 공식• 전처리 기법 – 텍스쳐의 활용• 후처리 기법 – SSGI 기법들
    • 환경맵핑• 큐브, 스피어 환경맵
    • 라이트 프로브 • 미리 조명값을 계산한 지역별 객체를 심어 두고 해당 객체의 조명 정보를 이용http://blogs.unity3d.com/2011/03/09/light-probes/ 11호님의 ‘GI 프로브 라이트’ http://cafe.naver.com/devrookie/5686
    • Lightmap• Irradiance Map• 라이트 정보를 담고 있는 이미지 https://developer.valvesoftware.com/wiki/Li ghtmap
    • Lightmap 공정
    • 알고리즘 종류• ISO-charts• LSCM• ABF++• D-charts• MCGIM• …
    • Shadow Map• PSM(Perspective Shadow Map)• LiSPSM(Light Space Perspective Shadow Map)• TSM(Trapezoidal Shadow Maps)• CSM(Cascade Shadow Mapping)• PSSM(Parallel-Split Shadow Maps)• LOGSM(Logarithmic Shadow Map)• …
    • LiSPSM(Light Space PerspectiveShadow Map) http://x66vx.egloos.com/3808794http://starlike.cafe24.com/moniwiki/wiki.php/LightSpacePerspectiveShadowMaps
    • PSSM(Parallel-Split Shadow Map) http://http.developer.nvidia.com/GPUGems 3/gpugems3_ch10.html
    • Deferred Shading알콜코더님의 ‘Deferred Shading’http://cafe.naver.com/devrookie/5072
    • Deferred Shading http://ozlael.egloos.com/2423070
    • 결론