[1일차] 빛의 상호작용 원리 학습

빛의 상호작용 원리?

- 3D 그래픽스에서 사실적인 랜더링을 위해 매우 중요

- 쉐이더에서 이러한 원리를 적용하여 다양한 재질과 조명 효과 구현이 가능

 

주요 개념

1. 반사(Reflection)

- 빛의 표면에 부딪혀 튕겨나가는 현상

- 매끄러운 표면에서 정반사(specular reflection)가 일어나고, 거친 효면에서는 난반사(diffuse reflection)이 일어남

- 쉐이더에서 이를 구현하여 금속, 유리와 같은 재질 표현이 가능

 

2. 굴절(Refraction)

- 빛이 서로 다른 매질을 통과할때 방향이 변하는 현상

-  물이나 유리 같은 투명한 물체를 표현할때 사용

 

3. 산란(Scattering)

- 빛이 물체 내부로 들어가 여러 방향으로 퍼지는 현상

- 피부, 우유, 대리석, 같은 반투명 재질을 표현할때 매우 중요

 

4. 흡수(Absorption)

- 물체가 특정 파장의 빛을 흡수하는 현상

- 물체의 색상을 결정하는 주요 요인

 

5. 프레넬 효과(Fresnel Effect)

- 표면을 바라보는 각도에 따라 반사율이 변하는 현상

- 물체의 가장자리가 더 밟아 보이는 효과를 만듦

 

위 원리들을 쉐이더에 적용할 때 주로 다음과 같은 방법을 사용

1. 법선 맵(Normal Mapping)

- 표면의 세밀한 굴곡을 표현하여 빛의 반사를 더 정교하게 계산

 

2. 환경 맵(Environment Mapping)

- 주변 환경의 반사를 시뮬레이션하여 금속이나 유리 같은 재질 표현

 

3. BRDF(Bidirectianl Reflectance Distribution Function)

- 빛의 표면에 어떻게 반사되는지 수학적으로 모델링한 함수

- 다양한 재질의 특성을 정확하게 표현 가능

 

이러한 개념을 이해하고 적용함으로써, 쉐이더를 통해 매우 사실적이고 다양한 재질의 표면을 구현 할 수 있음