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컴퓨터 그래픽스 2차원과 3차원

by 살9네 2020. 8. 21.
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가로와 세로, x와 y라는 두 가지 좌표만을 가지는 평면의 그림을 컴퓨터로 그려내는 것. 2D 애니메이션, 일러스트, 문자 디자인 등이 그 예이다. 여기서 세부 분류로 래스터 그래픽과 벡터 그래픽이 나눠진다.

비주얼 노벨 계열에서는 이벤트로 뜨는 일러스트를 CG라고 부르기도 한다.

아래 3D 그래픽에 밀려 사용 빈도가 줄어들고 있다고 생각하겠지만 인쇄물, 영상 편집, 일러스트, 만화, 애니메이션 등 아직도 수요는 차고 넘친다. 3D그래픽의 텍스처를 만드는 기술이 2D그래픽이고 애니메이션에 3D기술이 대거 사용된다고 하지만 2D가 완전히 배제된 애니메이션은 실험적인 작품을 빼고는 전무하다. 심지어 디즈니 픽사 애니메이션일지라도 배경이나 잡다한 소품들까지 일일이 3D로 모델링하지는 않는다.

특히 비사실적 그림체인 만화/애니메이션 분야에서 2D기술을 완전히 배제하고 생각하기는 어렵다. 3D그래픽은 컴퓨터가 계산하는 거라서 데포르메를 전혀 허용하지 않는데 이것이 불쾌한 골짜기로 작용하기 때문이다. 현대의 3D애니메이션에서는 인위적으로 데포르메 알고리즘을 적용하거나 처음부터 데포르메가 가능한 모델링을 해서 위화감을 제거하고 있다.

2차원 컴퓨터 그래픽스의 최고 난이도를 자랑하는 분야 중에서 일러스트와 더불어서 컬러 그레이딩이 최근 들어서는 상당한 중요성을 차지하고 있다. 영화 및 드라마 분야에서는 VFX 작업 등 3차원 컴퓨터 그래픽스 기법을 많이 이용하지만 영상 색감을 구현하는 데에 있어서는 여전히 2차원적인 작업이 필요한 편이다. 그리고 컬러 그레이딩은 VFX 작업 못지않게 영화의 분위기를 좌우하는 큰 요소이기 때문이다.

모든 현상은 3차원 공간에 존재하는 단순정량자와 몇 가지의 법칙에 지배되는 운동에 의한다. - 르네 데카르트

CG의 진수. 3가지 좌표를 가지는 공간, 물체 등을 모델링 및 렌더링하는 것이다. 여러 모델, 수학적 물리학적 이론등을 근간으로 질감, 양감, 명암를 표현해내고 폴리곤(드물지만 다른 방식도 쓴다)을 이용해 물체들을 렌더링한다.

특히 3차원 CG 애니메이션의 역사는 곧 픽사의 역사라고 해도 과언이 아니다. 현 픽사의 CEO인 에드윈 캣멀이 CGI 제작의 핵심 개념을 정립한 인물 중 하나이기 때문이다. CG 애니메이션 문서 참조.

3D그래픽스 분야에도 2D의 래스터 방식과 벡터 방식 비슷하게 세부 분류가 존재하는데 크게 복셀 그래픽과 폴리곤 그래픽으로 나눠진다.복셀 그래픽은 지나치게 높은 연산부하 때문에 의료영상 등 극히 한정된 분야에 사용되고, 대부분의 사람들이 접할 수 있는 것은 폴리곤 그래픽이다. 폴리곤 그래픽도 하이폴리곤과 로우폴리곤으로 나눠지는데 하이폴리곤은 그래픽의 퀄리티는 뛰어나지만 프레임 하나 그리는데 몇 시간이 걸릴 정도로 연산량이 많아 오프라인 렌더링이 가능한 애니메이션 등에 주로 사용되고, 로우폴리곤은 적당한 성능의 연산 보조장치(GPU)만으로도 초당 수십 수백장을 그릴 수 있기 때문에 게임 등에 주로 사용된다.현대에는 연산카드의 성능이 매우 향상되어 초창기 하이폴리곤 모델 정도는 실시간으로 그려낼 수 있기 때문에 게임 같은 실시간 렌더링 분야에도 부분적으로 복셀 그래픽이 사용되고 있다.

하이폴리곤과 로우폴리곤은 화면에 그려야 할 폴리곤의 갯수의 많고 적음을 얘기하는 것이지만 좀 더 엄밀하게 따진다면 하이폴리곤 모델에서는 텍스처를 거의 쓰지 않는다. 대신 폴리곤 하나가 단색으로 칠해지는 경우가 많다. 반면 로우폴리곤은 텍스처를 이용한 눈속임에 크게 의존한다. 로우폴리곤 모델에서 텍스처를 제거하고 보면 화면이 온통 큼직한 택배박스와 합판 세워놓은 모양새가 되는 데 반해, 하이폴리곤 모델은 텍스처를 제거해도 그냥 모델에서 색이 빠진 정도밖에 그래픽 품질이 떨어지지 않는다.

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