농담: 시각적 렌더링의 깊이 탐구: 컴퓨터 비전의 퐁 셰이딩

By Fouad Sabry

퐁 셰이딩이란

3D 컴퓨터 그래픽에서 퐁 셰이딩, 퐁 보간 또는 법선 벡터 보간 셰이딩은 컴퓨터 그래픽 선구자가 발명한 표면 셰이딩을 위한 보간 기술입니다. 부이뜨엉퐁. 퐁 셰이딩은 래스터화된 다각형 전체에 표면 법선을 보간하고 보간된 법선과 반사 모델을 기반으로 픽셀 색상을 계산합니다. 퐁 셰이딩은 퐁 보간과 퐁 반사 모델의 특정 조합을 나타낼 수도 있습니다.

혜택을 받는 방법

(I) 통찰력 및 검증 다음 주제에 대해 설명합니다:

1장: 퐁 셰이딩

2장: 고로 셰이딩

3장: 퐁 반사 모델

4장: 셰이더

5장: 라이트맵

6장: 반사 매핑

7장: 부이뜨엉퐁

8장: 블린-퐁 반사 모델

9장: 컴퓨터 그래픽 조명

10장: 정점 법선

(II) 퐁 셰이딩에 대한 대중의 주요 질문에 답합니다.

(III) 다양한 분야에서 퐁 셰이딩을 사용하는 실제 사례.

이 책의 대상:

전문가, 학부생 대학원생, 매니아, 취미생활자, 그리고 모든 종류의 퐁셰이딩에 대한 기본 지식이나 정보를 넘어서고 싶은 사람들.

• Language: 한국어
• Publisher: 10 억 지식이 걸립니다 [Korean]
• Release date: May 5, 2024

Book preview

챕터 1: 퐁 음영

퐁 음영 또는 퐁 보간은 컴퓨터 그래픽의 선구자 인 Bui Tuong Phong이 개발 한 3D 컴퓨터 그래픽의 표면 음영 보간 기술입니다. 퐁 셰이딩은 래스터화된 다각형 위에 표면 노멀을 보간하고 보간된 노멀과 반사 모델에 따라 픽셀 색상을 계산합니다. 퐁 음영은 퐁 보간과 퐁 반사 모델의 특정 조합을 나타낼 수도 있습니다.

부이 투옹 퐁(Bui Tuong Phong)은 유타 대학교에서 퐁 음영과 퐁 반사 모델을 발명하여 1973년 박사 학위 논문에 발표했습니다. 출시 당시에는 Phong의 접근 방식이 혁신적인 것으로 간주되었지만 이후 많은 렌더링 응용 프로그램의 표준 음영 기술이 되었습니다. 일반적으로 생산된 픽셀당 컴퓨팅 시간을 효과적으로 사용하기 때문에 Phong의 기술은 널리 받아들여지고 있습니다.

퐁 음영은 Gouraud 음영보다 매끄러운 표면의 음영에 대한 더 정확한 근사치를 제공합니다. 퐁 셰이딩은 표면에서 지속적으로 변동하는 법선 벡터를 전제로 합니다. 퐁 반사 모델과 같이 적당한 반사 하이라이트가 있는 반사 모델에 사용할 경우 퐁 보간 접근 방식은 Gouraud 음영 처리보다 성능이 뛰어납니다.

반사광 강조 표시가 거대한 다각형의 중앙에 있는 경우 Gouraud 음영 처리가 가장 어렵습니다. 이러한 반사광 하이라이트는 다각형의 정점에서 부족하고 Gouraud 음영은 정점 색상에 따라 보간되기 때문에 다각형 내부에는 반사광 하이라이트가 부족합니다. 이 문제는 퐁 음영으로 해결됩니다.

다각형에서 색상을 보간하는 Gouraud 음영 처리와 달리 Phong 음영은 다각형 표면을 가로질러 다각형의 꼭짓점 법선에서 법선 벡터를 선형으로 보간합니다. 각 픽셀에서 표면 노멀은 최종 픽셀 색상을 결정하기 위해 퐁 반사 모델과 같은 반사 모델에서 활용되기 전에 보간되고 정규화됩니다. 퐁 셰이딩은 각 꼭짓점이 아닌 각 픽셀에 대해 반사 모델을 생성해야 하기 때문에 Gouraud 셰이딩보다 계산 비용이 더 많이 듭니다.

이 접근 방식의 변형은 최신 그래픽 하드웨어에서 픽셀 또는 조각 셰이더를 사용하여 구현됩니다.

퐁 음영은 퐁 보간과 퐁 반사 모델, 로컬 조명의 경험적 모델의 조합을 나타낼 수도 있습니다. 표면이 빛을 반사하는 방식을 확산 반사와 정반사의 조합으로 묘사합니다. 부이 투옹 퐁(Bui Tuong Phong)의 비공식 관찰에 따르면, 밝은 표면에는 작고 강렬한 반사 하이라이트가 있는 반면, 흐릿한 표면에는 크고 덜 강렬한 하이라이트가 있습니다. 반사 모델에는 전체 장면에서 산란된 라이트를 설명하기 위한 주변 항도 포함되어 있습니다.

{챕터 1 종료}

제 2 장: Gouraud 음영

Henri Gouraud의 이름을 딴 Gouraud 음영은 다각형 메쉬로 표현되는 표면의 연속 음영을 생성하기 위해 컴퓨터 그래픽에 사용되는 보간 기술입니다. 실제로 Gouraud 음영은 각 삼각형의 모서리에서 조명을 계산하고 삼각형으로 덮인 각 픽셀의 결과 색상을