컴퓨터 그래픽스

컴퓨터 그래픽스(Computer Graphics, CG)는 컴퓨터를 이용해 실제 세계의 영상을 조작하거나 새로운 영상을 만들어내는 기술을 가리킨다. 최근에는 일반적으로 3차원 컴퓨터 그래픽스를 컴퓨터 그래픽스로 부르기도 한다.

컴퓨터 그래픽스에는 가상 세계에 구축된 모델로부터, 계산에 의해서, 씬을 시뮬레이션 하는 경우, 실세계의 화상 정보를 가공해 화상을 조작하는 경우, 화상과는 직접 관계가 없는 데이터 등을 가시화하는 경우가 있다.

모양과 색을 수치로 변화하여 디지털로 나타내는 논리적 표현방법이다. 확대,축소,회전등의 변환이 가능하고 색의 변경이 쉽고, 3차원 공간에서 자유자재로 이동하면서 다각도에서도 볼수있다. 광원의 위치에서 물체 각 면의 밝기를 나타 낼 수 있고, 표면의 재질감과 투명감 등 다양하고 섬세한 묘사가 가능하다. 이렇듯 시간과 공간을 자유롭게 조작할 수 있다는 점이 강점이다.

역사

1982년 영화 TRON은 CG 기술을 도입하여 제작되었으며, 이후 몇몇 영화들이 특수효과에 컴퓨터 애니메이션 및 영상 처리 기술을 이용했다. 당시의 기술 수준으로 구성한 장면은 미니어쳐(<-외래어)에 의해 구성된 장면보다 현실감이 없었기 때문에 주로, 폭발을 강조해줄 추가적인 시각 효과나 그림 합성, 변형등에 이용되었다. 그리고 1995년 최초로 3차원 모델링, 3차원 렌더링에 의해 생성된 CG로만 구성된 영화 토이스토리가 Pixar에 의해 발표되었다.

컴퓨터게임, 가상현실에서의 CG사용 또한 CG기술 발전에 큰 역할을 했다. 영화, 애니메이션등이 비교적 충분한 시간을 갖고 양질의 CG 장면을 만들어내려 하는 것과 달리 게임, 가상현실등은 단시간에 (최대한) 양질의 CG 장면을 만들어내려 한다.

초기의 게임, 가상현실에서는 장면 생성에 필요한 모든 계산이 중앙 처리 장치 (CPU)를 통해 이루어 졌기때문에 간단한 3차원 영상 및 2차원 영상들이 주로 사용되었으나, 그래픽 처리 장치 (GPU)가 보편화 되면서, 보다 정교하고 현실 적인 3차원 영상을 보여줌과 동시에 다양한 효과를 제공할 수 있게 되었다.

Computation-driven 알고리즘으로서의 컴퓨터 그래픽스 분야에서 비교적 더딘 '컴퓨터 성능의 발전'으로 인해, 오늘날에서야 비교적 현실적인 CG 장면들을 볼 수 있게 되었다. 최근의 CG분야는 크게 '사실적 묘사' (Photorealistic)와 '비사실적 묘사' (Non-Photorealistic)로 나누는데, '사실적 묘사' 기법 중 radiosity 기법은 1950년에 알려진 '열-전달' (heat-transfer)에 관한 생각을 광자에 도입한 것으로 Cornell 대학의 연구진에 의해 1984년에 발표 되었다. 이 기법은 계산해야할 정보가 많아 당시의 컴퓨터로는 상용화 하기 힘들었다. 최근의 3차원 장면 생성 프로그램(예: 3ds Max, Maya, Softimage, Rhino 등)은 radiosity 기법 뿐만 아니라 정확한 정반사에 의한 조도 표현을 위한 ray-casting 기법, 부드러운 그림자를 표현하기 위한 그림자 맵핑 기법 등을 함께 사용할 수 있도록 만들어져 있다.

최근의 CG는 GPU (Graphics Processing Unit) 등의 출현으로 그 품질이 나날이 좋아지고 있으며, 과거의 유명 화가들의 채색 기법을 표현해 내기도 한다.

응용 분야

시뮬레이션 분야에서, 시뮬레이션과 관련된 각종 매개변수들을 가시화해 주는 용도로 이용된다. 이러한 시뮬레이션으로는 상태의 변화, 유체 안에서의 물체의 운동, 음파의 전파, 객체간 충돌 등이 있다. dasd#넘겨주기 [[]] 영화에서는 실세계에 존재하지 않는 사물이나 사람을 장면에 인위적으로 삽입하거나, 폭발 등 특수 효과로 이용되기도 하며 최근에는 장면 전체를 CG로 구성한 CG 애니메이션으로도 이용된다.

같이 보기

• 렌더링
• 3차원 모델링
• 2차원 컴퓨터 그래픽스
• 컴퓨터그래픽스운용기능사