57.빛과 재질의 상호작용

3D 그래픽에서 정점 색상은 표면의 재질 특성과 광원의 특성을 설정하고, 조명 방적식을 적용해서 색상이 결정되게 한다. 조명 방정식은 빛과 재질의 상호작용에 기초해서 정점 색상을 계산하고, 물체의 색이 훨씬 더 사실적으로 나타나게 한다.

 

재질(material)은 빛이 물체의 표면과 상호작용하는 방식을 결정하는 속성들의 집합이라고 할 수 있다. 예를들어 반사, 흡수하는 빛의 색상들, 표면의 반사율, 투명도, 광택도는 표면의 재질을 구성하는 매개변수들이다.

 

조형 모형에서 하나의 광원을 빨간색(Red), 녹색(Green), 파란색(Blue)의 빛을 여러 가지 세기(intensity)로 방출한다. 이 세가지를 RGB라고 많이 말한다.

 

조명 모형은 국소 조명 모형(local illumination model)과 전역 조명 모형(global illumination model)이 있다.

국소 조명 모형은 각 물체를 다른 물체와는 독립적으로 처리하며, 오직 광원에서 직접 방출된 빛만 다룬다. 다른 물체에 반사된 빛은 무시하기 때문에 다른 물체에 가려진 물체가 조명을 받는 문제가 발생할 수 있다. 아래의 그림을 보면 벽에 가려진 구는 조명을 받지 못해야 하는데, 국소 조명 모형에서는 벽이 존재하지 않는 것처럼 구에 조명이 더해진다.

전역 조명 모형은 광원의 직접광뿐만 아니라 다른 물체에서 반사된 간접광도 고려한다. 전역 조명 모형은 실사적인 장면을 만들어 낼 수있지만, 비용이 너무 크기에 사용하는데 무리가 있으므로, 실시간 게임에선 국소 조명 모형을 주로 사용한다.