멀티미디어학과, 콘텐츠 제작 등 필수 멀티미디어개론 요점 정리 21강. 3D 모델 표면의 표현방식

21강.  3D 모델 표면의 표현방식

 

1) 2D 3D 그래픽과 그래픽
●  2D 그래픽
2차원 평면에 구현된 이미지
그래픽 처리 장치 가 (GPU, Graphics Processing Unit) 보편화되면서 보다 정교하고
사실적인 표현이 가능해짐
현재는 가정용 비디오 게임이나 영화의 특수영상 제작에도 사용됨
●  3D 그래픽
기하학적 데이터를 (X,Y,Z) 3 축 좌표 공간을 이용하여 차원으로 먼저 표현한 후
2차원 화면에 나타냄
최근 영화 애니메이션 광고에서 , , 3D , 뿐만 아니라 가 실제 필요한 시뮬레이션 건축
등에 다양하게 사용됨

2) 3차원 형상 표현기법
●  선처리(wireframe) 방식
점을 연결하는 선분으로 표현
표면정보와 고체내부 정보가 없다.
●  면처리(surface) 방식
선분을 연결하여 면으로 표현
고체의 부피를 계산할 정보가 없음
●  구체처리(solid) 방식

면을 연결하여 구체로 표현
부피 질량 무게중심 관성 모멘트 등의 정보를 가짐

3) 3D 모델 표면의 표현방식
●  폴리곤(polygon) 방식
3차원 공간 좌표인 (X, Y, Z)로 표현된 삼각형이 오브젝트의 기본이다
논리 연산  (Boolean - (합집합 교집합 차집합) 등 이 가능해서 표면을 추가하거나
변형하기 쉬움
폴리곤을 다수의 작은 폴리곤으로 분할 처리하여 부드러운 곡면이 나온다.
최소 3  3개의 정점(vertex) 으로 구성되는 폴리곤을 모아서 물체를 표현
이렇게 구성된 물체를 폴리곤이 그물처럼 모여 있다고 해서 폴리곤 메쉬(mesh) . 라고도 부른다

 

 폴리곤으로 만든 3차원 객체

정육면체의 경우 모두 8개의 정점과 6개의 폴리곤으로 구성되어 있다

 

3D  렌더링시에는 컴퓨터 계산의 편리를 위해 모두 삼각형을로 나누어 12 개의 폴리곤으로 구성된다.

●  넙스(NURBS) 방식
폴리곤 형식의 단점인 테두리가 꺾여 표현되어 모델의 표면이 부드럽지 못한 것을
개선하기 위해 개발
수학적으로 몇 개의 제어점과 가중치를 이용하여 정의된 3D 곡선을 이용하여 모델링한다.
적은 개수의 제어점으로 매끄러운 곡선을 표현하는 스플라인(B-Spline)을 사용함
간단한 원이나 구부터 자동차나 사람의 몸과 같은 자유곡면의 기하체를 매우 정확하게 묘사할 수 있다.
표면을 확대해도 곡면이 그대로 유지됨
대표적인 프로그램으로 마야(Maya), (Blender) 블렌더 등이 있음
처리 속도가 폴리곤보다 느린 단점이 있다.

● 서브디비전 방식(Sub-Division)
폴리곤 방식과 NURBS . 방식의 혼합 형태이다
먼저 폴리곤 방식으로 작은 수의 다각형으로 모델링한 후 각면을 , 작은 크기의
면으로 나누어 부드럽게 이어지도록 하는 방식이다.
다만 서브디비전 , . 방식의 소프트웨어들이 서로 호환되지 않는 단점이 있다