Ray란? (Feat.가상세계 모방의 근원)

Ray는 광선이라는 의미입니다.
CG에서 이 Ray를 이해한다면 여러 가지 물리적 현상들을 이해할 수 있겠죠?

조금 더 자세하게 떠들어 보겠습니다!

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Ray는 광선이 레이

CG에서도 Ray는 실제로의 광선 또는 빛이 이동하는 경로를 나타내는 기본 개념입니다.
컴퓨터 그래픽에서 Ray와 그 역할을 이해하는 것은 우리가 가상 세계를 인식하고 상호 작용하는 방식의 기술인 RayTracing(광선 추적)을 포함한 Rendering의 측면에서 큰 기틀이 될 것입니다.

 

Ray

CG는 실제 세계의 빛의 행동을 모방하며 시각적으로 우리에게 가상 세계를 화면으로써 우리에게 송출합니다.

CG의 가장 근원, Ray

Modeling을 할 때도, 시각적으로 컴퓨터가 계산해서 Viewport를 Display 하는 행위도 실시간으로 Render 계산을 하고 있는 것을 알고 있으셨나요?

Viewport Display

이 세계를 바라보고 있는 눈은, 빛에서 뻗어 나오는 광선(Ray)을 받아 눈으로 들어옵니다.

 

Ray의 본질

가장 순수한 본질에서의 Ray는 빛의 광선을 상징합니다.
우리의 눈이 다양한 곳에서 방출되는 Ray를 받아 주변 세계를 인식하는 것처럼, CG도 Ray를 사용하여 빛과 가상 모델의 상호 작용을 시뮬레이션하여 Viewport나, Camera로 보여줍니다.

빛을 받는 Ray의 방향( RayTracing은 역방향 )

Ray는 해당 픽셀에서 카메라로 들어와 빛이 취하는 경로를 계산 및 시뮬레이션합니다.

이미지 렌더링시, SoftWare는 가상 카메라에서 각 픽셀을 통해 장면으로 광선을 추적(RayTracing)합니다.
(RayTracing은 이와 역방향으로 추적합니다)

RayTracing의 기본적인 개념과 단계

 

렌더링의 에러?

렌더링을 시작할 때 생각보다 놓치는 부분입니다.
렌더러를 설치하고, Plugin을 연결하고 등등 익숙지 않아, 처음 렌더링을 돌릴 때, 이점을 놓치는 경우가 많습니다.

빛이 없는 공간의 Render Shot

이런 렌더링 결과물 오류가 아니라 정확한 결과입니다.
그렇기에 Rendering을 돌린다 해도 Lighting이 없으면 당연히 불이 단 1도 들어오지 않은, 암흑 속의 방과 같겠습니다.

Maya의 Mel Console창, 'Light가 없다'

위와 같이 Console창에도 Light가 없다고 이야기해 줍니다.
(Maya에서 이야기해 주는 Console창을 적극 활용하세요, 오류의 근원을 항상 찾을 수 있습니다.)

 

그러면 불을 켜야겠죠? 마찬가지로 Rendering도, Lighting의 존재가 가장 중요합니다.
조명이 없다면 Ray가 가상 세계를 비추지 않아어두컴컴한 장면이 됩니다.
Lighting이 표면과 상호 작용할 때 그제야 Ray의 동작을 추적하고, Shadow를 만들고, Material 등을 계산하겠습니다.

Area Lighting을 추가한 '응'

 

마무리

Ray는 광선이고, 그 Ray를 활용하여 CG는 실제 세계를 모방합니다.
이를 이해한다면 이를 역추적하는, RayTracing기법등의 Render를 이해할 수 있겠습니다.

 
남만 알고 있는 쓰리디에 대한 정보를
속이 쓰리지 않게,
소기쓰리디