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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김형석
- 발행연도
- 2013
- 저작권
- 건국대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
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본 논문은 전역 조명에서 많은 계산 량을 요구하는 간접 조명 시뮬레이션에 대한 빠른 근사계산 방법을 제안한다. 간접 조명 계산은 광원으로부터 직접 입사하는 조도 값이 아닌 제2, 3면 등 간접적으로 반사 혹은 투과하여 입사하는 조도 값을 계산하는 과정이다. 그래서 입사하는 조도 값이 장면의 전역에 대하여 지속적인 상호반사를 고려해야 하기 때문에 많은 계산 량이 필요하다. 그래서 경계를 이용하여 장면의 모든 면을 전역 적으로 고려하지 않고 잠재적 간접 조명 대상을 구분하여 보다 쉽고 빠르게 계산하는 방법을 제안한다.
이를 위하여 잠재적 간접조명 대상을 반사광 대상으로 반사 경계로 구성한다. 일반적인 대부분의 광량을 제공하는 확산 반사에 대하여 고려하였다. 거울 반사등 불균일한 반사에 대한효과는 반사 경계의 확대로 구성가능하나 본 연구에서는 우선적으로 확산형태의 균일반사만 고려하였다. 반사 경계에 적합한 간접 조명 시뮬레이션을 위해여, 장면의 모든 면을 면 요소(surfels)로 단순화 하였다. 장면의 단순화 된 면요소를 미세 렌더링(micro-rendering)기법으로 간접 조명 효과를 계산하였다.
면 요소는 장면에 있는 면을 점 기반 표현 방법으로 위치, 법선, 색상, 크기 등으로 구성된다. 면 요소 추출에서 크기는 면의 넓이에 비례하게 구성된다. 그리고 면의 넓이에 비례하게 추출하여 단순화의 부정확 도를 낮출 수 있다. 면을 면 요소로 추출하는 이유는, 면에서 입사하는 조도 값을 계산하는 비용이 매우크기 때문이다. 그래서 점 기반으로 단순화 하면 면에서 입사하는 조도 값이 아닌 점에서 입사하는 조도 값으로 계산 량을 많이 줄이는 방법을 도입한다. 간접 조명은 면 요소를 이용하여 미세 렌더링 기법을 이용하여 면 요소의 입사 조도를 계산할 수 있다. 미세 렌더링은 면 요소들을 대상에 투영시켰을 때, 깊이를 기록하여 입사하는 면 요소들을 수집할 수 있게 된다. 수집된 면 요소들만 간접 조명 시뮬레이션을 계산하여 가시성 검사의 비용을 줄여나갔다.
본 연구에서 제안하는 방법으로 균일한 확산 반사광 효과를 반사 경계로 간접 조명 효과를 기대할 수 있다. 향후에는 장면의 복잡 도를 고려하여 경계를 구성하는 연구가 수행되면 단순한 반사광 뿐 아니라 다양한 반사 모델이 적용 가능하면서 투과 광 효과도 기대할 수 있는 간접 조명 시뮬레이션이 될 것이다.
이를 위하여 잠재적 간접조명 대상을 반사광 대상으로 반사 경계로 구성한다. 일반적인 대부분의 광량을 제공하는 확산 반사에 대하여 고려하였다. 거울 반사등 불균일한 반사에 대한효과는 반사 경계의 확대로 구성가능하나 본 연구에서는 우선적으로 확산형태의 균일반사만 고려하였다. 반사 경계에 적합한 간접 조명 시뮬레이션을 위해여, 장면의 모든 면을 면 요소(surfels)로 단순화 하였다. 장면의 단순화 된 면요소를 미세 렌더링(micro-rendering)기법으로 간접 조명 효과를 계산하였다.
면 요소는 장면에 있는 면을 점 기반 표현 방법으로 위치, 법선, 색상, 크기 등으로 구성된다. 면 요소 추출에서 크기는 면의 넓이에 비례하게 구성된다. 그리고 면의 넓이에 비례하게 추출하여 단순화의 부정확 도를 낮출 수 있다. 면을 면 요소로 추출하는 이유는, 면에서 입사하는 조도 값을 계산하는 비용이 매우크기 때문이다. 그래서 점 기반으로 단순화 하면 면에서 입사하는 조도 값이 아닌 점에서 입사하는 조도 값으로 계산 량을 많이 줄이는 방법을 도입한다. 간접 조명은 면 요소를 이용하여 미세 렌더링 기법을 이용하여 면 요소의 입사 조도를 계산할 수 있다. 미세 렌더링은 면 요소들을 대상에 투영시켰을 때, 깊이를 기록하여 입사하는 면 요소들을 수집할 수 있게 된다. 수집된 면 요소들만 간접 조명 시뮬레이션을 계산하여 가시성 검사의 비용을 줄여나갔다.
본 연구에서 제안하는 방법으로 균일한 확산 반사광 효과를 반사 경계로 간접 조명 효과를 기대할 수 있다. 향후에는 장면의 복잡 도를 고려하여 경계를 구성하는 연구가 수행되면 단순한 반사광 뿐 아니라 다양한 반사 모델이 적용 가능하면서 투과 광 효과도 기대할 수 있는 간접 조명 시뮬레이션이 될 것이다.
목차
제1장 서론 1제1절 연구 배경 1제2절 연구 목표 3제3절 논문 구성 4제2장 사실적 렌더링의 소개 5제1절 빛의 물리학 5제2절 Kajiya의 렌더링 식 9제3절 렌더링 식 해법 13제3장 반사 경계 범위를 이용한 간접 조명 적용 17제1절 광원의 속성에 따른 직접 조명 17제2절 반사 모델에 따른 간접 조명 18제3절 광원과 가시적 공간에 따른 반사 경계 구성 21제4절 반사 경계를 이용한 간접 조명 28제4장 구현 및 실험 31제1절 구현 31제2절 실험 33제5장 결론 및 향후 과제 39제1절 결론 39제2절 향후 과제 40참고문헌 42국문초록 44
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