1. 광선 추적이란 무엇일까요?

안녕하세요, 수잔 퐁입니다 픽사 애니메이션 스튜디오의 렌더링 기술 감독입니다 제가 하는 일은 여러분이 극장에서 보는 이미지들을 가능한 빠르고 효과적으로 만드는 것입니다 이는 엄청난 일입니다 이전에 크리스토퍼가 설명했듯이 렌더링은 영화를 만들기 위해 수 천개의 컴퓨터와 함께 작업해야 하는 극도로 복잡한 과정입니다 렌더 팜은 이 컴퓨터들을 모두 보관하는 곳입니다 그런데 이 컴퓨터들이 정확히 무엇을 하는 건가요? 그것이 이번 시간에 배울 주제입니다 첫 번째 시간에는 렌더 작업을 기하학적으로 살펴볼 것입니다 두 번째 시간에는 컴퓨터 프로그램으로서 렌더를 작성할 필요가 있는 몇 가지 방정식과 대수에 대해 알아볼 것입니다 그럼 시작해 봅시다 영화 "업"에서 과감하게 단순화된 장면을 보겠습니다 돌려 보면 알 수 있듯이 이 물체는 3차원입니다 실제 액션 영화처럼 카메라를 장면 안에 넣어야 합니다 컴퓨터 그래픽에서는 이를 가상 카메라라고 부릅니다 우선 가상 카메라에서 특정 위치를 선택합니다 이미지를 만드는데 사용될 것입니다 흰색으로 보이네요 카메라가 가리키는 방향도 결정해야 합니다 여기 빨간색으로 나와 있네요 다음, 이미지를 형성할 평면을 세웁니다 이를 이미지 평면으로 부릅니다 가상 카메라가 보려는 것을 나타내겠죠 카메라의 방향과 수직이네요 이미지 평면은 이미지를 형성하는 픽셀 격자로 쪼개집니다 여기 두 슬라이더를 이용하여 화면을 중심으로 카메라를 회전시킬 수 있습니다 렌더의 일이 쉬워보이네요 각 픽셀에 대한 색깔을 지정해야 합니다 이것은 마치 캔버스 역할을 하는 이미지 평면에 렌더 작업자들이 숫자로 색칠하는 것과 같습니다 이 예시에서 작은 픽셀만을 보여주었습니다 실제 이미지는 2백만 픽셀 이상으로 이루어져 있습니다 수년 간 다른 종류의 여러 가지 렌더링 알고리즘이 개발되었습니다 그 중에서 제일 품격 있고 다재다능한 알고리즘은 광선 추적입니다 이렇게 적용됩니다 이 픽셀의 색깔을 결정하기 위해 광선 추적기는 카메라에서 출발하여 픽셀의 중심을 지나고 화면을 향해 뻗는 수학적인 광선을 만들어냅니다 카메라에서 나와 픽셀을 가리키는 레이저 빔처럼 말이죠 광선 추적기는 화면상의 물체와 이 광선 사이에서 제일 가끼운 교점을 계산합니다 그 다음, 그 점에서 교차하는 대상의 색깔을 결정하고 그 색깔로 그림을 색칠합니다 따라서 이 픽셀의 색깔은 갈색 여기는 노란색입니다 다른 픽셀도 마찬가지입니다 이미지상의 모든 픽셀은 이 과정을 거칩니다 광선 추적의 복잡한 버전은 더 미묘한 효과를 만들어낼 수 있습니다 다른 분위기를 만들어내는 부드러운 그림자, 조명의 변화처럼 말이죠 광선 추적 과정은 여러 가지 궁금증을 유발합니다 어떻게 교점이 결정되나요? 교점이 결정되면 색깔은 어떻게 구하나요? 이 미스터리는 나중에 밝혀집니다 첫 번째 연습에서 스스로 광선 추적을 공부할 수 있습니다