Predictive Rendering
이 문서는 2012년 SIGGRAPH Asia를 위해 준비된 물리 기반 렌더링(Physically-Based Rendering, PBR)의 기초 개념에 관한 노트입니다.
첫 번째 저자가 컴퓨터 그래픽스를 시작했을 당시에는 지금처럼 인터넷이 발달하지 않았습니다. 엔지니어링은 소비 지출이 아니라 냉전 자금으로 지원되었고, 레이 트레이싱을 실행하는 데 며칠 혹은 몇 주가 걸리곤 했습니다. SIGGRAPH 강의 노트 또한 지금과는 달랐습니다. 당시 강의 노트는 렌더링과 관련된 실질적인 정보를 이해할 수 있는 거의 유일한 자료였습니다.
오늘날에는 훌륭한 책들이 많아졌고(그중 상당수는 SIGGRAPH 강의 노트에서 발전한 것들), 수백 개의 알찬 웹페이지와 수천 개의 질 낮은 웹페이지들이 존재합니다. 문제는 정보가 부족한 것이 아니라, 질적으로 들쭉날쭉한 정보가 너무 많다는 것입니다. 따라서 이 강의 노트는 또 하나의 세부적인 논의 자료가 아니라, 방대한 문헌 속에서 길잡이 역할을 하도록 작성되었습니다.
우선, 거의 모든 렌더링 연구자들이 이해하고 있지만 드물게 논의되는 중요한 문제가 하나 있습니다. 물리 기반 렌더링은 크게 세 가지 전혀 다른 목표 중 하나를 지향하며, 목표에 따라 접근 방식도 매우 달라집니다:
Predictive Rendering
실제로 장면을 제작했을 때의 결과와 반드시 일치해야 합니다. 주로 설계 및 시뮬레이션 애플리케이션에서 사용됩니다.
Plausible Rendering
결과가 충분히 그럴듯하게 보여야 하지만, 실제와 다를 수도 있습니다. 엔터테인먼트나 시각화 분야에서 주로 사용됩니다.
Visually Rich Rendering
현실의 시각적 풍부함을 필요로 하지만, 강하게 스타일화될 수도 있습니다.
이 노트에서는 주로 Predictive 렌더링에 집중합니다. 여기서 알고리즘보다는 주로 물리학과 수학을 의미합니다.
Predictive 렌더링이 다른 두 가지보다 더 중요하거나 우월한 것은 아닙니다. 하지만 마치 화가가 규칙을 깨기 전에 먼저 사실적인 드로잉을 배우는 것처럼, Predictive 접근을 배우는 것은 기초를 단단히 다지는 과정이며 이후 스타일화된 기법을 이해하는 데에도 도움이 됩니다.
시중에는 렌더링 관련 서적이 많이 있습니다. 렌더링을 직업으로 삼을 생각이 있다면 모두 구입하세요. 가장 최근의 책인 Physically Based Rendering 책으로 시작하면 좋습니다. 해당 책은 무료로 풀려 있으니 종이책이 필요하면 구매하여도 좋지만 한국에서는 3판까지밖에 번역이 되어 있지 않습니다. 4판부터 새롭게 추가된 내용(GPU 연산 활용)이 많습니다. 될 수 있다면 영어판으로 보는걸 추천합니다.
또한 Google Scholar와 같은 사이트 덕분에 예전보다 훨씬 쉬워졌습니다. Scholar의 핵심 기능은 논문을 참조한 모든 논문을 보여준다는 것입니다. 따라서 문헌 조사를 통해 시간 순으로 쉽게 진행할 수 있습니다. 또한 인용 횟수를 제공하여 모든 사람이 무엇을 읽고 있는지에 대한 좋은 아이디어를 얻을 수 있습니다. 다른 사람이 읽지 않는 좋은 논문을 읽음으로써 지식에서 우위를 점할 수 있지만, 문화적으로 이해하고 "큰" 논문을 읽는 것이 좋습니다.
그래픽에서 우리는 일반적으로 카메라를 매우 간단하게 모델링합니다. 대부분의 응용 프로그램은 특정 사진이 사실적으로 보이는지 보다 "비사실적 이더라도 이쁘게 보이는지"에 더 중점을 두기 때문입니다. 이것이 우리가 찾는 이상적인 카메라 입니다.
