레이트레이싱이라는 그래픽 기술이 궁금합니다.
안녕하세요
레이트레이싱이라는 그래픽 기술이 요즘 인터넷이나 유튜X에서 많이 언급되던데요.
이 레이트레이싱이라는 그래픽 기술이 무엇인지 궁금합니다
안녕하세요. 풍성한군함조21입니다.
빛은 어떤 사물에 닿았을 때 반사가 이뤄진다. 이때 빛이 어느 정도의 강도로 반사되느냐를 결정하는 것으로 정반사와 난반사가 있다. 정반사된 빛은 사물의 질감을 표현하며 난반사된 빛은 사물의 색을 표현한다. 또한 정반사가 옅어지며 난반사로 변하게 된다. 조명 방식(Illumination)이란 이런 과정을 수학적으로 계산하여 표현하는 모델이다. 전역 조명 방식(Global Illumination)은 줄여서 GI라고도 부르는 것으로, 특정 장면에 있는 모든 물체의 질감과 색, 빛을 통틀어 계산하여 표현하는 것이다. GI 는 엄청난 자원이 소모되기 때문에 그만큼 렌더링 시간이 오래 걸리며, 대부분의 게임에서는 비실시간 구현을 통한 성능 최적화 등을 통해 적당히 쓴다. 반면 전역 조명을 실시간으로 제대로 구현하는 기법은 대표적으로 레이 트레이싱(Ray Tracing)이 있다.
현재 영화, 광고, 각종 영상물 및 게임의 프리 렌더링 CGI 대부분 이 기술 기반이다.
1980년 Turner Whitted가 An improved illumination model for shaded display 논문에서 발표한 기법으로 이미지의 픽셀 하나하나를 통과하는 광선들이 있다 가정하고 그 광선(Ray)을 역추적(Trace)하는 방식이다. 당연히 현실에 가장 가까우며 셰이더의 필요성이 전역 조명 방식에 비해 현저히 낮다. 그러나 광원이 아닌 시점으로부터 추적하는 방식은 터미네이터 등의 문제를 가져 왔다. (IEEE Computer Graphics and Applications 1999년 9월 21페이지) 셰이더 자체가 Path Tracing을 할 수 없는 로컬 일루미네이션에 현실감을 주기 위해 많이 쓰이기 때문이다. 대신 픽셀 하나하나를 통과하는 광선이 있다 생각하기 때문에, 요구 연산량이 하늘을 찌른다. 게다가 광선의 산란이나 반사를 추적하기 위해서는 한 픽셀에 여러 번 연산을 해야 하는데 실시간 연산은 아주 간단한 렌더링이 아닌 이상 엄청난 연산이 요구되어 실시간 렌더링이 필요하지 않는 프리 렌더링 영상(영화, 광고, 드라마 등에서 쓰이는 CGI 등)에서는 이미 90년대 부터 쓰였으나 2010년대 후반까지만 해도 실시간 렌더링은 몇몇 실험적이거나 간단한 렌더링이 아니라면 실현되지 않았다
