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컴퓨터 그래픽
컴퓨터 그래픽(CG: Computer Graphic)은 컴퓨터를 이용해 실제 세계의 영상을 조작하거나 새로운 영상을 만들어내는 기술을 말한다. 하지만 최근에는 일반적으로 컴퓨터 그래픽을 '컴퓨터 그래픽스'로 부르기도 한다.[1] 영어 약자를 사용하여, CG(씨지)라고도 부른다.
목차
개요
컴퓨터 그래픽에는 가상 세계에 구축된 모델로부터, 계산에 의해서, 장면을 시뮬레이션하는 경우, 실세계의 화상 정보를 가공해 화상을 조작하는 경우, 화상과는 직접 관계가 없는 데이터 등을 가시화하는 경우가 있다. 모양과 색을 수치로 변화하여 디지털로 나타내는 논리적 표현 방법으로, 확대, 축소, 회전 등의 변환이 가능하고 색의 변경이 쉽고, 3차원 공간에서 자유자재로 이동하면서 다각도에서도 볼 수 있다. 광원의 위치에서 물체 각 면의 밝기를 나타낼 수 있고, 표면의 재질감과 투명감 등 다양하고 섬세한 묘사가 가능하다. 이렇듯 시간과 공간을 자유롭게 조작할 수 있다는 점이 강점이다.[1]
역사
컴퓨터 그래픽은 1961년에 처음으로 등장하였으며 1970년대 후반부터는 매우 빠른 속도로 발전하기 시작하였다. 이후 1982년에 최초로 CG 기술을 도입하여 제작하였으며, 그 이후 일부 영화들이 특수 효과에 컴퓨터 애니메이션 및 영상 처리 기술을 이용했다. 당시의 기술 수준으로 구성한 장면은 미니어처에 의해 구성된 장면보다 훨씬 현실감이 없었기 때문에 주로, 폭발을 강조해줄 추가적인 시각 효과나 그림 합성, 변형 등에 주로 이용되었다. 그리고 1995년 세계 최초로 3차원 모델링, 3차원 렌더링 때문에 생성된 CG로만 구성된 영화인 '토이 스토리'가 픽사에서 제작되었다. 컴퓨터 게임, 가상 현실에서의 CG 사용 또한 CG 기술 발전에 큰 역할을 했다. 게임, 가상현실의 초창기인 1970년대 후반부터 1990년대 초반까지는 장면 생성에 필요한 모든 계산이 중앙 처리 장치(CPU)를 통해 이루어 졌기 때문에 간단한 3차원 영상 및 2차원 영상들이 주로 사용되었지만, 1990년대 중반 이후부터는 그래픽 처리 장치(GPU)가 보편화 되기 시작하면서, 보다 정교하고 현실 적인 3차원 영상을 보여줌과 동시에 다양한 효과를 제공할 수 있게 되었다.[1]
종류
컴퓨터 그래픽은 컴퓨터를 사용하는 모든 회화적 작업을 말한다. 소프트웨어 쪽에서는 정말 빠르게 발전한 분야 중의 하나로, CG를 사용하면 애니메이션이든 광고든 뭐든 간에 비용은 절감되면서 질은 높일 수 있다는 장점이 있다.[2]
2차원 컴퓨터 그래픽
2차원 컴퓨터 그래픽은 가로와 세로, x와 y라는 두가지 좌표만을 가지는 평면의 그림을 컴퓨터로 그려내는 것을 말한다. 예를 들어, 2D 애니메이션, 일러스트, 문자 디자인 등이 있다. 비사실적 그림체인 만화/애니메이션 분야에서 2D 기술을 완전히 배제하고 생각하기는 어렵다. 3D 그래픽은 컴퓨터가 계산하는 거라서 데포르메를 전혀 허용하지 않는다. 데포르메는 미술이나 회화에서 대상을 사실적으로 묘사하지 않고 일부 변형, 축소, 왜곡을 가해서 표현하는 기법을 말한다.[3] 현대의 3D 애니메이션에서는 인위적으로 데포르메 알고리즘을 적용하거나 처음부터 데포르메가 가능한 모델링을 해서 위화감을 제거하고 있다. 2차원 컴퓨터 그래픽의 최고 난이도를 자랑하는 분야 중에서 일러스트와 더불어서 컬러 그레이딩이 최근 들어서는 상당한 중요성을 차지하고 있다. 영화 및 드라마 분야에서는 VFX 작업 등 3차원 컴퓨터 그래픽스 기법을 많이 이용하지만, 영상 색감을 구현하는 데에서는 여전히 2차원적인 작업이 필요한 편이다. 그리고 컬러 그레이딩은 VFX 작업 못지않게 영화의 분위기를 좌우하는 큰 요소이기 때문이다.[2]
3차원 컴퓨터 그래픽
3차원 컴퓨터 그래픽은 3가지 좌표를 가지는 공간, 물체 등을 모델링 및 렌더링하는 것이다. 여러 모델, 수학적 물리학적 이론 등을 근간으로 질감, 양감, 명암을 표현해낸다. 3차원 컴퓨터 그래픽스 분야는 크게 복셀 그래픽과 폴리곤 그래픽으로 나눠진다. 복셀 그래픽은 지나치게 높은 연산 부하 때문에 의료영상 등 극히 한정된 분야에 사용되고, 대부분의 사람들이 접할 수 있는 것은 폴리곤 그래픽이다. 폴리곤 그래픽도 하이폴리곤과 로우폴리곤으로 나뉘는데 하이폴리곤은 그래픽의 퀄리티는 뛰어나지만 프레임 하나 그리는 데 몇 시간이 걸릴 정도로 연산량이 많아 오프라인 렌더링이 가능한 애니메이션 등에 주로 사용되고, 로우폴리곤은 적당한 성능의 연산 보조 장치만으로도 초당 수십 수백 장을 그릴 수 있기 때문에 게임 등에 주로 사용된다. 현대에는 연산 카드의 성능이 매우 향상되어 초창기 하이폴리곤 모델 정도는 실시간으로 그려낼 수 있기 때문에 게임 같은 실시간 렌더링 분야에도 부분적으로 복셀 그래픽이 사용되고 있다.[2]
분야
컴퓨터 그래픽 기술은 아주 많은 분야에서 쓰이고 있다. 흔하게 볼 수 있는 예가 교육, 순수 미술, 일러스트레이션, 웹 디자인, 컴퓨터 게임, 영화 등 시각 예술 분야에서 다양하게 활용되고 있다.
교육
지식 산업과 정보창출이 부의 원천이 되는 지식 기반 사회가 도래함에 따라 21세기는 창의적인 인적개발을 위한 멀티미디어 콘텐츠 교육이 중요한 과제로 대두되고 있다. 프로그램 개발교육 까지 널리 활용 할 수 있고, 3D는 컴퓨터 그랙의 교육 콘텐츠 개발과 멀티미디어 제작에 활용 되고 있다.
영화/CF
영화와 CF에서의 컴퓨터 그래픽 활용은 실사로 불가능한 특수 효과를 위한 것으로, 오늘날 영화에 있어 막강한 영향력을 가지고 있다. 최근 영화에서는 완벽한 특수 효과인 실사와 구분이 되지 않는 영상이 강구되고 있는데 흔히 하이퍼리얼리즘(Hyper-Realism)이라고도 불리는 이 시도가 디지털 도메인사이에서 이루어지고 있다. 최근에는 상대적으로 저렴한 가격대의 윈도우(Windows) 시스템을 이용하더라도 뛰어난 품질의 영상을 만들어 낼 수 있기 때문에 디지털 도메인에서도 윈도우 용 시스템으로 많은 작업을 해낸다. 영화산업은 실사와 같은 고품질의 시각효과를 요구하는 산업으로 3D 애니메이션과 그 활용기술에 대한 수요가 빠르게 증가하고 있는 분야 중 하나다. 영화에서의 3D 애니메이션 활용은 시각효과를 부분적으로 활용하는 부분 3D 애니메이션과 전체를 3D 애니메이션을 이용하여 제작하는 완전 3D 애니메이션으로 구분되며, 100여년이 넘는 역사의 2D 애니메이션 제작공정을 대치하는 완전 3D 애니메이션 영화를 제작하는 스튜디오들이 급증 하고 있다.
웹 디자인
웹 디자인에서의 컴퓨터 그래픽은 인터넷 잡지인 웹진(web-zine), 인터넷 방송(web-TV) 등 다양한 형태로 발전하고 있다. 오늘날 컴퓨터 네트워크는 컴퓨트럴 이용한 첨단 직종과 새로운 직업들을 무수히 만들어 내고 있다. 그 중 인터넷의 발달과 함께 등장한 웹 전문가, 웹 사이트를 디자인하는 웹 디자이너, 홈 페이지 관리 및 홍보 등을 담당하는 웹 마스터, 그리고 웹 사이트 구축과 활용 등의 상담을 해주는 인터넷 컨설턴트 등이 여기에 포함된다. 초고속 통신망 인프라가 구축된 이후 인터넷은 디지털 콘텐츠의 새로운 장으로 발전하기 시작했으며 인터넷 인구의 폭발적 증가와 그에 따르는 엔터테인먼트 콘텐츠에 대한 지속적인 수요가 증가 하게 되었다. 3D 애니메이션 및 영화에 대한 수요 역시 꾸준히 증가하고 있고, 3D 제작사들 역시 TV 등 기존 거대 매체를 이용하지 않고 인터넷을 이용한 온라인으로 소비자와 직접 대면할 수 있다는 점에 주목하고 있다.
게임
컴퓨터 게임은 컴퓨터와 컴퓨터 그래픽 프로그램의 발달에 많은 영향을 받는다. 컴퓨터 그래픽은 상상 속의 영상을 쉽게 창조하고 기존 방식으로는 표현할 수 없는 다양한 공간을 연출하므로 소비자들을 더욱 몰두 하게 만드는 중요한 요인으로써, 게임 분야에서 그래픽적인 질이 월등히 향상되고 있다. 불과 몇 년만에 게임 그래픽 디자이너들은 모션 캡쳐와 캐릭터 애니메이션에 대한 기본적인 지식과 실물과 같은 렌더링 기법, 정교한 3D 모델링, 더욱이 2D 디지털 비디오의 비선형 편집에 대한 광범위한 지식과 실무 처리 능력을 갖추게 되었다. 현재 많은 인기를 누리는 게임이나 제작되고 있는 거의 모든 게임은 3D 컴퓨터 그래픽을 기반으로 제작된다. 국내의 많은 게임개발 전문 업체들이 전문화, 다변화되는 세계 게임시장에 진출하기 위해서 산학 연계 등의 대형 프로젝트 수행을 위한 전문게임 연구소의 설립이 지속적으로 이루어지고 있다.
애니메이션
애니메이션은 대중문화를 선도하고 이끌어가는 중요한 전달자의 역할을 수행하고 있다. 국가와 인종, 언어와 문화를 넘나들며 저마다 자국의 문화상품을 새안해 내는 창조적 산업으로 애니메이션 산업을 육성하고 있다. 3D는 프리젠테이션, 시뮬레이션과 CG 애니메이션, 필름제작 및 비디오 제작의 모든 용도에 맞는 탁월한 애니메이션 능력을 소유하고 있다. 다채로운 애니메이션 도구를 이용하여 멋진 동작을 연출하고 온갖 환경을 적용하여 드라마틱한 사실감을 연출할 수 있다.
광고, 전자 출판
광고, 전자 출판은 주어진 레이아웃 안에 타이포그래피와 시각적 요소들로 구성되어 있다고 할 수 있다. 주어진 레이아웃 공간 안에서 정보 전달이나 이미지로 응용되는 타이포그래피와 시각적 요소들을 가지고 수많은 창의적인 디자인을 시도할 수 있다. 과거의 출판은 편집된 원고의 내용을 인쇄소에서 활자나 사진 식자를 이용하여 책자로 만드는 작업이었지만, 컴퓨터 기술의 발달과 더불어 편집에서부터 출판 작업까지 컴퓨터에 의해 이루어지게 되었다. 잡지, 신문, 단행본, 브로슈어 등의 다양한 광고 매체에 있어서 효과적인 메시지 전달을 위해 이미지는 필수적인 요소이다. 3차원 컴퓨터 그래픽은 사진이나 일러스트 등이 표현할 수 없는 독특한 상상의 세계를 자유자재로 구체화 시킬 수 있다. 창의적인 마인드와 끝없는 상상력으로 독창적인 이미지를 제작하면 된다.
건축 인테리어
건축 인테리어에서의 컴퓨터 그래픽은 건축물의 설계 단계에서 모델링된 건축물을 렌더링 할 수 있을 뿐만 아니라 애니메이션도 제작할 수 있어, 컴퓨터로 만든 건물을 실제 풍경에 합성시켜 만든 시뮬레이션으로 건축주가 건물이 완성되었을 때의 모습을 쉽게 상상할 수 있게 한다. 여기에 사용되는 프로그램은 CAD 프로그램들이며, 특수한 설계 분야로 충돌 실험 시뮬레이션과 같은 FEM을 통한 강도 해석에 대한 스트레스 분포도를 건축물에 적용시키는 프로그램도 있다. 건축 시뮬레이션 분야에서도 3D 컴퓨터 그래픽은 반드시 요구되는 조건으로 건축을 하기 전에 다양한 시뮬레이션을 통해 실제로 하나의 건축을 하는 것과 동일한 조건에서 자유로운 시점에서 조망하고 분석한다. 원하는 색체, 질감, 구조 등의 표현을 적용해보며 발생할 수 있는 오류를 최소화하여 건축분야 종사자들의 비주얼 작업에 완벽히 부응하고 있다.
가상현실
가상현실(VR, Virtual Reality)은 컴퓨터의 첨단 기술을 동원해 인간의 오감을 창조하는 분야로 실제와 거의 차이가 없는 인공 환경을 만들어 사용자로 하여금 3차원 가상 공간에 몰입해서 조작과 반응을 체험할 수 있도록 하는 기술이다. 우주, 항공, 의료, 교육, 게임 등 모든 분야에서 응용되고 있는 가상현실의 특성은 실제감, 입체감, 실시간 상호 작용성의 특징을 갖는다. 이제까지 가상현실이 우리에게 접목되는 과정에서 가장 큰 걸림돌로 작용하던 하드웨어의 성능과 온라인의 속도가 기하급수적으로 성장하고 있기 때문에 가상현실의 발전도 빠르게 진행될 것이다.[4]
각주
참고자료
- 〈컴퓨터 그래픽스〉, 《위키백과》
- 〈컴퓨터 그래픽스〉, 《나무위키》
- 〈데포르메〉, 《나무위키》
- 하이컨셉, 〈컴퓨터그래픽(입체 디지털콘텐츠)의 응용분야〉, 《네이버블로그》, 2010-03-24
같이 보기
