이미지 기반 조명 (Image Based Lighting)

OasisW에서 물리 기반 렌더링의 최상의 결과를 얻기 위해 이미지 기반 조명 또는 IBL이라고 하는 기법을 사용할 수 있습니다. 이는 사전 렌더링된 이미지 데이터를 앰비언트 및 반사 조명의 소스 정보로 사용할 수 있게 합니다.

이 기법은 큐브맵에 의존합니다. 큐브맵은 완전한 주변 텍스처 커버리지를 위해 큐브를 형성하는 6개의 텍스처(면)로 만들어진 환경 맵입니다.

HDR

이미지 데이터는 LDR 또는 HDR(High Dynamic Range) 색상 공간에 저장될 수 있으며, 이는 단일 채널에서 0.0에서 1.0(256 단계)보다 많은 값을 저장할 수 있게 합니다. HDR은 1.0 이상의 값("흰색"으로 간주되는 값)을 저장할 수 있으며, 감마 보정, 톤 매핑, 노출과 같은 환경의 많은 요소와 결합하여 더 많은 조명 세부사항을 포함하고 아티스트에게 조명 품질과 원하는 결과에 대한 훨씬 더 나은 제어를 제공합니다.

LDR을 사용할 때 텍스처의 밝은 부분이 어떻게 클램핑되는지 주목하세요.

에너지 보존

이 개념은 디퓨즈 빛과 반사된 빛이 모두 머티리얼에 닿는 빛에서 나온다는 사실에서 파생됩니다. 디퓨즈 빛과 반사된 빛의 합은 머티리얼에 닿는 총 빛보다 클 수 없습니다. 실제로 이는 표면이 매우 반사적이면 디퓨즈 색상이 거의 보이지 않는다는 의미입니다. 반대로 머티리얼이 밝은 디퓨즈 색상을 가지면 많이 반사할 수 없습니다.

자연에서 더 매끄러운 표면은 더 선명한 반사를 가지고 더 거친 표면은 더 흐릿한 반사를 가집니다. 그 이유는 기본적으로 더 거친 표면이 더 크고 더 두드러진 마이크로 패싯을 가지고 있어 많은 방향으로 빛을 반사하는 반면, 매끄러운 표면은 주로 한 방향으로 반사하는 경향이 있기 때문입니다. 다른 방향에서 오는 빛이 작은 가시점 내에서 평균화될 때, 에너지 보존 덕분에 결과는 우리에게 흐릿하게 보이고 덜 밝게 보입니다. OasisW는 광택도 매개변수로 이 동작을 시뮬레이션하며, 이는 조명에 대해 자동으로 작동합니다. 하지만 IBL의 경우 사전에 올바른 흐릿한 반응을 미리 계산해야 합니다. 이것이 Prefilter 버튼이 하는 일입니다.

Prefilter 버튼은 Inspector의 큐브맵 에셋에서 사용할 수 있으며, 큐브맵을 사용하는 물리 머티리얼에서 IBL을 활성화하는 데 필수입니다.

환경 맵 제작

환경 맵은 다양한 투영법으로 제공됩니다: 등장방형(equirectangular), 큐브맵(면 목록), 방위각(azimuthal) 및 기타 여러 가지입니다. WebGL과 GPU는 면 목록(큐브의 면을 나타내는 6개의 텍스처 세트)인 큐브맵과 함께 작동합니다. 따라서 환경 맵이 다른 투영법으로 제공되는 경우 6개의 텍스처로 변환되어야 합니다.

투영법 간 변환을 위해 다양한 도구를 사용할 수 있으며, 그 중 하나는 크로스 플랫폼 오픈 소스 큐브맵 필터링 도구인 cmftStudio입니다.

큐브맵은 CGI로 렌더링되거나 사진에서 조립될 수 있으며, HDR 환경 맵을 다운로드하거나 구매할 수 있는 웹사이트가 있습니다. 실험에 좋은 소스로는 sIBL Archive, No Emotion HDR's, Open Footage, Paul Debevec가 있습니다. 환경 맵은 등장방형 투영으로 제공될 수 있으며 위에서 언급한 cmftStudio로 변환 가능합니다.

큐브맵 렌더링

큐브맵은 6개의 면으로 구성되며, 각 면은 큐브의 정사각형 면을 나타냅니다. 간단히 말하면: 90도 시야각으로 서로 다른 90도 방향으로 회전시켜 정사각형 뷰포트 카메라를 사용하여 렌더링할 수 있습니다.

인기 있는 3D 모델링 도구나 사진 및 360 이미지 소프트웨어를 사용할 수 있습니다.

이와 같은 3D Studio Max용 플러그인 중 하나를 사용하여 OasisW 에디터에 업로드할 준비가 된 VRay 큐브맵 면을 렌더링할 수 있습니다.

IBL 적용

이는 두 가지 방법을 사용하여 수행할 수 있습니다:

1. 씬 설정에서 큐브맵을 스카이박스로 사용합니다.
2. 머티리얼에서 직접 큐브맵을 환경 맵으로 사용합니다.

박스 투영 매핑

이 기법은 환경 맵의 투영을 변경하여 공간 내에서 박스를 지정할 수 있게 하여 큐브맵이 그 경계에 대응하도록 합니다. 가장 일반적인 용도는 룸 스케일 환경 내의 표면에서 반사를 시뮬레이션하는 것입니다.

예제

큐브맵 박스 투영을 사용하는 씬의 예제와 프로젝트입니다. 창문에서 나오는 나무 바닥의 반사와 천장의 미묘한 반사에 주목하세요. 이는 동적 효과이며 매우 사실적인 반사를 제공하고 표면이 방 환경을 어떻게 반사하는지에 대한 아티스트의 제어를 제공할 수 있습니다.

이 씬의 조명은 라이트맵과 AO 텍스처, 그리고 박스 투영 IBL(반사)을 사용하여 구현되었습니다.