텍셀 (그래픽)
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1. 개요
텍셀은 3D 표면에 텍스처를 적용할 때 렌더러가 출력 그림의 픽셀에 매핑하는 텍스처의 기본 단위이다. 텍스처링 과정은 프로젝터 함수를 사용하여 3D 공간의 위치를 UV 좌표로 변환하고, 텍스처 해상도를 곱하여 텍셀 위치를 결정한다. 텍셀 위치가 정수가 아닌 경우 텍스처 필터링이 적용되며, 텍스처 외부의 텍셀이 요청될 경우 클램핑 또는 래핑 기술을 사용하여 처리한다. 클램핑은 텍스처의 가장자리로 제한하고, 래핑은 텍스처를 반복하도록 한다.
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| 텍셀 (그래픽) | |
|---|---|
| 텍스처 매핑 기본 정보 | |
| 종류 | 컴퓨터 그래픽스 용어 |
| 정의 | |
| 설명 | 텍스처 맵의 기본 단위 |
| 추가 정보 | |
| 참고 문헌 | 978-0122861604 978-0130307965 |
| 관련 용어 | |
| 관련 항목 | 컴퓨터 그래픽스 테셀 프렉스터 |
2. 렌더링
3D 표면이나 물체에 텍스처를 입히는 텍스처 매핑 과정에서, 렌더러는 텍스처 이미지의 기본 단위인 텍셀을 최종적으로 화면에 표시될 그림의 기하학적 단편(일반적으로 삼각형)에 해당하는 적절한 픽셀에 대응시킨다. 현대 컴퓨터 환경에서는 이러한 연산 작업이 주로 그래픽 처리 장치(GPU)에서 효율적으로 처리된다.
2. 1. 프로젝터 함수
3D 표면이나 물체에 텍스처를 입히는 텍스처 매핑 과정에서, 렌더러는 텍셀을 최종 이미지의 기하학적 조각(주로 삼각형)에 해당하는 적절한 픽셀에 매핑한다. 현대 컴퓨터에서는 이 작업이 그래픽 처리 장치(GPU)에서 이루어진다.
텍스처링 과정은 특정 공간의 위치에서 시작된다. 이 위치는 월드 공간일 수도 있지만, 일반적으로는 모델 공간에 속하여 텍스처가 모델과 함께 움직이도록 한다. 프로젝터 함수는 이 3차원 공간의 위치()를 받아, 0과 1 사이의 값을 가지는 2차원 벡터(), 즉 UV 좌표로 변환한다.[3] 이 UV 좌표 값에 텍스처의 해상도를 곱하면 실제 텍셀의 위치를 얻을 수 있다. 만약 계산된 위치가 정수가 아닐 경우, 텍스처 필터링 기법이 적용되어 부드러운 색상 값을 얻는다.
렌더링 과정에서 텍스처 영역 밖의 텍셀 정보가 필요한 경우도 있다. 이때는 주로 클램핑(clamping) 또는 래핑(wrapping)이라는 두 가지 기법 중 하나를 사용한다. 클램핑은 요청된 좌표가 텍스처 크기를 벗어나면, 텍셀 좌표를 텍스처의 가장 가까운 가장자리 값으로 고정시키는 방식이다. 반면, 래핑은 텍스처가 바둑판식으로 반복된다고 가정하고, 좌표 값을 텍스처 크기 단위로 이동시켜 항상 텍스처 내부의 값을 참조하도록 하는 방식이다. 따라서 래핑을 사용하면 텍스처가 반복되는 효과를 얻을 수 있고, 클램핑을 사용하면 텍스처가 한 곳에만 나타나게 된다.
2. 2. 텍스처 필터링
3D 표면에 텍스처 매핑을 적용할 때, 렌더러는 텍셀을 최종 이미지의 기하학적 단편(일반적으로 삼각형)에 해당하는 픽셀에 매핑한다. 현대 컴퓨터에서는 이 작업이 그래픽 처리 장치(GPU)에서 수행된다.
텍스처링 과정은 3D 공간상의 위치에서 시작하며, 일반적으로 모델과 함께 텍스처가 이동하도록 모델 공간 좌표를 사용한다. 프로젝터 함수는 이 3D 위치()를 0에서 1 사이의 값을 갖는 2차원 UV 좌표()로 변환한다.[3] 이 UV 좌표값에 텍스처 해상도를 곱하면 텍스처 내에서의 구체적인 텍셀 위치를 얻는다.
만약 계산된 텍셀 위치가 정수가 아닌 소수점 값을 가지게 되면, 정확히 하나의 텍셀만 참조할 수 없다. 이런 경우, 주변 텍셀들의 색상 정보를 조합하여 최종 색상을 결정하는데, 이 과정을 텍스처 필터링이라고 한다.
또한, 계산된 텍셀 위치가 텍스처 범위를 벗어나는 경우도 발생할 수 있다. 이때는 다음 두 가지 기법 중 하나를 사용해 처리한다.
- 클램핑: 텍셀 좌표를 텍스처 크기 내로 제한하여, 범위를 벗어나면 가장 가까운 가장자리의 텍셀 값을 사용한다. 이 방식은 텍스처가 한 번만 나타나게 한다.
- 래핑: 텍스처 크기를 기준으로 좌표를 반복시켜 항상 텍스처 범위 내에 있도록 한다. 이 방식은 텍스처가 타일처럼 반복되는 효과를 만든다.
3. 텍스처 처리 기법
텍스처 매핑 과정에서 텍셀 좌표가 실제 텍스처 이미지의 범위를 벗어나는 경우가 발생할 수 있다. 이때 텍스처 외부의 텍셀 정보가 필요하게 될 경우, 주로 두 가지 기법 중 하나를 사용하여 처리한다.[3]
하나는 클램핑(Clamping) 기법으로, 요청된 좌표가 텍스처 경계를 벗어나면 가장 가까운 텍스처 가장자리의 텍셀 값을 사용한다. 이 방식은 텍스처가 한 지점에만 나타나도록 한다.
다른 하나는 래핑(Wrapping) 기법으로, 텍스처 크기를 기준으로 좌표를 이동시켜 텍스처 범위 안으로 다시 가져온다. 이 방식을 사용하면 텍스처가 반복되는 것처럼 보인다.
3. 1. 클램핑 (Clamping)
텍스처 매핑 과정에서 텍스처 좌표가 텍스처의 범위를 벗어나는 경우가 발생할 수 있다. 이때 요청된 텍셀의 색상값을 결정하는 방법 중 하나가 클램핑(Clamping)이다.클램핑은 텍셀 좌표를 텍스처의 크기 범위 안으로 제한하는 방식이다. 만약 텍스처 좌표가 텍스처의 경계를 벗어나면, 해당 좌표에서 가장 가까운 텍스처 가장자리에 있는 텍셀의 색상값을 사용한다. 이 방식은 텍스처가 반복되지 않고 한 영역에만 나타나도록 하는 효과를 낸다.
이와 대비되는 방식으로 래핑(Wrapping)이 있는데, 래핑은 텍스처 크기 단위로 좌표를 이동시켜 텍스처가 반복되는 것처럼 보이게 한다.
3. 2. 래핑 (Wrapping)
텍스처 좌표가 텍스처의 범위를 벗어나는 경우, 즉 텍스처 외부의 텍셀 정보가 필요할 때 사용하는 기법 중 하나이다. 래핑은 텍스처의 크기 단위를 기준으로 텍셀 좌표를 이동시켜 다시 텍스처 범위 안으로 가져오는 방식이다. 이 방식을 사용하면 마치 텍스처가 계속 반복되어 나타나는 효과를 얻을 수 있다. 이는 텍스처 외부의 좌표를 가장 가까운 텍스처 가장자리의 텍셀로 고정하는 클램핑 방식과는 대조적이다. 클램핑은 텍스처가 한 번만 나타나도록 한다.참조
[1]
서적
An Introduction to Ray Tracing
Morgan Kaufmann
[2]
서적
Computer Vision
Prentice Hall
[3]
서적
Real-Time Rendering
A K Peters
[4]
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An Introduction to Ray Tracing
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[5]
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