텍스처 필터링
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1. 본문
텍스처 필터링은 컴퓨터 그래픽스에서 3D 모델의 표면에 텍스처를 입힐 때, 화면에 표시되는 픽셀의 색상을 결정하는 방법입니다. 텍스처는 2차원 이미지이고, 3D 모델은 3차원 객체이기 때문에 텍스처를 3D 모델에 매핑하는 과정에서 다양한 문제가 발생할 수 있습니다. 텍스처 필터링은 이러한 문제를 해결하고 더 선명하고 사실적인 이미지를 생성하는 데 사용됩니다.
텍스처 필터링의 필요성
- 확대/축소: 3D 모델이 카메라에 가까워지거나 멀어짐에 따라 텍스처가 확대되거나 축소될 수 있습니다. 이때 텍스처의 픽셀(텍셀)이 화면의 픽셀보다 커지거나 작아져서 이미지가 깨지거나 흐릿해 보일 수 있습니다.
- 왜곡: 3D 모델의 표면이 평면이 아닌 경우, 텍스처가 왜곡될 수 있습니다. 예를 들어, 텍스처가 비스듬한 각도에서 보일 때 텍셀이 늘어나거나 찌그러져 보일 수 있습니다.
- 앨리어싱(Aliasing): 텍스처의 고주파 디테일이 화면의 픽셀보다 작을 때, 계단 현상(jagged edges)과 같은 앨리어싱 현상이 발생할 수 있습니다.
텍스처 필터링 방법텍스처 필터링에는 여러 가지 방법이 있으며, 각각 복잡성, 성능, 이미지 품질에 차이가 있습니다.
- 니어리스트 필터링 (Nearest Neighbor Filtering): 가장 간단한 방법으로, 화면 픽셀에 가장 가까운 텍셀의 색상을 그대로 사용합니다. 속도가 빠르지만, 확대 시 텍셀이 뚜렷하게 보이고 축소 시 앨리어싱이 심하게 나타나는 단점이 있습니다.
- 선형 필터링 (Linear Filtering): 화면 픽셀 주변의 텍셀들을 가중 평균하여 색상을 계산합니다. 니어리스트 필터링보다 부드러운 이미지를 생성하지만, 여전히 흐릿해 보일 수 있습니다.
- 이중 선형 필터링(Bilinear Filtering): 2x2 텍셀 영역을 사용하여 선형 보간을 수행합니다.
- 삼중 선형 필터링(Trilinear Filtering): 서로 다른 해상도의 텍스처(밉맵)를 사용하여 선형 보간을 수행합니다. 밉맵은 텍스처의 축소된 버전을 미리 생성해 놓은 것으로, 축소 필터링 시 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다.
- 비등방성 필터링 (Anisotropic Filtering): 텍스처가 비스듬한 각도에서 보일 때 발생하는 왜곡을 줄이기 위한 방법입니다. 텍스처의 방향에 따라 다른 비율로 샘플링을 수행하여 더 선명한 이미지를 생성합니다.
밉매핑 (Mipmapping)밉매핑은 텍스처 필터링의 성능과 품질을 향상시키기 위해 사용되는 기술입니다. 밉맵은 원본 텍스처의 다양한 해상도 버전을 미리 생성해 놓은 것입니다. 텍스처가 축소될 때, 더 낮은 해상도의 밉맵을 사용하여 앨리어싱을 줄이고 성능을 향상시킬 수 있습니다.
DirectX 텍스처 필터링, 샘플링에 따르면 텍스처 필터링은 크게 확대 필터링, 축소 필터링, 밉맵 필터링으로 나눌 수 있습니다.
요약하자면, 텍스처 필터링은 3D 그래픽스에서 텍스처를 사용하여 더 사실적이고 선명한 이미지를 생성하는 데 필수적인 기술입니다. 다양한 필터링 방법을 통해 이미지 품질과 성능 사이의 균형을 맞출 수 있습니다.
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개요 | |
설명 | 텍스처 필터링은 3D 컴퓨터 그래픽에서 텍스처 맵을 적용할 때 화질을 향상시키는 데 사용되는 기술임. 텍스처 필터링을 사용하면 텍스처가 축소되거나 확대될 때 발생하는 픽셀화 또는 흐릿함과 같은 아티팩트를 줄일 수 있음. |
종류 | |
최근접점 보간 | 최근접점 보간(nearest-neighbor interpolation)은 가장 간단한 텍스처 필터링 방법임. 이 방법은 텍스처에서 가장 가까운 텍셀(텍스처 요소)의 색상을 사용하여 픽셀의 색상을 결정함. 최근접점 보간은 빠르지만 픽셀화 아티팩트가 발생하기 쉬움. |
선형 보간 | 선형 보간(linear interpolation)은 최근접점 보간보다 더 나은 결과를 제공하는 텍스처 필터링 방법임. 이 방법은 텍스처에서 가장 가까운 4개의 텍셀의 색상을 사용하여 픽셀의 색상을 결정함. 선형 보간은 최근접점 보간보다 느리지만 픽셀화 아티팩트를 줄일 수 있음. |
삼선형 보간 | 삼선형 보간(trilinear interpolation)은 선형 보간보다 더 나은 결과를 제공하는 텍스처 필터링 방법임. 이 방법은 텍스처에서 가장 가까운 8개의 텍셀의 색상을 사용하여 픽셀의 색상을 결정함. 삼선형 보간은 선형 보간보다 느리지만 흐릿함 아티팩트를 줄일 수 있음. |
이방성 필터링 | 이방성 필터링(anisotropic filtering)은 텍스처가 매우 축소되거나 확대될 때 발생하는 아티팩트를 줄이는 데 사용되는 텍스처 필터링 방법임. 이방성 필터링은 삼선형 보간보다 훨씬 느리지만 텍스처가 매우 축소되거나 확대될 때 훨씬 더 나은 결과를 제공할 수 있음. |
밉매핑 | 밉매핑(mipmap)은 다양한 크기의 텍스처 맵을 미리 계산하여 저장하는 텍스처 필터링 기술임. 밉매핑을 사용하면 텍스처가 축소될 때 발생하는 픽셀화 아티팩트를 줄일 수 있음. 밉매핑은 텍스처를 저장하는 데 더 많은 메모리가 필요하지만 렌더링 속도를 향상시킬 수 있음. |
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