컴퓨터그래픽 개론(2/1)


컴퓨터그래픽(Computer Graphics) 이란?

컴퓨터 그래픽이란 인간의 창의력과 구상력을 바탕으로 컴퓨터와 각종 소프트웨어 그리고 갖가지 주변기기를 이용하여 인간의 손으로 표현하기 힘든 색, 명암, 조형, 애니메이션 등과 같은 시각적 결과물을 얻어내는 모든 활동을 말한다. 또한 컴퓨터를 사용해 2차원 또는 3차원적인 영상을 만들어내는것을 말한다.
즉, 컴퓨터의 하드웨어와 소프트웨어를 활용해 물체의 형상, 성분, 색채 등을 컴퓨터에 입력, 이미지 변환작업을 통해 제3의 영상을 만드는 컴퓨터 기술로서 종래의 도안이나 설계건축에 제한적으로 사용되던 것을 영화, 게임, 광고산업, 컴퓨터아트, 시뮬레이션, 산업디자인 등 예술과 산업분야 전반에 이미지를 구축해 내는 21세기의 표현매체로 그 효율성과 기술이 기하급수적으로 발전하고 있다.
특히 게임분야는 소프트웨어와 하드웨어가 병행하여 발전하는 분야로 소프트웨어로 하드웨어의 성능을 최고로 끌어 올리는 역활을 한다. 최근 게임에 사용되는 그래픽의 수준은 2차원, 3차원 표현 부분에서 상당히 발전되어 있다.

이러한 컴퓨터그래픽의 특징을 들어 보면

▶ 고도의 정밀성이 요구되는 그림을 작성하거나 이론으로 구해진 각종 자연현상이나 물리적, 화학적 특성 등의 가시화된 시뮬레이션은 CG(Computer Graphics)에 의하지 않으면 실현 불가능하기 때문에 CG를 이용할 필요성이 있다. CG를 이용하면 매우 많은 복잡하고 규칙적인 모양이나 수학적으로 정확한 도형을 만들기도 하고 작성된 같은 종류의 모형을 동시에 대향으로 복사하는 것이 가능하다.

▶ 인간이 표출해 내고자 하는 아이디어의 세계를 시각화해 실존하지 않는 공간과 화상을 전개 할 수 있으며 3차원 물체를 수작업이나 모델을 이용했을 때 보다 더 자유롭게 재질과 색을 마음대로 변형시킬 수 있다.

▶ 주변의 배경을 마음대로 조절할 수 있으며 물감을 사용할 때 나타나는 한계적인 색상이나 질감, 휘도 등을 의도대로 표현할 수 있다. 실제로 나타낼 수 없는 부분까지 나타낼 수 있고 2D의 경우 단시간내에 아주 많은 양의 그림을 처리할 수 있다.

컴퓨터그래픽의 정의

일반적으로 컴퓨터처리란, 수치, 문자를 입력 데이터로써 처리하고, 결과로써 역시 수치, 문자를 출력하는 일을 말하고 있으나, 지금은 수치와 문자뿐만 아니라, 도형과 화상을 취급하는 일도 많아 졌다.

컴퓨터그래픽스(Computer Graphics) : 컴퓨터 처리에 속하는 수치, 문자를 입력 데이터로써 도형, 화상 정보를 출력하는, 즉 화상을 생성 처리하는 일

1. 광의의 의미 ; 인간의 창의력, 구상력을 바탕으로 우리가 가지고 있는 제반 문제점에 대해 보다 나은 해답을 얻기 위한 폭넓은 행위 그 자체를 포함함
   
2. 협의의 의미 ; 키보드, 마우스, 스캐너, 디지타이저와 같은 입력 장치를 통하여 입력된 화상정보를 컴퓨터가 처리하여 실제의 화상을 모니터를 통하여 만들어 내는 것을 의미함

이미지프로세싱(Image Processing) : 입력 데이터로써의 도형, 화상 정보를 가공, 편집 처리하여 별도의 도형, 화상 정보를 출력하는 일

컴퓨터 비젼(Computer Vision) : 도형, 화상 정보를 입력함으로써 계측과 인식처리를 행하며, 결과로써의 수치와 문자 정보를 출력하는 처리


컴퓨터그래픽(Computer Graphics)의 역사

컴퓨터 그래픽의 역사는 생각 보다 오래 되었고, 초창기 컴퓨터의 개발과 함께 발전하여 왔다. 1940년대 MIT의 한 연구 단체에서 군사용 시뮬레이션 컴퓨터인 Whirl Wind의 개발에 의해 CG(Computer Graphics)는 시작되었다고 볼 수 있다. 이 시스템은 레이더와 연동 하여 스크린의 영상을 통해 적기를 격추하는 최초의 컴퓨터 그래픽스였다.
1957년 8월에는 DEC(Digital Equioment Corporation)이 창립되었고 여기서 최초의 소형 인터렉티브 컴퓨터인 PDP-1(Programmed Data Processor)가 탄생되었다. 같은 해에 제너럴 모터스와 IBM이 최초의 컴퓨터 드로잉 시스템인 DAC-1(Design Augmented by Computer)를 개발했다. 이것은 자동차를 3D로 그려서 회전시키고 다른 각도에서 볼 수 있게 한 것이었다.

컴퓨터 그래픽의 또 한번의 큰 진전은 1961년 MIT출신의 이반 서덜랜드(Ivan Sutherland)이 의해 스케치패드라는 이름의 컴퓨터 드로잉 프로그램을 개발한 것이다. 오늘날의 그래픽스 인터페이스의 모체가 되는 프로그램이었다.
70년대에는 여러가지 그래픽 관련 기술들이 많이 선보였는데, 그라우드 쉐이딩(Gouraud Shading), 퐁 쉐이딩(Pong Shading), 텍스쳐 매핑(Texture Mapping), 프랙탈 이론(Fractal Theory), 범프 매핑(Bump Mapping), 인바이런먼트 매핑 등이 그것이다.
1970년대 초반 컴퓨터 그래픽스계는 CPU(Central Processing Unit:중앙처리장치)라고도 하는 마이크로프로세서의 발달로 컴퓨터 성능의 향상에 아주 큰 진전을 보게 되었다. 최초의 데스크탑 마이크로컴퓨터 중 하나였던 MITS(Micro Instrumentation Telemetry Systems)사의 알테어(Altair)8800은 이때 약 400달러의 소매가로 우편 주문 판매되었고, 이를 시초로 퍼스널 컴퓨터는 계속 발전하여 필름 퀄리티로 컴퓨터 그래픽스 작업을 할 수 있을 정도에까지 이르게 되었다.
1973년 ACM(Associated of Computer Machinery)의 SIGGRAPH(Special Interest Group on Computer Graphics)가 처음으로 총회를 개최했다. 시그래프는 지금까지 이어져오는 컴퓨터그래픽계에서는 유명하고 명성있는 대회이다.
80년대에는 영화와 게임에 CG가 적극 활용되었다. 이에 따라 특수 효과를 담당하는 프로덕션이 대거 출범하게 되었다. 그리고 레이 트레이싱(Ray Tracing)같은 보다 더 사실적인 기법들이 개발되고, 가상현실과 모핑기법이 등장하게 되었다.
1981년 8월 IBM은 처음으로 지금의 PC의 표준인 IBM-PC를 발표했다. 그리고 1982년 짐 클락(Jim Clark)이 실리콘 그래픽스를 창설했다. SGI(Silicon Graphics, Inc.)는 1983년 첫 번째 시스템인 IRIS 1000 그래픽 단말기를 생산해 냈다.


CG발전과 세대별 구분

우리나라의 CG역사