컴퓨터그래픽의 표현방법과 채색(彩色)의 원리


컴퓨터그래픽의 표현방법

일반적으로 컴퓨터그래픽을 표현하기 위해서는 크게 아래의 두가지 방법을 이용하여 표현하는 경우가 대부분이다.

프로그래밍에 의한 방법(Programming) :
'프로그래밍'에 의한 방법이란 이란 직접 표현하고자 하는 이미지를 컴퓨터 언어(C/C++, Java, Visual Basic 등)를 이용하여 프로그래밍한 후 실행파일을 생성하여 목적한 이미지를 만들어 내는 것이다. 그래픽처리가 많이 사용되는 게임의 경우와 같이 윈도우즈 환경에서 2,3차원 이미지처리를 필요로 하는 그래픽의 경우 프로그래머가 모든 그래픽 처리알고리즘을 개발하지 않고 'OpenGL', 'DIRECT X'등과 같은 그래픽 프로그래밍을 쉽게 도와주는 그래픽 라이버러리(그래픽처리 루틴)도 있다. 이러한 라이버러리는 윈도우즈 환경에 최적화되어 우수한 그래픽 처리 능력을 발휘한다. 단 Direct X의 Direct 3D나 SGI의 OpenGL은 하드웨어 가속기능을 표준적으로 사용하기 위한 인터페이스지 결코 일반적인 목적의 3차원 엔진은 아니다.
또한 계산공식(함수)에 의해 만들어지는 그래픽의 경우도 있다. 예를 들면 프랙탈(Fractal), 카오스(Chaos)등의 이론을 이용한 반복, 자기유사성형 그래픽처리가 대표적인 예이다. 좌측의 그림(만델브로트 집합:Mandelbrot)과 같이 간단한 복소변환(Z <- Z^2 + C, Z = X + i Y )의 규칙을 이용하면 상상할 수 없을 정도의 복잡한 구조를 만들어 낼수 있다. 또한 이러한 이론은 영상압축 알고리즘으로도 많이 이용된다.

패키지프로그램에 의한 방법(Application) :
'패키지프로그램'에 의한 방법이란 그래픽 툴(Tool) 혹은 패키지화된 그래픽 프로그램을 이용하여 그래픽을 표현하는 방법이다. 예를 들면 드로잉 프로그램(Adobe Illustrator), 페인팅 프로그램(Fractal Painter), 이미지프로세싱 프로그램(Adobe Photoshop), 3D모델링&렌더링 프로그램(3D Studio MAX, MAYA), 애니메이션 프로그램(Toonz, Retas-pro, Flash)등을 들 수 있다. 이러한 방법은 그래픽을 표현하기 위해 어렵게 프로그램을 만들지 않아도 된다는 장점이 있어 초보자라도 툴의 운용법만 숙지하면 쉽게 사용 할 수 있다. 그렇지만 패키지 프로그램의 특성상 디자이너의 창조성보다 프로그램 자체의 특성(유사한 표현이 중복되어 나타나기 쉽다)때문에 독창성이 결여 될 수도 있다.



색의 표현(彩色의 원리)
컴퓨터를 이용하여 화면(CRT)에 색을 표현하기 위해서는 색(Color)정보를 보관하는 저장장소(Video Memory, Frame Buffer)가 필요하다.


비디오메모리는 컴퓨터의 화면에 표시하는 이미지를 저장하기 위한 전용 램(메모리)으로 용량에 따라 화면에 표시되는 색상수가 달라 진다. 문자 상태에서는 이 기억장소의 각 주소에 저장된 정보가 한글이나 'ASCII'로 인식되어 화면의 해당 위치에 그 문자가 그려지고, 그래픽 상태에서는 여기에 저장된 정보가 그래픽 화면의 각 점의 명암이나 색깔을 비트맵(Bitmap)으로 나타낸다. 화면에 어떤 내용을 나타내려면 이 기억장소의 해당 위치의 값을 바꿔주면 된다. 컴퓨터의 영상 출력 회로는 이 기억장치의 내용을 주기적으로 읽어서 모니터의 제어신호로 바꾸어 전송하여 모니터상에 색이 계속 나타나게 한다.