CGI에서 3D 조명 마스터를 위한 팁 및 기술

우리는 감각을 이용해 주변 세계를 인식합니다. 즉, 듣고, 느끼고, 냄새를 맡고, 봅니다.우리가 볼 수 있는 것은 눈이 광자라는 소립자가 전달하는 정보를 포착하기 때문입니다.이 정보는 뇌에서 처리되어 이미지를 생성합니다. 우리가 개체 색상, 광택도, 반투명도 또는 금속성으로 해석하는 것은 모두 광자와 개체 표면 사이의 상호 작용의 산물입니다.

컴퓨터에서 생성된 3D 장면의 조명 역학은 광선 추적이라는 프로세스를 통해 광자 산란과 동일한 자연 원리를 따릅니다. 광선은 형상에서 산란되고 해당 재질과 상호 작용하여 개체가 최종 이미지에 나타나는 방식을 효과적으로 정의합니다. 조명은 3D 장면에 있는 모든 객체의 입체감을 드러내 줍니다. 

일부 재질은 다른 재질보다 조명 조건에 더 민감합니다.금속을 예로 들었을 때, 크롬 개체는 기본적으로 주변의 모든 것을 비춥니다. 조명이 이동하거나, 더 밝아지거나, 커지면 모든 정보가 거울과 같은 수준으로 크롬 표면에 직접 표시되어 조명 조건에 따라 완전히 다르게 보일 수 있습니다.

3D 조명을 사용하여 효과적인 3D 렌더링을 만드는 방법

3D 렌더링을 만드는 프로세스는 완전히 동일하지는 않지만 가장 일반적인 단계는 다음과 같습니다.

1. 개체 생성 또는 획득 
2. 장면 구성
3. 장면 구도 잡기
4. 조명 
5. 재료 생성 또는 지정
6. 렌더링

조명 단계가 되면 재질 작업을 하기 전에 조명을 설정하는 것이 좋습니다. 이를 위해 전체 장면에 중간 톤의 회색 매트 재질을 지정할 수 있습니다. 이렇게 하면 조명이 장면에서 개체 실루엣에 어떤 영향을 주는지 보다 명확하게 파악하고 이해할 수 있습니다. 재질이 완성되면 조명을 더 다듬어야 할 수도 있습니다.

조명은 한 번에 하나씩 작업하는 것이 가장 좋습니다.활성 조명은 장면에 표시되는 유일한 조명이어야 하며 다른 모든 조명은 일시적으로 꺼야 합니다. 이렇게 하면 특정 조명이 장면에 어떻게 영향을 주는지 확인하고, 위치, 방향, 강도 등의 속성을 조정하여 변경할 수 있습니다.

또 다른 유용한 방법은 반짝이는 금속 재질(크롬 또는 거울)로 구를 만드는 것입니다. 이 "미러 볼"은 볼을 둘러 싼 전체 장면을 효과적으로 비추므로 조명의 위치, 방향 또는 크기를 쉽게 확인할 수 있습니다. 환경 조명의 경우 미러 볼에 반사된 모습을 볼 수 있으며, 이를 통해 공간에서의 방향을 설정하는 데 도움이 됩니다.

Adobe Dimension의 조명 유형

환경 조명

환경 조명은 전체 장면 주변을 감싸는 정방형(구형) 이미지입니다. 이름에서 알 수 있듯이, 이러한 조명은 자체에 저장된 광원을 포함하여 전체 환경을 모방하는 역할을 합니다.

Dimension에서 새 장면을 만들면 기본 환경 조명이 만들어집니다. 이것이 바로 장면에서 무언가를 즉시 실제로 볼 수 있는 이유입니다.Adobe Dimension 스타터 에셋에는 즉시 사용할 수 있는 특정 수의 환경 조명이 포함되어 있습니다. 또한 Adobe Stock에서는 엄선된 방대한 환경 조명을 제공합니다.

환경 조명은 매우 현실적인 결과를 만들어 내고 시간을 많이 절약할 수 있습니다. 이와 유사한 결과를 수동으로 달성하려면 실제로 전체 환경을 3D(다양한 광원 포함)로 생성해야 하는데, 이 작업량은 상당히 많습니다.

3D 장면이나 사진에서 캡처하고 파라메트릭 시스템을 사용하는 등 다양한 방법으로 환경 조명을 만들 수 있습니다. 환경 조명이 3D 장면으로 만들어진 경우 과정은 간단합니다.출력 이미지는 32비트여야 하며, 이것은 장면에 있는 모든 조명의 조명 정보를 캡처합니다. 3D 카메라에서는 구형 이미지를 출력하기 위해 정방형 투영을 사용해야 합니다.

또한 실제 세계의 사진을 캡처하여 환경 조명을 만들 수도 있습니다.이 작업 과정의 경우 360 카메라가 필요합니다(예: Ricoh Theta Z1). 이 카메라는 노출 브래키팅에 사용되며, 다양한 노출 값(노출 부족에서 과다 노출까지)으로 동일한 환경을 여러 번 촬영합니다.그런 다음 이러한 사진을 사용하여 HDR(High Dynamic Range)이라고도 하는 32비트 이미지를 만듭니다.이러한 이미지를 조합하는 한 가지 방법은 Photoshop의 HDR으로 병합 기능을 사용하는 것입니다. 포함된 노출 범위는 강도 속성이 됩니다.

두 경우 모두 광원(및 강도)이 이러한 이미지에 "적용"되며, Dimension에 사용되면 조명을 방출합니다.

이러한 방법으로 필요한 모든 조명, 반사 및 세부 사항을 캡처했지만 3D 앱을 사용하면 3D 공간에서 계속 편집할 수 있으므로 조명 회전을 조정하고 전체 강도와 색상을 변경할 수 있습니다.

방향성 조명

360도에서 빛을 발산하는 환경 조명 외에도 한 방향으로만 빛을 발산하는 방향 조명도 있습니다.직접 조명은 정확히 조율된 방출기에서 나오는 플래시 및 기타 유형의 조명을 모방하는 데 사용되며, 원이나 사각형 모양으로 형성될 수 있습니다.

방향 조명을 사용하면 조명 설정을 완벽하게 제어할 수 있습니다.이러한 조명을 사용하여 장면을 밝히는 방식은 기존 사진 촬영과 동일하며, 각 조명을 독립적으로 제어할 수 있어 나만의 가상 사진 조명을 구성할 수 있습니다.가장 일반적으로 사용되는 조명 설정 중 하나는 3점 조명 시스템입니다.

Dimension에는 3D 오브젝트를 클릭하고 드래그하여 회전과 높이를 제어할 수 있는 [지점에 조명 조준]이라는 편리한 액션이 있습니다.이렇게 하면 광선의 방향을 동적으로 조정할 수 있습니다. 이러한 매개 변수는 수동으로 조정할 수도 있습니다.

직접 조명의 색상과 강도를 변경할 수 있을 뿐만 아니라 광원의 모양을 원형이나 직사각형, 또는 더 크게 만들어 조정할 수 있습니다. 마지막으로 광원의 가장자리를 부드럽게 만들 수 있습니다.

광원을 오브젝트보다 작게 만들면 광선이 조명이 비추는 오브젝트를 통과하지 못하므로 그림자가 뚜렷한 윤곽선으로 더 선명해집니다.광원이 클수록 그림자가 부드러워집니다. 이 경우 광선이 개체의 모든 측면(아래 그림에서 빨간색으로 표시됨)에서 나와 그림자 배열을 만들기 때문입니다. 이러한 그림자는 반대 방향에서 나오는 광선에 의해 부드러워집니다.

태양과 하늘

햇빛은 특별한 유형의 방향성 조명입니다.설정 과정은 일반적인 직접 조명과 매우 유사하지만, 이 조명은 높이에 따라 자동으로 색상을 변경합니다. 수평선에 근접하면(높이 각도 값이 낮을 때) 일몰을 시뮬레이션하기 위해 점차 따뜻한 색상으로 변합니다.사전 설정을 사용하여 색상을 변경할 수도 있습니다. 한편, 흐린 정도는 그림자의 부드러움에 영향을 줍니다.

실생활에서는 대개 햇빛이 거대한 확산 광원인 하늘과 함께 존재합니다.달처럼 대기가 없는 공간은 예외입니다.

환경 조명을 사용하여 하늘을 모방할 수 있으며, 하늘을 구현한 모든 환경 조명을 사용할 수 있습니다.이제 Dimension으로 만든 햇빛을 환경 조명에서 캡처한 태양과 정렬해야 합니다. 이를 위한 빠른 방법은 구를 만들고 금속 재질을 지정하는 것입니다. 이를 통해 환경의 실시간 반사를 확인할 수 있으므로, 포인트에 조명 조준 기능을 사용하여 햇빛을 태양과 정렬할 수 있습니다. 

환경 조명에 흐린 하늘이 포함된 경우, 흐림 속성을 사용하여 이러한 조건을 보다 정확하게 일치시킬 수 있습니다.

햇빛과 하늘 환경 조명이 페어링되면 전체 회전 속성을 사용하여 함께 회전시킬 수 있습니다.

개체 기반 조명

재질에 대해 글로우(Glow) 속성을 켜서 개체를 광원으로 바꿀 수 있습니다.이렇게 하면 전구, 네온광, 소프트박스 등 모든 종류의 스크린과 디스플레이와 같은 개체를 만들 수 있습니다.

이러한 유형의 조명을 사용할 때 가장 큰 이점은 강도 감쇠(intensity falloff)로, 매우 자연스러운 결과물을 만들어 냅니다.이는 제품 시각화 또는 기타 스튜디오 기반 장면에 매우 유용합니다.

변환 도구를 사용하여 빛나는 오브젝트의 크기를 조정하면서 그림자의 부드러움을 제어할 수 있습니다.또한 더 크게 만들수록 조명 강도가 높아집니다.

앞서 살펴본 조명 유형과 달리 이러한 조명은 일반 색상 외에도 텍스처를 활용할 수 있습니다. 텍스처는 재질의 기본 색상에 부착될 수 있으며 조명 강도는 광선 슬라이더를 통해 제어됩니다.

효과적인 3D 조명 예시

제품 조명

다양한 사진 기술로 제품 사진의 조명을 설정할 수 있습니다. 가장 일반적으로 사용되는 설정 중 하나인 3점 조명 시스템을 사용하겠습니다.

이 설정은 다음 세 가지 조명으로 구성됩니다. 

1. 키 조명: 기본 광원으로 사용되는 이 조명은 대략적으로 카메라 방향에서 비춥니다.

2. 역광 조명: 키 조명과 반대쪽을 향하여 대상의 실루엣을 노출하는 데 사용됩니다.

3. 채우기 조명: 강도가 낮으며 어두운 영역을 채우는 데 사용됩니다. 이전 두 조명이 닿지 않는 영역에 활용됩니다.

Dimension에서 3점 조명을 만드는 방법에는 두 가지가 있습니다. 방향 조명을 사용(장면에 개별적으로 추가하거나 3점 조명 사전 설정 사용)하는 것과 발광 개체를 사용하는 것입니다.

크리에이티브 조명

크리에이티브 조명은 물리적인 정확성이 주요 목표가 아닌 경우에 사용됩니다. 여기에는 모든 종류의 추상적 및 초현실적인 장면이 포함되어 있어, 우리의 상상력이 닿을 수 있는 곳에는 실질적인 경계가 없습니다.

위의 예시에서 보여주는 아이디어는 꿈과 같은 환경을 묘사하기 위해 사탕, 파스텔 색상, 부드러운 표면을 사용하는 것입니다. 조명 시스템은 3개의 발광 플레이트(측면에 2개, 하단에서 비추는 메인 플레이트 1개)로 구성됩니다.모든 발광 플레이트는 비현실적으로 커서 매우 부드러운 그림자와 하이라이트를 만듭니다.광원에는 색상이 지정되며, 해당 색상은 장면의 오브젝트에 할당된 재질로 전달됩니다.

장면의 대상(파이프)은 벽 도형으로 완전히 둘러싸여 있습니다. 이렇게 하면 광선이 앞뒤로 반사되어 흥미로운 방식으로 혼합됩니다.시원한 톤과 따뜻한 톤을 대조하여 활용하면 멋진 대비가 생성되는 경우가 많습니다(인물 사진 촬영에 종종 사용되는 기법).

내부 시각화

3D 실내 공간의 시각화를 생성하는 것은 거의 항상 좋은 결과를 보장하는 특정 규칙 세트를 따릅니다. 이 사용 사례의 경우 자연광만 고려합니다(전등 같은 인공 광원은 사용하지 않습니다).

무엇보다도 이와 같은 장면은 폐쇄된 환경에 있어야 합니다.실생활과 마찬가지로 실내에도 벽, 바닥, 천장, 창문이 필요합니다. 이렇게 하면 조명이 창을 통해 들어온 다음 광선 추적 라는 프로세스를 통해 주변으로 산란됩니다. 이 동작은 매우 자연스러운 조명을 만듭니다. 예를 들어, 모퉁이와 같이 가려진 부분은 더 어두워집니다.

이 장면은 건축 구조물로 거의 완전히 둘러싸여 있으므로 조명이 거의 보이지 않으며 환경 조명에서 반사가 거의 발생하지 않습니다.하지만, 이 경우, 우리는 실제로 내부 그 자체인 우리만의 환경을 만들고 있습니다. 따라서 조명이 개체와 주변 벽에서 산란되면서 장면의 개체와 반응합니다. 개체는 서로와 주변의 벽만 반사합니다. 그럼에도 불구하고 하늘을 표현한 환경 조명을 추가하는 것이 좋습니다.그러면 분산된 파란색 채우기가 추가됩니다.

이 조명을 설정하는 가장 쉬운 방법은 발광 재질의 평면을 사용하는 것입니다.이 사용 사례에는 실내의 모든 개구부를 덮는 3개의 평면이 있습니다.

조명의 강도는 평면 재질의 광선 속성에 의해 제어됩니다. 색상이나 텍스처를 추가하여 흥미로운 그림자를 만들 수 있습니다. 글로우 재질을 사용하면 조명 강도 감쇠(light intensity falloff)도 적용할 수 있으며, 이는 실내 조명에 매우 중요합니다.

야외 조명

야외 조명을 만드는 것은 매우 간단하며, 결국 태양과 하늘 조명 시스템을 사용하는 것입니다(위 참조).햇빛을 하늘 기반의 환경 조명과 정확하게 일치시키는 것이 중요합니다. 방향과 흐림 값 모두에 주의를 기울이십시오.

여기에는 장면 자체가 큰 역할을 합니다.멋진 결과를 얻으려면 장면에 있는 개체를 조명과 상호 작용하는 촉매로 사용하세요.위에 표시된 숲 렌더링에서 개체(다양한 식물, 통나무 및 나무)는 서로 밀접하게 배치됩니다.

즉, 빛이 개체 간에 반사되므로 복잡한 광선 추적 상호 작용이 많이 발생합니다.그늘진 부분은 예상한 대로 어둡게 나타나는 반면, 노출된 부분은 밝습니다.

이 개요가 다양한 상황에서 3D 조명을 마스터하는 것의 중요성을 충분히 설명했기를 바랍니다.이제 보다 매력적인 결과를 만들 준비가 되었습니다.

즐거운 조명!오늘 Dimension의 최신 릴리스를 다운로드하세요.