[유니티 쉐이더 스타트업] Part10 | 디지털 라이트 이론

디지털 라이트의 분류

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Directional Light ( 디렉셔널 라이트 )

• 직진성을 가진 조명
• 라이트의 강도와 컬러, 방향 정보만 지닌 가장 가벼운 라이트
• 태양이나 그림자를 표현할 때 주로 사용

Point Light ( 포인트 라이트 )

• 점(point) 모양의 광원
• 사방으로 뻗어나감
• Directional llight보다 무겁기 때문에 성능을 유의하며 작업해야 함.

Spot Light ( 스팟 라이트 )

• 특정한 부분을 강조하거나 표현하는 스팟 라이트
• 성능 유의하며 작업해야 함.

 

 

디지털 라이트 원리

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노멀 벡터와 라이트 벡터가 서로 마주 보고 있을 때 가장 밝고, 두 벡터의 각도가 벌어지면 점점 어두워진다.

 

 

노멀 벡터가 면에 있으면 부드러운 라이팅을 구현할 수 없으므로 최근에는 노멀 벡터가 버텍스에 존재한다.
다만, 각진 형태(Hard Edge)를 표현하기 위해서는 아래와 같이 한 버텍스에 노멀이 3개 혹은 모양에 따라 4개가 있어야 한다.

 

즉, 노멀 벡터와 라이트 벡터와의 각도가 빛의 밝기를 조절하며, 노멀 벡터는 버텍스에 있다

 

 

벡터 연산을 통한 디지털 라이트 연산

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벡터의 내적: 두 벡터의 각도의 차이를 숫자로 표현한 것

• Dot 연산
• Cos 그래프

 

 

노멀 벡터와 라이트 벡터가 마주볼 때 가장 밝은 상태인데, 내적 연산을 도입해본다면 두 벡터 사이의 각도는 180도이므로 -1이 된다.

따라서 연산하기 전에 조명 벡터의 방향을 반대로 해주어야 가장 밝을 때 연산이 이루어진다.

• Sphere가 Directional Light를 받을 때 각 Vertex의 위치별 내적값