4차 산업혁명과 인공지능, 그중에서도 LLM의 대표 사례인 '생성형 ai' 기술로 인해 주변이 아주 빠르게 변하고 있다. 그중에서도 단기간 가장 빠르게 변하는 기술 중 하나가 뭘까? 나는 컴퓨터 그래픽, 즉 CG 기술을 뽑고 싶다. 오늘은 컴퓨터에게 그림을 그리게 하는 컴퓨터 그래픽스(Computer Graphics, 줄여서 CG)에 대해 알아보는 시간을 가져보겠다.
컴퓨터 그랙픽스란?
컴퓨터 그래픽스는 컴퓨터를 이용하여 시각적인 이미지를 생성하고 조작하는 기술이다. CG에 대한 연구는 1950년대부터 진행되어 왔다. 착실히 성장해 온 CG 산업은 최근 몇년 사이 인공지능의 급속적인 성장으로 함께 빠르게 진화하고 있는 산업 중 하나가 되었다. CG 기술은 2D 및 3D 이미지를 포함하며, 다양한 분야에서 활용되고 있다. 컴퓨터 그래픽스는 주로 예술, 디자인, 영화, 그리고 게임 산업에서 중요한 역할을 한다. 그중 게임업계에서 컴퓨터 그래픽스는 게임의 시각적 품질과 사용자 경험을 결정짓는 핵심 요소이다.
컴퓨터 그래픽스의 기본 개념
- 2D 그래픽스
- 비트맵(Bitmap): 픽셀로 구성된 이미지로, 각 픽셀의 색상 정보를 저장. e.x) JPEG, PNG, GIF
- 벡터(Vector): 수학적 수식으로 도형을 표현한 이미지로, 크기 변경 시 품질 유지. e.x) SVG, AI 파일
- 3D 그래픽스
- 모델링(Modeling): 3D 객체를 생성하는 과정으로, 점, 선, 면을 이용해 형상 생성.
- 렌더링(Rendering): 3D 모델을 2D 이미지로 변환하는 과정으로, 빛, 그림자, 질감 등을 계산하여 최종 이미지 생성.
- 애니메이션(Animation): 정적인 이미지에 시간적 요소를 추가하여 움직임을 표현하는 기술.
게임에서 적용되는 CG의 특이성
게임은 플레이어(유저)의 조작이 실시간으로 화면에 반영되어야 하는 미디어이다. 즉, '리얼타임의 반응'이 필수적인 것이다. 유저가 입력한 내용을 즉각적으로 반영하지 않으면 혼란을 초래할 수 있으며, 이는 게임의 몰입감을 저해한다. 따라서 유저의 조작에 따라 화면이 동적으로 변화하는 것이 게임의 본질이라고 할 수 있다. 현재의 게임 그래픽스 기술은 2000년대 초반과 비교해봤을 때 비약적으로 발전했다. 오늘날의 고급 GPU와 최적화된 그래픽 엔진은 매우 복잡한 3D 환경과 캐릭터 애니메이션을 실시간으로 처리할 수 있다.
1. 레이트레이싱 기술 - 렌더링 최적화 기술
예를 들어, 레이트레이싱(ray tracing) 기술은 실시간으로 빛의 반사와 그림자를 계산하여 더욱 사실적인 그래픽을 생성한다. 이러한 기술 덕분에 게임은 더욱 생동감 있고 몰입감 있는 경험을 제공한다. 과거에는 1초 분량의 CG를 생성하는 데 몇 개월이 걸리기도 했지만, 지금은 실시간 렌더링 기술 덕분에 유저의 입력에 대한 반응을 1초 안에 처리해야 하는 요구 사항이 충족된다. AI 기반의 알고리즘은 애니메이션과 환경 변화를 더욱 빠르고 효율적으로 만들어, 게임 개발자들이 더욱 창의적인 작업에 집중할 수 있게 한다. (레이트레이싱 기술에 대해 더 자세한 내용이 궁금하다면 여기 클릭)
2. 리깅과 스키닝 - 애니메이션 및 캐릭터 표현
또다른 예시로는, 리깅(Rigging)과 스키닝(Skinning) 기술이 있다. 이는 3D 애니메이션에서 캐릭터나 객체의 움직임을 제어하는 데 필수적인 과정이다. 리깅은 '캐릭터의 뼈대 구조 설정', 스키닝은 '모델의 표면을 뼈대에 연결'하는 과정이라고 할 수 있으며, CG 기술이 발전함에 따라 이 과정에서의 효율성도 함께 높아졌다. 이를 통해 아티스트는 더욱 복잡한 캐릭터를 쉽게 애니메이션화할 수 있으며, 결과적으로 캐릭터의 표현력이 향상되었다.
3. 프로시저 생성 기술
마지막 예시로는, 프로시저 생성 기법을 꼽을 수 있다. 이 기술은 게임 환경의 자동 생성을 가능하게 했다. 예를 들어, 'No Man's Sky'와 같은 게임은 프로시저 생성 알고리즘을 사용하여 무한한 우주 환경을 만들어냈다. 이는 개발자가 수작업으로 환경을 디자인하는 데 드는 시간을 줄여주었다.
결론
CG 기술의 발전은 게임의 애니메이션, 캐릭터 표현, 실시간 렌더링, 그리고 프로시저 생성 등 여러 측면에서 혁신을 가져왔다. 이러한 기술들은 게임의 몰입감과 시각적 품질을 향상시키며, 개발자들에게는 더 많은 창의적인 가능성을 열어주고 있다.
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