4강
[빛과 색의 기초 개념]
[라이팅 핵심 용어]
Direct light
Highlight > 반짝이는 포인트
halftone= shading
Terminator > 경계선
Core shadow 빛이 전혀 도달하지 않은 가장 검은 부분
Cast shadow
Occulusion shadow >> embient occulusion
이건 라이팅과 쉐이딩을 이해하는 핵심이에요.
각 단어를 한 줄 정의 + 시각적 이미지로 떠올리기 쉽게 설명할게요 👇
💡 빛과 그림자 기본 용어 정리
용어 간단한 정의 쉽게 이해하기
| Direct Light | 태양이나 조명처럼 한 방향에서 오는 빛 | 예: 햇빛, 스포트라이트 |
| Highlight | 빛이 가장 직접적으로 닿는 밝은 부분 | 예: 얼굴의 콧대, 금속의 반짝임 |
| Halftone (Shading) | 빛과 그림자 중간 단계의 밝기 영역 | 예: 구의 가운데 부분처럼 밝지도 어둡지도 않은 곳 |
| Terminator | 빛과 그림자의 경계선 | 예: 구를 볼 때 절반이 딱 갈라지는 그 경계 |
| Core Shadow | 빛이 직접 닿지 않고 반사광도 거의 없는 가장 어두운 내부 그림자 | 예: 사과의 안쪽 깊은 어두운 부분 |
| Cast Shadow | 물체가 다른 곳에 던지는 그림자 | 예: 책상 위의 컵 그림자 |
| Occlusion Shadow (Ambient Occlusion) | 빛이 거의 들어가지 않는 틈새의 부드러운 그림자 | 예: 바닥과 물체가 맞닿는 경계의 살짝 어두운 부분 |
🎨 한 문장으로 전체 요약
빛이 오면 하이라이트가 생기고,
그 주변에 **하프톤(쉐이딩)**이 있고,
터미네이터를 지나면 코어 섀도우가 되고,
물체 밖으로는 캐스트 섀도우,
틈새에는 오클루전 섀도우가 생긴다.
☀️ 시각적으로 떠올리기
구(球)에 빛을 비춘다고 상상해보세요:
☀️→ 빛
[Highlight] ← 가장 밝은 점
[Halftone] ← 중간 톤
[Terminator] ← 빛과 어둠의 경계
[Core Shadow]← 어두운 쪽 중심
[Cast Shadow]← 바닥에 떨어진 그림자
[Occlusion] ← 구와 바닥 사이의 틈 어둠
[시선 유도 방식]
Focal point 관객이 어딜 봐야하는지 알려주는것이 바로 라이팅이다.
명암 Value 과 대비 Contrast
키아로스쿠로 chiaroscuro
Local contrast
Flat Lighting
빛은 연출이다
[빛의 질감 차이]
Hard light
Soft lignt
[그림자의 역할]
그라운딩
그림자의 길이에 따라 시간대나 감정선 표현
Gobo lighting > 창살 그림자 나뭇잎 그림자 등등
05
[언리얼에서 사용하는 PBR 워크 플로우]
PBR : Physically based rendering
물리적으로 정확한 material의 조건
BRDF (=표면이 빛을 얼마나 반사하는지에 대한 수학적 표현 )는 음수가 될수 없다
BRDF는 Bidirectional Reflectance Distribution Function의 약자로,
한 표면이 빛을 반사하는 특성을 수학적으로 표현하는 함수입니다.
즉, “빛이 어느 방향에서 들어와서 어느 방향으로 얼마나 반사되는가”를 정의하는 것입니다.
🌞 1. 기본 개념
BRDF는 다음과 같은 수식으로 표현됩니다:
[
f_r(\omega_i, \omega_o) = \frac{dL_o(\omega_o)}{dE_i(\omega_i)}
]
- ( \omega_i ): 입사광 방향 (incoming light direction)
- ( \omega_o ): 반사광 방향 (outgoing/view direction)
- ( L_o ): 반사된 빛의 세기 (radiance)
- ( E_i ): 입사 에너지 (irradiance)
👉 간단히 말해, BRDF는 입사광 대비 반사광의 비율이에요.
💡 2. 주요 유형
BRDF 종류 설명 예시
| Lambertian | 완전한 확산 반사. 모든 방향으로 동일하게 빛을 반사. | 종이, 석고 |
| Phong / Blinn-Phong | 하이라이트 중심 반사. 거친 금속광 표현. | 플라스틱, 거친 금속 |
| Cook–Torrance | 물리 기반(PBR) BRDF. 거칠기와 금속성 반영. | 대부분의 PBR 재질 |
| Disney BRDF | 영화용 표준화된 PBR BRDF. 아티스트 친화적 파라미터 | Unreal, Blender 등 최신 렌더러 |
🎨 3. 언리얼 엔진이나 C4D에서의 BRDF
- 언리얼의 “Base Color”, “Metallic”, “Roughness” 파라미터는 실제로 Cook-Torrance BRDF 모델을 기반으로 작동합니다.
- 예를 들어:
- Metallic = 1 → 금속 반사 특성 (빛의 대부분이 반사됨)
- Roughness = 0 → 완전한 거울 반사 (specular)
- Roughness = 1 → 확산 반사 (diffuse, 매트 질감)
🔬 4. 확장 개념
- BTDF (Bidirectional Transmittance Distribution Function): 투과되는 빛 (유리, 물 등)
- BSDF (Bidirectional Scattering Distribution Function): BRDF + BTDF 통합 개념
- BSSRDF (Bidirectional Surface Scattering Reflectance Distribution Function): 표면 아래로 빛이 산란되는 경우 (피부, 밀랍 등)
둘 다 “빛의 반사”를 다루지만, 표현 범위와 물리적 의미가 다릅니다.
🌈 1. 요약 비교표
구분 Reflection Specular
| 의미 | 물체 표면에서 빛이 반사되는 모든 현상 | 카메라(관찰자) 방향으로 보이는 반사광 |
| 범위 | 거울 반사 + 확산 반사 포함 | 반사 중 하이라이트 부분만 (mirror-like) |
| 물리적 성격 | 실제 물리적 반사 현상 전체 | BRDF 중 거울 성분(specular lobe) |
| 시각적 결과 | 전체 반사 (환경 맵, 주변 반사 등) | 밝은 반짝임, 하이라이트 (glossy highlight) |
| PBR에서의 제어 | “Reflection Capture”, “Screen Space Reflection” | “Specular”, “Metallic”, “Roughness” 파라미터 |
| 예시 | 유리창에 비친 거리, 금속 표면의 주변 반사 | 얼굴, 플라스틱, 자동차의 반짝임 |
💡 2. 쉽게 말하면
- Reflection = “세상 전체가 비치는 현상”
→ 예: 유리창에 비친 하늘, 자동차 차체에 반사된 거리 - Specular = “빛의 반짝임만 표현한 결과”
→ 예: 빛이 닿은 금속 모서리나 볼록한 부분의 하이라이트
🎨 3. 언리얼 엔진 기준으로 보면
언리얼에서의 Material 구조는 이렇게 나뉩니다 👇
- Base Color: 물체 고유 색
- Metallic: 0 = 비금속, 1 = 금속
- Roughness: 0 = 매끈한 반사, 1 = 확산 반사
- Specular: 비금속 재질에서의 반사 강도 (보통 0.5 기본값)
- Reflection: **환경 반사(Environment Reflection)**와 관련 (Reflection Capture, SSR 등에서 계산됨)
즉,
- Specular은 표면의 반짝임 강도 조절,
- Reflection은 환경을 비추는 정도를 조절합니다.
✨ 4. 실제 예시로 보면
재질 Reflection Specular 설명
| 거울 | 매우 강함 | 강함 | 모든 주변이 비침 |
| 금속 | 강함 | 중간~강함 | 하이라이트와 환경 반사 둘 다 있음 |
| 플라스틱 | 약함 | 중간 | 반짝이지만 주변은 잘 안 비침 |
| 종이 | 거의 없음 | 약함 | 반사 거의 없음, 확산만 있음 |
🔬 5. 정리 문장으로 외우기
🔹 Specular = “빛의 방향에 따라 보이는 하이라이트”
🔹 Reflection = “주변 환경이 비치는 전체 반사 현상”
에너지는 항상 보존 되어야한다
빛과 카메라의 위치가 바뀌어도 결과가 같아야 한다
보는 각도에 따라 반사율이 달라진다 >Fresnel 효과
Fresnel Effect (프레넬 효과)
PBR 라이팅의 핵심 개념 중 하나로, “빛이 표면에 비칠 때 각도에 따라 반사량이 달라지는 현상”이에요.
언리얼에서의 PBR 매터리얼 워크플로우는 크게 2가지로 나뉘는데
1. 메탈리스 러프니스 워크 플로우 > 주로 이것을 사용한다.!
2. 스페큘러 글로시니스 워크 플로우
roughness 흑백
metalic 그레이 스케일로 표현 1. 와벽한 금속 1이아니면 비금속 > 플라스틱 아크릴 등
메탈릭 값은 주로 0아니면 1로 표현한다. 음음 그래서 녹슨것을 표현할때는 부분적으로 0 혹은 1이 되게 그레이 스케일로 나타낸 맵을 사용한다.
텍스쳐 sRGB
메탈릭과 러프니스 맵은 물리적 특성 정보이기 때문에 sRGB 옵션 체크 꺼야한다. 비활성화 해줘야한다.
ORM 공간확보와 렌더링 성능 최적화를 위해서 하나의 맵에 압축한것
R : Occulusion
G : Roughness
B: Metalic > 정보를 가진 압축된 텍스쳐
[Base color, Roughness, Metallic 텍스쳐의 역할]
6강. 언리얼 엔진 주요 광원 타입 이해하기
Directional light
intensity
light color
mobility 는 반드시 movable 로 변경
static light 는 절대 움직이지 않는 고정된 라이팅에 사용가능 > 그러나 루멘을 활용하는 시네마틱 영상 프로젝트의 경우 모든 라이트를 무버블로 적용하는것이 일반적이다.
Skylight
환경광 source type > sls captured scene > cube map dmf 불러와서 HDRI 불러와서 라이팅 적용할수 있음 단, 실제 환경과 라이팅 정보 불일치할 경우 부자연스러울 수 있다.
Point Light
형광등 같은거 만들때 조음
Spot Light
가로등
Rect light
창문 그림자가 부드러워진다. 사실감 높여준다. 천장조명이나 패널 조명등 단점은 계산량이 다소 많을 수 있다.
HDRI backdrop
플러그인 활성화 한 뒤 사용 가능
drag and drop 으로 씬에 가져오고 빠르게 베이스광원 사용하고 싶을때 쓰면 된다.
7강. 루멘, 레이 트레이싱, 패스 트레이서 비교
[빛을 표현하는 네가지 렌더링 방식]
Rasterization 2019년 이전에 출시된 거의 모든 게임
Ray tracing
Path Tracing
Lumen 레이와 패스 그 중간에 있는 하이브리드 방식 새로운 방식
레이 트레이싱 : Edit > project setting > Rendering > support hardware ray tracing 체크하면 ray tracing 으로 바뀐다. > 엔진 재시작
루멘 : post process volume > 무한 설정해주고 GI(간접광) 설정 final gather quaility 4정도로 설정
거울 유리 에서는 3정도의 수치로 반사 올려주는것 추천
굴절 >> rendering features > Translucency > 굴절 타입 설정 가능 > Ray Tracing > 무겁다 사용자가 상황에 맞게 고를수 있다.
간접광, 반사와 굴절을 레벨 혹은 씬마다 다르게 설정할수 있다. !!
패스 트레이싱도 포스트 프로세싱볼륨에서 설정할 수 있다. > Max bouncing
그리고 보기에서 path tracing 으로 미리 보기 할수 있다.
[게임과 시네마틱을 위한 렌더링 방식 비교]
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