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컴퓨터 그래픽스 역사
1968년 데이브 에번스와 아이번 서덜랜드는 최초의 컴퓨터 그래픽스 하드웨어 회사인 에번스 & 서덜랜드를 설립했다. 서덜랜드는 원래 회사가 매사추세츠주 케임브리지에 위치하기를 원했지만, 교수들의 유타 대학교 연구 그룹과의 근접성 때문에 솔트레이크시티가 선택되었다.
또한 1968년 아서 아펠은 최초의 광선 투사 알고리즘을 설명했다. 이는 빛의 경로를 광원에서 장면의 표면으로, 그리고 카메라로 추적하여 그래픽에서 수퍼리얼리즘을 달성하는 데 필수적인 광선 추적 기반 렌더링 알고리즘 중 첫 번째이다.
1969년 ACM은 그래픽 분야의 컨퍼런스, 그래픽 표준 및 출판물을 조직하는 그래픽스 특별 관심 그룹(SIGGRAPH)을 시작했다. 1973년에는 최초의 연례 SIGGRAPH 컨퍼런스가 개최되었으며, 이는 조직의 주요 초점 중 하나가 되었다. SIGGRAPH는 시간이 지남에 따라 컴퓨터 그래픽스 분야가 확장되면서 규모와 중요성이 커졌다.
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이후 1970년대에는 아이번 서덜랜드를 초빙했던 유타 대학교에서 여러 가지 획기적인 발전이 이루어졌다. 그는 데이비드 C. 에번스와 함께 고급 컴퓨터 그래픽스 수업을 가르쳤는데, 이는 이 분야에 많은 기초 연구를 기여했고, 픽사, 실리콘 그래픽스, 어도비 시스템즈 등 업계에서 가장 중요한 회사들을 설립하게 될 여러 학생들을 가르쳤다. 톰 스톡햄은 UU의 이미지 처리 그룹을 이끌었고, 이 그룹은 컴퓨터 그래픽스 연구소와 긴밀히 협력했다.
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이 학생들 중 한 명은 에드윈 캐트멀이었다. 캐트멀은 보잉에서 막 왔으며 물리학 학위를 공부하고 있었다. 디즈니를 보며 자란 캐트멀은 애니메이션을 좋아했지만 그림 재능이 없다는 것을 곧 깨달았다. 이제 캐트멀(그리고 다른 많은 사람들)은 컴퓨터를 애니메이션의 자연스러운 발전으로 보았고, 혁명에 동참하고 싶어했다. 캐트멀이 본 최초의 컴퓨터 애니메이션은 그 자신의 것이었다. 그는 손을 펴고 닫는 애니메이션을 만들었다. 그는 또한 1974년에 3차원 모델에 텍스처를 그리는 텍스처 매핑을 개척했으며, 이는 현재 3차원 모델링의 기본 기술 중 하나로 간주된다. 컴퓨터 그래픽스를 사용하여 장편 영화를 제작하는 것이 그의 목표 중 하나가 되었다. 그는 픽사 설립에 주도적인 역할을 한 지 20년 후에 이 목표를 달성하게 될 것이다. 같은 수업에서 프레드 파크는 아내의 얼굴을 애니메이션화했다. 이 두 애니메이션은 1976년 장편 영화 미래세계의 음모에 포함되었다.
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UU 컴퓨터 그래픽스 연구소가 전 세계에서 사람들을 끌어 모으면서 존 워녹도 초기 선구자 중 한 명이었다. 그는 나중에 어도비 시스템즈를 설립하고 포스트스크립트 페이지 설명 언어로 출판계에 혁명을 일으켰다. 어도비는 나중에 업계 표준 사진 편집 소프트웨어인 어도비 포토샵과 저명한 영화 산업 특수 효과 프로그램인 어도비 애프터 이펙트를 만들게 될 것이다.
제임스 H. 클라크도 그곳에 있었다. 그는 나중에 1990년대 초반까지 고급 그래픽 분야를 지배할 고급 렌더링 시스템 제조업체인 실리콘 그래픽스를 설립했다.
이 초기 선구자들에 의해 UU에서 3차원 컴퓨터 그래픽스에 대한 중요한 발전이 이루어졌다. 바로 은면 제거이다. 3D 객체를 화면에 그리려면 컴퓨터는 뷰어의 관점에서 객체 "뒤에" 있는 표면을 결정해야 하며, 따라서 컴퓨터가 이미지를 생성(또는 렌더링)할 때 "숨겨져야" 한다. 3D 코어 그래픽스 시스템(또는 Core)은 개발된 최초의 그래픽 표준이었다. ACM 특별 관심 그룹인 SIGGRAPH의 25명의 전문가 그룹이 이 "개념적 프레임워크"를 개발했다. 사양은 1977년에 발표되었으며, 이 분야의 많은 미래 발전의 기초가 되었다.
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또한 1970년대에는 앙리 구로, 짐 블린, 부이 투옹 퐁이 구로 셰이딩 및 블린–퐁 셰이딩 모델 개발을 통해 CGI의 셰이딩 기초에 기여하여 그래픽스가 "평면적인" 모습에서 깊이를 더 정확하게 표현하는 모습으로 나아갈 수 있게 했다. 짐 블린은 또한 1978년에 울퉁불퉁한 표면을 시뮬레이션하는 기술이자 오늘날 사용되는 훨씬 더 고급스러운 매핑 종류의 전신인 범프 매핑을 도입하여 더욱 혁신했다.
오늘날 알려진 현대 비디오 게임 아케이드는 1970년대에 탄생했으며, 최초의 아케이드 게임은 실시간 2D 스프라이트 그래픽스를 사용했다. 1972년의 퐁은 최초의 히트작 아케이드 캐비닛 게임 중 하나였다. 1974년의 스피드 레이스는 수직으로 스크롤링되는 도로를 따라 움직이는 스프라이트를 특징으로 했다. 1975년의 건 파이트는 사람처럼 보이는 애니메이션 캐릭터를 특징으로 했으며, 1978년의 스페이스 인베이더는 화면에 많은 수의 애니메이션 인물을 특징으로 했다. 둘 다 특수 배럴 시프터 회로를 사용하여 인텔 8080 마이크로프로세서가 프레임버퍼 그래픽을 애니메이션화하는 데 도움을 주었다.
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1980년대에는 컴퓨터 그래픽스의 상업화가 시작되었다. 가정용 컴퓨터가 확산되면서 이전에 학계만의 분야였던 주제가 훨씬 더 많은 대중에게 채택되었고, 컴퓨터 그래픽스 개발자의 수가 크게 증가했다.
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1980년대 초, 금속-산화물-반도체(MOS) 초고집적(VLSI) 기술은 16비트 CPU 마이크로프로세서와 최초의 GPU 칩을 사용할 수 있게 하여 컴퓨터 그래픽스에 혁명을 일으키기 시작했고, 컴퓨터 그래픽스 터미널 및 PC 시스템을 위한 고해상도 그래픽스를 가능하게 했다. NEC의 μPD7220은 최초의 GPU로, 완전히 통합된 NMOS VLSI 집적 회로 칩에 제작되었다. 이는 최대 1024x1024 해상도를 지원했으며, 떠오르는 PC 그래픽스 시장의 토대를 마련했다. 이는 여러 그래픽 카드에 사용되었으며, 인텔 82720과 같은 복제본에 라이선스되었는데, 이는 인텔 그래픽 처리 장치 중 최초이다. 1980년대 초에는 MOS 메모리도 저렴해져 저렴한 프레임버퍼 메모리 개발이 가능해졌으며, 특히 1980년대 중반 TI에서 도입한 비디오 램(VRAM)이 중요했다. 1984년 히타치는 최초의 상보형 MOS(CMOS) GPU인 ARTC HD63484를 출시했다. 이는 컬러 모드에서 고해상도, 흑백 모드에서 최대 4K 해상도를 표시할 수 있었으며, 1980년대 후반에 여러 그래픽 카드 및 터미널에 사용되었다. 1986년 TI는 최초의 완전 프로그래밍 가능한 MOS 그래픽 프로세서인 TMS34010을 도입했다.
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이 10년 동안 컴퓨터 그래픽스 터미널은 점점 더 지능화되고, 준독립형 및 독립형 워크스테이션으로 발전했다. 그래픽스 및 응용 프로그램 처리는 중앙 메인프레임 및 미니컴퓨터에 의존하는 대신 워크스테이션의 인텔리전스로 점차 이전되었다. 고해상도 컴퓨터 그래픽스로의 초기 전환을 대표하는 컴퓨터 지원 엔지니어링 시장용 지능형 워크스테이션으로는 벨-노던 리서치의 스핀오프인 오타와 오르카테크가 개발하고 초기 워크스테이션 개척자인 데이비드 피어슨이 이끌었던 오르카 1000, 2000, 3000 워크스테이션이 있었다. 오르카 3000은 16비트 모토로라 68000 마이크로프로세서와 AMD 비트 슬라이스 프로세서를 기반으로 했으며, 운영 체제로 유닉스를 사용했다. 이는 정교한 디자인 엔지니어링 분야를 직접적으로 겨냥했다. 예술가와 그래픽 디자이너는 개인용 컴퓨터, 특히 아미가와 매킨토시를 심각한 디자인 도구로 보기 시작했는데, 이는 다른 방법보다 시간을 절약하고 더 정확하게 그릴 수 있었다. 매킨토시는 그래픽 디자인 스튜디오 및 기업에서 컴퓨터 그래픽스를 위한 매우 인기 있는 도구로 남아 있다. 1980년대부터 시작된 현대 컴퓨터는 종종 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 사용하여 텍스트 대신 기호, 아이콘 및 그림으로 데이터와 정보를 제시한다. 그래픽스는 멀티미디어 기술의 5가지 핵심 요소 중 하나이다.
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사실적인 렌더링 분야에서 일본의 오사카 대학은 1982년 3차원 컴퓨터 그래픽스의 사실적인 렌더링을 위해 최대 257개의 자일로그 Z8001 마이크로프로세서를 사용한 LINKS-1 컴퓨터 그래픽스 시스템이라는 슈퍼컴퓨터를 개발했다. 일본 정보 처리 학회에 따르면: "3D 이미지 렌더링의 핵심은 주어진 시점, 광원 및 객체 위치에서 렌더링된 표면을 구성하는 각 화소의 휘도를 계산하는 것이다. LINKS-1 시스템은 각 화소가 광선 추적을 사용하여 독립적으로 병렬 처리될 수 있는 이미지 렌더링 방법론을 구현하기 위해 개발되었다. 고속 이미지 렌더링을 위한 새로운 소프트웨어 방법론을 개발함으로써 LINKS-1은 매우 사실적인 이미지를 빠르게 렌더링할 수 있었다." LINKS-1은 1984년 기준으로 세계에서 가장 강력한 컴퓨터였다.
또한 사실적인 렌더링 분야에서는 1986년에 데이비드 이멜과 짐 카지야의 일반적인 렌더링 방정식이 개발되었다. 이는 컴퓨터 그래픽스에서 수퍼리얼리즘을 추구하는 데 필요한 글로벌 일루미네이션을 구현하는 중요한 단계였다.
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이 시기 영화 CGI에서 스타워즈 및 기타 공상 과학 프랜차이즈의 지속적인 인기가 관련이 있었다. 루카스필름과 인더스트리얼 라이트 & 매직은 영화에서 최고의 컴퓨터 그래픽스를 위한 "전문가" 집단으로 다른 많은 스튜디오에 알려졌다. 오리지널 삼부작의 후반부 영화를 위해 크로마키("블루스크리닝" 등)에서 중요한 발전이 이루어졌다. 두 가지 다른 비디오도 역사적으로 중요한 것으로 이 시대를 넘어섰다. 다이어 스트레이츠의 상징적인, 거의 완전히 CGI로 된 1985년 노래 "Money for Nothing" 비디오는 그 시대의 음악 팬들 사이에서 CGI를 대중화했고, 같은 해 피라미드의 공포의 한 장면은 장편 영화에서 최초의 완전 CGI 캐릭터(애니메이션 스테인드글라스 기사)를 특징으로 했다. 1988년, 셰이딩을 별도의 알고리즘으로 수행하기 위해 특별히 설계된 작은 프로그램인 최초의 셰이더가 픽사에서 개발되었다. 픽사는 이미 인더스트리얼 라이트 & 매직에서 분리된 독립체였지만, 이러한 기술 발전의 결과는 다음 10년이 되어서야 대중에게 공개되었다. 1980년대 후반, 실리콘 그래픽스(SGI) 컴퓨터는 픽사에서 최초의 완전 컴퓨터 생성 단편 영화를 만드는 데 사용되었으며, 실리콘 그래픽스 기계는 이 10년 동안 이 분야의 최고 수준으로 간주되었다.
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1980년대는 황금기라고도 불린다. 아타리, 닌텐도, 세가 등의 회사에서 수백만 장이 팔린 시스템은 컴퓨터 그래픽스를 새롭고 젊고 인상적인 대중에게 처음으로 노출시켰다. MS-DOS 기반 개인용 컴퓨터, 애플 II, 매킨토시, 아미가도 마찬가지였는데, 이 모든 시스템은 사용자에게 충분한 기술이 있다면 자신만의 게임을 프로그래밍할 수 있게 해주었다. 아케이드 게임의 경우 상업용 실시간 3D 그래픽스에서 발전이 이루어졌다. 1988년, 아케이드를 위한 최초의 전용 실시간 3D 그래픽 카드가 남코 시스템 21 및 타이토 에어 시스템과 함께 도입되었다. 전문적인 측면에서는 에번스 & 서덜랜드와 SGI가 3D 래스터 그래픽스 하드웨어를 개발했는데, 이는 나중에 GPU라는 단일 칩에 직접적인 영향을 미쳤다. GPU는 CPU와 병렬 처리되는 별도의 매우 강력한 칩으로 그래픽스를 최적화하는 기술이다.
이 10년 동안 컴퓨터 그래픽스는 E&S 디지스타를 이용한 위치 기반 엔터테인먼트 및 교육, 차량 설계, 차량 시뮬레이션, 화학 등 여러 추가 전문 시장에 적용되었다.
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1990년대의 주요 특징은 대규모 3차원 모델링의 출현과 CGI 전반의 품질 향상이었다. 가정용 컴퓨터는 이전에 수천 달러가 들던 워크스테이션에서만 가능했던 렌더링 작업을 수행할 수 있게 되었고, 3D 모델러가 가정용 시스템에서 사용 가능해지면서 실리콘 그래픽스 워크스테이션의 인기는 시들해지고 마이크로소프트 윈도우 및 애플 매킨토시 머신에서 오토데스크의 3D 스튜디오 또는 기타 가정용 렌더링 소프트웨어를 실행하는 것이 중요해졌다. 10년이 끝날 무렵, GPU는 오늘날까지 누리는 명성을 얻기 시작했다.
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이 분야는 훈련되지 않은 눈으로도 진정으로 수퍼리얼리즘을 지나칠 수 있는 최초의 렌더링된 그래픽스를 보기 시작했지만 (훈련된 CGI 아티스트에게는 아직 그렇지 못했다), 3차원 그래픽스는 비디오 게임, 멀티미디어, 애니메이션에서 훨씬 더 인기를 얻었다. 1980년대 말과 1990년대 초 프랑스에서 최초의 컴퓨터 그래픽스 TV 시리즈가 제작되었다: 스튜디오 Mac Guff Ligne의 "La Vie des bêtes" (1988), 스튜디오 Fantôme의 "Les Fables Géométriques" (1989–1991), 그리고 모리스 베나윤과 프랑수아 슈이텐의 최초의 HDTV 컴퓨터 그래픽스 시리즈인 Quarxs (스튜디오 Z-A production, 1990–1993).
영화 분야에서는 픽사가 에드윈 캐트멀의 지휘 아래 이 시기에 본격적인 상업적 성장을 시작했으며, 1995년에는 첫 주요 영화인 토이 스토리를 개봉하여 비평과 상업적으로 엄청난 성공을 거두었다. 프로그래밍 가능한 셰이더를 발명한 이 스튜디오는 이후 많은 애니메이션 히트작을 내놓았으며, 사전 렌더링된 비디오 애니메이션 작업은 여전히 업계 리더이자 연구 개척자로 간주된다.
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비디오 게임에서는 1992년 세가 모델 1 아케이드 시스템에서 실행된 버추어 레이싱이 완전 3D 경주 게임의 토대를 마련하고 비디오 게임 산업에서 더 넓은 대중에게 실시간 3D 폴리곤 그래픽스를 대중화했다. 1993년의 세가 모델 2와 1996년의 세가 모델 3는 상업용 실시간 3D 그래픽스의 한계를 더욱 확장했다. PC에서는 이드 소프트웨어가 주로 존 카맥이 혁신한 렌더링 엔진을 사용하여 울펜슈타인 3D, 둠, 퀘이크 등 최초의 대규모 인기 3D 1인칭 슈팅 게임 세 편을 이 10년 동안 비평과 대중적 찬사를 받으며 출시했다. 플레이스테이션, 세가 새턴, 닌텐도 64 등 여러 콘솔이 수백만 대 판매되어 가정 게이머들에게 3D 그래픽스를 대중화했다. 슈퍼 마리오 64와 젤다의 전설 시간의 오카리나와 같은 플랫폼 게임과 버추어 파이터, 배틀 아레나 토신덴, 철권과 같은 초기 3D 대전 격투 게임과 같은 일부 1990년대 후반 1세대 3D 타이틀은 콘솔 사용자들 사이에서 3D 그래픽스를 대중화하는 데 영향을 미친 것으로 간주되었다.
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렌더링 기술과 알고리즘은 크게 계속 향상되었다. 1996년 크리슈나무르티와 레보이는 짐 블린의 범프 매핑을 개선한 법선 매핑을 발명했다. 1999년 엔비디아는 최초의 가정용 그래픽 카드로 그래픽 처리 장치 또는 GPU로 불리는 획기적인 지포스 256을 출시했는데, 이는 "통합된 선형 변환, 조명, 삼각형 설정/클리핑 및 렌더링 엔진"을 포함하고 있었다. 이 10년 말까지 컴퓨터는 DirectX 및 OpenGL과 같은 일반적인 그래픽 처리 프레임워크를 채택했다. 그 이후로 컴퓨터 그래픽스는 더 강력한 그래픽스 하드웨어 및 3차원 모델링 소프트웨어 덕분에 더욱 세밀하고 사실적으로 발전했다. AMD도 이 10년 동안 그래픽 카드 개발의 선두 주자가 되어 오늘날까지 존재하는 이 분야의 "이중 독점"을 형성했다.
CGI는 이 시대에 본격적으로 보편화되었다. 비디오 게임과 CGI 영화는 1990년대 후반까지 컴퓨터 그래픽스의 도달 범위를 주류로 확장했으며, 2000년대에는 가속화된 속도로 계속해서 그렇게 했다. CGI는 1990년대 후반과 2000년대에 텔레비전 광고에도 대규모로 채택되어 엄청난 대중에게 익숙해졌다.
그래픽 처리 장치의 지속적인 발전과 정교화는 이 10년에 매우 중요했으며, 3D 렌더링 기능은 데스크톱 컴퓨터 제조업체에서 필수적인 기능으로 간주되면서 표준 기능이 되었다. 엔비디아 지포스 그래픽 카드 라인은 10년 초반에 ATI의 가끔 상당한 경쟁 존재와 함께 시장을 지배했다. 10년이 진행되면서 엔비디아와 AMD가 모두 저렴한 칩셋을 도입하고 시장을 계속 지배하면서 저가형 기기조차도 일반적으로 어떤 종류의 3D 지원 GPU를 포함하게 되었다. GPU에서 특수 처리를 수행하기 위해 1980년대에 도입된 셰이더는 10년 말까지 대부분의 소비자 하드웨어에서 지원되어 그래픽스를 상당히 가속화하고 법선 매핑, 범프 매핑 및 기타 다양한 기술의 광범위한 채택을 통해 컴퓨터 그래픽스에서 크게 향상된 텍스처 및 셰이딩을 가능하게 했다.
영화 및 비디오 게임에 사용되는 컴퓨터 그래픽스는 점차 불쾌한 골짜기에 진입할 정도로 사실적으로 변하기 시작했다. CGI 영화가 확산되면서, 아이스 에이지 및 마다가스카와 같은 전통적인 애니메이션 카툰 영화뿐만 아니라 니모를 찾아서와 같은 수많은 픽사 작품이 이 분야에서 박스 오피스를 지배했다. 2001년에 개봉된 파이널 환타지 (영화)는 사실적인 CGI 캐릭터를 사용하고 모션 캡처로 완전히 제작된 최초의 완전 컴퓨터 생성 장편 영화였다. 그러나 이 영화는 박스 오피스에서 성공하지 못했다. 일부 평론가들은 주연 CGI 캐릭터의 얼굴 특징이 "불쾌한 골짜기"에 해당했기 때문일 수 있다고 주장했다. 폴라 익스프레스와 같은 다른 애니메이션 영화도 이 시기에 주목을 받았다. 스타워즈도 프리퀄 삼부작으로 다시 등장했으며, 그 효과는 영화 CGI의 기준을 계속 높였다.
비디오 게임에서는 플레이스테이션 2와 플레이스테이션 3, 엑스박스 콘솔 라인, 그리고 닌텐도 게임큐브와 같은 닌텐도의 제품들이 큰 인기를 끌었고, 윈도우 PC도 가장 활발한 게임 플랫폼 중 하나였다. 그랜드 테프트 오토 시리즈, 어쌔신 크리드, 파이널 판타지, 바이오쇼크, 킹덤 하츠, 미러스 엣지 등 수십 개의 유명한 CGI 위주의 타이틀은 계속해서 수퍼리얼리즘에 근접하며 비디오 게임 산업을 성장시키고 깊은 인상을 주어, 결국 이 산업의 수익이 영화 산업과 맞먹는 수준에 이르렀다. 마이크로소프트는 XNA 프로그램을 통해 독립 개발자 세계에 DirectX를 더 쉽게 노출시키기로 결정했지만 성공하지 못했다. 그러나 DirectX 자체는 여전히 상업적으로 성공을 거두었다. OpenGL도 계속 성숙해졌고, 이 두 가지 기술은 크게 개선되었다. 2세대 셰이더 언어인 HLSL과 GLSL이 이 10년에 인기를 얻기 시작했다.
계산과학에서는 GPU와 CPU 사이에 대량의 데이터를 양방향으로 전달하는 GPGPU 기술이 발명되어, 다양한 종류의 생물정보학 및 분자생물학 실험에서 분석 속도를 높였다. 이 기술은 비트코인 채굴에도 사용되었으며 컴퓨터 비전에도 응용된다.
2010년대에는 CGI가 비디오에서 거의 보편화되었으며, 사전 렌더링된 그래픽스는 거의 과학적으로 수퍼리얼리즘 수준에 도달했고, 충분히 고급 시스템의 실시간 그래픽스는 훈련되지 않은 눈으로도 수퍼리얼리즘을 시뮬레이션할 수 있게 되었다.
텍스처 매핑은 여러 레이어로 구성된 다단계 프로세스로 발전했다. 일반적으로 텍스처 매핑, 범프 매핑 또는 등가면 또는 법선 매핑, 정반사 및 반사 기술을 포함한 조명 맵, 그리고 그림자 볼륨을 셰이더를 사용하여 하나의 렌더링 엔진에 구현하는 것이 드문 일이 아니며, 셰이더는 상당히 성숙해지고 있다. 셰이더는 이제 이 분야의 고급 작업에 거의 필수적이며, 화소, 정점 및 텍스처를 요소별로 조작하는 데 상당한 복잡성을 제공하고 수많은 가능한 효과를 제공한다. 셰이더 언어인 HLSL 및 GLSL은 활발한 연구 개발 분야이다. 실제 광학 흐름을 시뮬레이션하기 위해 많은 맵을 구현하고 고급 계산을 수행하는 물리 기반 렌더링 또는 PBR도 앰비언트 어클루전, 서브서피스 스캐터링, 레일리 산란, 광자 매핑, 광선 추적 및 기타 여러 고급 분야와 함께 활발한 연구 분야이다. 4K 울트라 HD와 같은 초고해상도 모드에서 실시간 그래픽스를 제공하는 데 필요한 처리 능력에 대한 실험이 시작되었지만, 최고급 하드웨어를 제외하고는 아직 도달할 수 없는 수준이다.
영화 분야에서는 대부분의 애니메이션 영화가 이제 CGI로 제작된다. 매년 많은 애니메이션 CGI 영화가 제작되지만, 불쾌한 골짜기에 대한 지속적인 두려움 때문에 사실주의를 시도하는 영화는 거의 없다. 대부분 3D 카툰이다.
비디오 게임에서는 엑스박스 원, 플레이스테이션 4, 닌텐도 스위치가 가정용 시장을 지배했으며 모두 고급 3D 그래픽스를 구현할 수 있었다. 윈도우 역시 가장 활발한 게임 플랫폼 중 하나였다.
2020년대에는 광선 추적 기술의 발전으로 실시간 렌더링에 사용될 수 있었으며, 프레임 생성 또는 업스케일링을 위한 AI 기반 그래픽스도 가능해졌다.
광선 추적은 이전에도 존재했지만, 엔비디아는 광선 추적 코어를 통한 광선 추적과 DLSS 및 텐서 코어를 통한 AI를 최초로 추진했다. AMD도 FSR, 텐서 코어 및 광선 추적 코어로 이를 따랐다.
컴퓨터 그래픽스 이미지 유형
2차원 컴퓨터 그래픽스는 디지털 이미지를 컴퓨터 기반으로 생성하는 것으로, 주로 디지털 이미지와 같은 모델과 그에 특화된 기술을 사용한다.
2차원 컴퓨터 그래픽스는 주로 인쇄 및 소묘 기술과 같은 전통적인 기술을 기반으로 개발된 응용 분야에서 사용된다. 이러한 응용 분야에서 2차원 이미지는 단순히 실제 객체를 나타내는 것이 아니라, 의미론적 가치가 추가된 독립적인 아티팩트이다. 따라서 3차원 컴퓨터 그래픽스보다 이미지에 대한 직접적인 제어력을 제공하는 2차원 모델이 선호된다. 3차원 컴퓨터 그래픽스의 접근 방식은 타이포그래피보다 사진술에 가깝다.
디지털 아트의 큰 형태인 픽셀 아트는 래스터 그래픽스 소프트웨어를 사용하여 생성되며, 이미지는 화소 수준에서 편집된다. 대부분의 오래된 (또는 상대적으로 제한된) 컴퓨터 및 비디오 게임, 그래프 계산기 게임, 그리고 많은 휴대 전화 게임의 그래픽스는 대부분 픽셀 아트이다.
스프라이트는 더 큰 장면에 통합된 2차원 이미지 또는 애니메이션이다. 처음에는 비디오 디스플레이의 메모리 비트맵과 별도로 처리되는 그래픽 객체만을 포함했지만, 현재는 다양한 그래픽 오버레이 방식을 포함한다.
컴퓨터 그래픽스 이미지 유형
원래 스프라이트는 관련 없는 비트맵을 통합하여 화면의 일반 비트맵의 일부인 것처럼 보이게 하는 방법이었다. 예를 들어 전체 화면을 정의하는 데이터를 변경하지 않고 화면에서 이동할 수 있는 애니메이션 캐릭터를 만드는 것과 같다. 이러한 스프라이트는 전자 회로 또는 소프트웨어로 생성할 수 있다. 회로에서는 하드웨어 스프라이트가 사용자 지정 DMA 채널을 사용하여 시각적 요소를 주 화면과 통합하는 하드웨어 구성으로, 두 개의 개별 비디오 소스를 중첩한다. 소프트웨어는 특수 렌더링 방법을 통해 이를 시뮬레이션할 수 있다.
벡터 그래픽스 형식은 래스터 그래픽스를 보완한다. 래스터 그래픽스는 이미지를 화소 배열로 표현하는 것이며 일반적으로 사진 이미지를 표현하는 데 사용된다. 벡터 그래픽스는 이미지를 구성하는 모양과 색상에 대한 정보를 인코딩하여 렌더링에 더 많은 유연성을 제공할 수 있다. 벡터 도구 및 형식을 사용하는 것이 가장 좋은 경우와 래스터 도구 및 형식을 사용하는 것이 가장 좋은 경우가 있다. 두 형식이 함께 사용되는 경우도 있다. 각 기술의 장점과 한계, 그리고 그 관계를 이해하는 것이 도구를 효율적이고 효과적으로 사용하는 데 가장 도움이 될 것이다.
컴퓨터 그래픽스 이미지 유형
2010년대 중반부터 심층 신경망의 발전으로 자연어 설명을 입력으로 받아 해당 설명과 일치하는 이미지를 출력으로 생성하는 모델이 만들어졌다. 텍스트-이미지 모델은 일반적으로 입력 텍스트를 잠재 표현으로 변환하는 언어 모델과 해당 표현을 기반으로 이미지를 생성하는 생성형 이미지 모델을 결합한다. 가장 효과적인 모델은 일반적으로 웹에서 스크랩한 방대한 양의 이미지 및 텍스트 데이터로 훈련되었다. 2022년까지 Dall-E 2 및 스테이블 디퓨전과 같은 최고의 모델은 충분히 강력한 하드웨어만 있으면 몇 초 만에 살아있는 예술가의 모방부터 거의 수퍼리얼리즘에 가까운 이미지까지 다양한 스타일로 이미지를 생성할 수 있다.
3D 그래픽스는 2D 그래픽스와 비교하여 기하학적 데이터의 3차원 표현을 사용하는 그래픽스이다. 성능을 위해 이는 컴퓨터에 저장된다. 여기에는 나중에 표시되거나 실시간으로 볼 수 있는 이미지가 포함된다.
컴퓨터 그래픽스 이미지 유형
이러한 차이에도 불구하고 3D 컴퓨터 그래픽스는 최종 렌더링된 디스플레이에서 프레임 및 래스터 그래픽스(2D에서와 같이)에서 2D 컴퓨터 그래픽스와 유사한 알고리즘에 의존한다. 컴퓨터 그래픽스 소프트웨어에서 2D와 3D의 구분은 때때로 모호하다. 2D 응용 프로그램은 조명과 같은 효과를 얻기 위해 3D 기술을 사용할 수 있으며, 주로 3D 응용 프로그램은 2D 렌더링 기술을 사용할 수 있다.
3D 컴퓨터 그래픽스는 3D 모델과 동일하다. 모델은 렌더링과 별개로 그래픽스 데이터 파일 내에 포함된다. 그러나 3D 모델은 모든 3D 객체의 표현이라는 차이점이 있다. 시각적으로 표시될 때까지 모델은 그래픽스가 아니다. 인쇄로 인해 3D 모델은 가상 공간에만 국한되지 않는다. 3D 렌더링은 모델이 표시될 수 있는 방법이다. 또한 비그래픽 컴퓨터 시뮬레이션 및 계산에도 사용될 수 있다.
컴퓨터 그래픽스 이미지 유형
컴퓨터 애니메이션은 컴퓨터를 사용하여 움직이는 이미지를 만드는 예술이다. 이는 컴퓨터 그래픽스와 애니메이션의 하위 분야이다. 점점 더 3차원 컴퓨터 그래픽스를 통해 제작되지만, 스타일적인, 낮은 대역폭 및 더 빠른 실시간 렌더링 필요를 위해 2차원 컴퓨터 그래픽스도 여전히 널리 사용된다. 때로는 애니메이션의 대상이 컴퓨터 자체이지만, 때로는 기록 매체와 같은 다른 매체이기도 하다. 특히 영화에 사용될 때 CGI (컴퓨터 생성 이미지 또는 컴퓨터 생성 이미징)라고도 불린다.
가상 개체는 객체의 변환행렬에 저장된 변환 값(위치, 방향 및 크기)과 같은 다양한 속성을 포함하고 제어할 수 있다. 애니메이션은 시간 경과에 따른 속성의 변화이다. 애니메이션을 달성하는 여러 방법이 존재한다. 기본적인 형태는 키프레임 생성 및 편집을 기반으로 하며, 각 키프레임은 주어진 시간에 애니메이션될 속성당 값을 저장한다. 2D/3D 그래픽스 소프트웨어는 각 키프레임에 따라 변경되어 시간에 따라 매핑된 값의 편집 가능한 곡선을 생성하여 애니메이션을 생성한다. 다른 애니메이션 방법으로는 절차적 및 표현 기반 기술이 있다. 전자는 애니메이션 개체의 관련 요소를 속성 집합으로 통합하여 입자 시스템 효과 및 군중 시뮬레이션을 생성하는 데 유용하고, 후자는 수학과 결합된 사용자 정의 논리적 표현에서 반환된 평가된 결과를 통해 예측 가능한 방식으로 애니메이션을 자동화할 수 있다(해골 시스템 설정에서 골격 애니메이션이 제공하는 것 이상의 뼈 동작을 제어하는 데 편리하다).
움직임의 환상을 만들기 위해 이미지가 컴퓨터 화면에 표시된 다음 이전 이미지와 유사하지만 약간 이동된 새 이미지로 빠르게 대체된다. 이 기술은 텔레비전 및 영화에서 움직임의 환상과 동일하다.
컴퓨터 그래픽스 개념 및 원리
이미지는 일반적으로 사진기, 거울, 렌즈, 망원경, 현미경 등과 같은 장치에 의해 생성된다.
디지털 이미지는 벡터 그래픽스 이미지와 래스터 그래픽스 이미지를 모두 포함하지만, 래스터 이미지가 더 일반적으로 사용된다.
디지털 영상에서 화소 (또는 화상 요소)는 래스터 이미지의 한 지점이다. 화소는 규칙적인 2차원 격자에 배치되며, 종종 점이나 사각형으로 표현된다. 각 화소는 원본 이미지의 표본이며, 더 많은 표본은 일반적으로 원본의 더 정확한 표현을 제공한다. 각 화소의 세기는 가변적이다. 색상 시스템에서 각 화소는 일반적으로 빨강, 초록, 파랑과 같은 세 가지 하위 화소를 갖는다.
컴퓨터 그래픽스 개념 및 원리
그래픽스는 컴퓨터 화면과 같은 표면 위에 시각적으로 표현한 것이다. 사진, 그림, 그래픽 디자인, 지도, 공학도면 또는 기타 이미지가 그 예이다. 그래픽스는 종종 텍스트와 삽화를 결합한다. 그래픽 디자인은 브로슈어, 전단지, 포스터, 웹 사이트 또는 책과 같이 다른 요소 없이 오직 타이포그래피의 의도적인 선택, 생성 또는 배열만으로 구성될 수도 있다. 명확성 또는 효과적인 의사소통이 목표일 수 있고, 다른 문화적 요소와의 연관성을 추구할 수 있으며, 단순히 독특한 스타일을 창조하는 것일 수도 있다.
기본 요소는 그래픽 시스템이 더 복잡한 이미지나 모델을 만드는 데 결합할 수 있는 기본 단위이다. 예를 들어 2D 비디오 게임의 스프라이트 및 캐릭터 맵, CAD의 기하학적 기본 요소, 또는 3D 렌더링의 폴리곤 또는 삼각형 등이 있다. 기본 요소는 하드웨어에서 효율적인 렌더링을 위해 지원되거나 그래픽 응용 프로그램에서 제공하는 구성 요소일 수 있다.
컴퓨터 그래픽스 개념 및 원리
렌더링은 컴퓨터 프로그램을 이용하여 3D 모델로부터 2D 이미지를 생성하는 작업이다. 장면 파일은 엄격하게 정의된 언어나 데이터 구조로 객체를 포함하며, 가상 장면의 설명으로 기하학, 시점, 텍스처링, 조명, 그리고 셰이딩 정보를 포함한다. 장면 파일에 포함된 데이터는 렌더링 프로그램으로 전달되어 처리되고 디지털 이미지 또는 래스터 그래픽스 이미지 파일로 출력된다. 렌더링 프로그램은 일반적으로 컴퓨터 그래픽스 소프트웨어에 내장되어 있지만, 플러그인 또는 완전히 별도의 프로그램으로도 사용할 수 있다. "렌더링"이라는 용어는 장면의 "예술가 렌더링"에 대한 유추일 수 있다. 렌더링 방법의 기술적인 세부 사항은 다양하지만, 장면 파일에 저장된 3D 표현에서 2D 이미지를 생성하는 데 극복해야 할 일반적인 과제는 GPU와 같은 렌더링 장치를 따라 그래픽스 파이프라인으로 요약된다. GPU는 CPU의 계산을 지원할 수 있는 장치이다. 장면이 가상 조명 아래에서 상대적으로 사실적이고 예측 가능하게 보이려면 렌더링 소프트웨어는 렌더링 방정식을 풀어야 한다. 렌더링 방정식은 모든 조명 현상을 설명하지는 않지만, 컴퓨터 생성 이미지에 대한 일반적인 조명 모델이다. '렌더링'은 비디오 편집 파일의 효과를 계산하여 최종 비디오 출력을 생성하는 과정도 설명하는 데 사용된다.
컴퓨터 그래픽스 개념 및 원리
3D 투영
3D 투영은 3차원 점을 2차원 평면에 매핑하는 방법이다. 현재 그래픽스 데이터를 표시하는 대부분의 방법이 평면 2차원 미디어를 기반으로 하므로, 이러한 유형의 투영은 널리 사용된다. 이 방법은 대부분의 실시간 3D 응용 프로그램에서 사용되며, 일반적으로 래스터화를 사용하여 최종 이미지를 생성한다.
광선 추적
광선 추적은 이미지 순서 알고리즘 계열의 기술로, 이미지 평면의 화소를 통해 빛의 경로를 추적하여 이미지를 생성한다. 이 기술은 높은 수준의 수퍼리얼리즘을 생성할 수 있으며, 일반적으로 일반적인 스캔라인 렌더링 방법보다 높지만, 계산 비용이 더 많이 든다.
셰이딩
컴퓨터 그래픽스 개념 및 원리
셰이딩 예시셰이딩은 3D 모델이나 일러스트레이션에서 어둠의 수준을 다양하게 하여 깊이를 묘사하는 것을 의미한다. 이는 종이 위에 미디어를 더 밀집하게 또는 더 어두운 색조로 어두운 영역을 나타내고, 덜 밀집하게 또는 더 밝은 색조로 밝은 영역을 나타내어 어둠의 수준을 묘사하는 그림 기법이다. 다양한 셰이딩 기술이 있으며, 해칭은 서로 다른 밀도로 수직선을 그리거나 격자 패턴으로 그려 면을 셰이딩한다. 선이 가까울수록 면은 더 어둡게 보인다. 마찬가지로 선이 멀어질수록 면은 더 밝게 보인다. 이 용어는 최근 셰이더가 적용되는 것을 의미하도록 일반화되었다.
텍스처 매핑
컴퓨터 그래픽스 개념 및 원리
텍스처 매핑은 컴퓨터 생성 그래픽 또는 3D 모델에 세부 사항, 표면 텍스처 또는 색상을 추가하는 방법이다. 3D 그래픽에 대한 응용은 1974년 에드윈 캐트멀에 의해 개척되었다. 텍스처 맵은 모양 또는 폴리곤의 표면에 적용(매핑)된다. 이 과정은 일반 흰색 상자에 패턴이 있는 종이를 붙이는 것과 유사하다. 멀티텍스처링은 하나의 폴리곤에 한 번에 두 개 이상의 텍스처를 사용하는 것이다. 절차적 텍스처(출력 텍스처를 생성하는 기본 알고리즘의 매개변수를 조정하여 생성됨) 및 비트맵 텍스처(이미지 편집 응용 프로그램에서 생성되거나 디지털 카메라에서 가져옴)는 일반적으로 컴퓨터 그래픽스 소프트웨어에서 3D 모델에 텍스처 정의를 구현하는 일반적인 방법인 반면, 모델 표면에 텍스처를 의도적으로 배치하려면 폴리곤 표면의 경우 UV 매핑(텍스처 좌표의 임의 수동 레이아웃)이라는 기술이 필요한 경우가 많고, 비균일 유리 B-스플라인(NURB) 표면은 텍스처 좌표로 사용되는 고유한 매개변수화를 가지고 있다. 텍스처 매핑은 또한 높이를 시뮬레이션하기 위한 텍스처에 해당하는 노멀 맵 및 범프 맵을 생성하는 기술과 광택을 시뮬레이션하는 데 도움이 되는 정반사 맵 및 거울 같은 반사율을 시뮬레이션하는 환경 매핑(또한 광택이라고도 함)을 포함한다.
컴퓨터 그래픽스 개념 및 원리
안티에일리어싱
액정 디스플레이 또는 CRT 텔레비전과 같은 래스터(화소 기반) 장치에서 해상도 독립적인 개체(예: 3D 모델)를 보기 위해 렌더링하면 필연적으로 주로 기하학적 가장자리와 텍스처 세부 정보의 경계를 따라 에일리어싱 아티팩트가 발생한다. 이러한 아티팩트는 비공식적으로 "재기(jaggies)"라고 불린다. 안티에일리어싱 방법은 이러한 문제를 해결하여 시청자에게 더 만족스러운 이미지를 제공하지만, 계산 비용이 다소 많이 들 수 있다. 다양한 안티에일리어싱 알고리즘(예: 슈퍼샘플링)을 사용하여 가장 효율적인 렌더링 성능과 결과 이미지의 품질을 위해 사용자 정의할 수 있다. 그래픽 아티스트는 안티에일리어싱 방법을 사용하려면 이러한 절충을 고려해야 한다. 화면(또는 화면 위치)에서 텍스처 자체의 해상도와 다른 해상도로 표시되는 사전 안티에일리어싱된 비트맵 텍스처(예: 가상 카메라에서 멀리 떨어진 텍스처 모델)는 에일리어싱 아티팩트를 나타낼 것이며, 절차적 텍스처는 해상도 독립적이므로 항상 에일리어싱 아티팩트를 나타낼 것이다. 밉맵 및 텍스처 필터링과 같은 기술은 텍스처 관련 에일리어싱 문제를 해결하는 데 도움이 된다.
볼륨 렌더링은 이산적으로 샘플링된 3D 데이터 세트의 2D 투영을 표시하는 데 사용되는 기술이다. 일반적인 3D 데이터 집합은 CT 또는 MRI 스캐너로 획득한 2D 슬라이스 이미지 그룹이다.
일반적으로 이러한 이미지는 규칙적인 패턴(예: 1밀리미터마다 한 슬라이스)으로 획득되며, 일반적으로 규칙적인 패턴으로 규칙적인 수의 이미지 화소를 갖는다. 이것은 규칙적인 체적 격자의 예시이며, 각 체적 요소 또는 복셀은 복셀 주변 영역을 샘플링하여 얻은 단일 값으로 표현된다.
3차원 모델링은 전문 소프트웨어를 통해 "3D 모델"이라고 불리는 모든 3차원 물체의 수학적, 와이어프레임 표현을 개발하는 과정이다. 모델은 자동으로 또는 수동으로 생성될 수 있다. 3D 컴퓨터 그래픽스를 위한 기하학적 데이터를 준비하는 수동 모델링 과정은 조형 예술과 유사하다. 3D 모델은 여러 접근 방식을 사용하여 생성할 수 있다: 정확하고 부드러운 표면 패치를 생성하기 위한 NURBs 사용, 폴리곤 메시 모델링(다면체 기하학 조작), 또는 폴리곤 메시 세분화(NURB 모델과 유사한 부드러운 표면을 생성하는 폴리곤의 고급 테셀레이션). 3D 모델은 3차원 렌더링이라는 과정을 통해 2차원 이미지로 표시되거나, 물리적 현상의 컴퓨터 시뮬레이션에 사용되거나, 다른 목적으로 직접 애니메이션될 수 있다. 모델은 3D 프린팅 장치를 사용하여 물리적으로 생성될 수도 있다.
컴퓨터 그래픽스 컴퓨터 그래픽스 개척자
찰스 추리는 컴퓨터 애니메이션 및 디지털 순수 미술 분야의 선구자였으며 1964년에 최초의 컴퓨터 아트를 창조했다. 추리는 스미스소니언에 의해 디지털 아트 및 컴퓨터 애니메이션의 아버지로, MoMA 및 ACM-SIGGRAPH에 의해 컴퓨터 애니메이션의 선구자로 인정받았다.
도널드 P. 그린버그는 컴퓨터 그래픽스 분야의 선도적인 혁신가이다. 그린버그는 수백 편의 논문을 저술했으며, 로버트 L. 쿡, 마크 레보이, 브라이언 A. 바스키, 웨인 라이틀 등 많은 저명한 컴퓨터 그래픽스 예술가, 애니메이터 및 연구자들의 스승이자 멘토 역할을 했다. 그의 전 학생 중 다수는 기술적 업적으로 아카데미 상을 수상했으며, 몇몇은 SIGGRAPH 공로상을 수상했다. 그린버그는 NSF 컴퓨터 그래픽스 및 과학 시각화 센터의 설립 이사였다.
컴퓨터 그래픽스 컴퓨터 그래픽스 개척자
놀은 디지털 컴퓨터를 사용하여 예술적 패턴을 만들고 시각 예술에서 무작위 프로세스 사용을 형식화한 최초의 연구원 중 한 명이었다. 그는 1962년에 디지털 아트를 만들기 시작했으며, 이는 그를 초기 디지털 예술가 중 한 명으로 만들었다. 1965년에 놀은 프리더 나케와 게오르크 네스와 함께 처음으로 자신의 컴퓨터 아트를 공개적으로 전시했다. 1965년 4월, 하워드 와이즈 갤러리는 놀의 컴퓨터 아트와 벨라 줄레츠의 무작위 점 패턴을 함께 전시했다.
잭 브레젠험은 컴퓨터 과학의 전 교수이다. 그는 1962년에 그의 가장 잘 알려진 발명인 브레젠험 직선 알고리즘과 중점 원 알고리즘을 개발했다. 그는 IBM에서 27년간 수석 기술 스태프 멤버로 재직한 후 은퇴했으며, 윈스롭 대학교에서 16년간 가르쳤고 9개의 특허를 보유하고 있다.
컴퓨터 그래픽스 컴퓨터 그래픽스 연구
컴퓨터 그래픽스 연구는 시각적 및 기하학적 콘텐츠를 디지털 방식으로 합성하고 조작하는 방법을 연구하는 컴퓨터 과학의 하위 분야이다. 이 용어는 종종 3차원 컴퓨터 그래픽스를 지칭하지만, 2차원 그래픽스 및 영상 처리도 포함한다.
학술 분야로서 컴퓨터 그래픽스는 계산 기술을 사용하여 시각적 및 기하학적 정보를 조작하는 것을 연구한다. 이는 순전히 미학적 문제보다는 이미지 생성 및 처리의 수학적 및 계산적 기초에 중점을 둔다. 컴퓨터 그래픽스는 시각화 분야와 많은 유사점을 가지고 있음에도 불구하고 종종 이와 구별된다.
컴퓨터 그래픽스 응용 분야
컴퓨터 그래픽스는 다음 분야에서 사용될 수 있다:
재즈
재즈(jazz)는 19세기 말 ~ 20세기 초 미국 뉴올리언스 아프리카계 미국인 사회에서 유래된 음악 장르로 블루스와 래그타임에 뿌리를 둔다. 1920년대 재즈 시대부터 아프리카계 미국인과 유럽계 미국인의 음악적 토대 위에서 결합하고 연결한, 전통음악과 대중음악 사이에서 발전한 음악의 한 형태이다. 재즈는 스윙-블루 노트, 콜-응답 보컬, 폴리리듬, 즉흥 연주 등이 특징이다. 재즈는 서아프리카의 문화와 음악적 표현, 그리고 아프리카계 미국인 음악 전통을 잇는다.
재즈
재즈가 전 세계로 퍼지며 국가와 지역, 지역 음악 문화를 끌어들였고, 이로 다양한 음악 유형이 생겼다. 뉴올리언스 재즈는 1910년대 초반에 시작했고, 이전의 브라스 밴드 행진곡, 프랑스식 사중주, 이중주, 래그타임, 블루스와 함께 집단적인 즉흥 연주를 결합하였다. 1930년대에는 춤 중심의 대형 밴드 음악을 편곡하였다. 하드스윙, 블루스, 즉흥적인 스타일인 캔자스 시티 재즈와 집시 재즈(musette waltzes를 강조한 스타일)가 두드러진 스타일이었다. 비밥은 1940년대에 등장하여 재즈를 춤추기 쉬운 대중음악에서 더욱 도전적인 "뮤지션의 음악"으로 변화하였다. 이 음악은 더 빠른 템포로 연주하고, 화음 기반의 즉흥연주를 사용하였다. 쿨 재즈는 1940년대 말에 발달하여 보다 차분하고 부드러운 음향과 길고 선형적인 멜로디를 선보였다.
1950년대 중반에는 특히 색소폰과 피아노 연주에서 리듬과 블루스, 가스펠, 블루스의 영향을 도입한 하드밥이 등장하였다. 모달 재즈는 1950년대 후반 모드, 비트, 형식 구조 없이 연주하는 것을 탐구한 프리 재즈처럼 이러한 것을 기본으로 삼아 발전했다. 재즈 록 퓨전(Jazz-rock Fusion)은 1960년대 후반과 1970년대 초에 재즈 즉흥 연주와 록 음악의 리듬, 전자 악기, 고도로 증폭된 무대 사운드를 결합하여 등장했다. 1980년대 초, 스무스 재즈라고 불리는 재즈 퓨전이라는 상업적 형태가 성공하며 라디오 방송의 중요한 부분을 담당하였다. 2000년대에는 라틴 재즈와 아프로 쿠반 재즈 등 다른 스타일과 장르가 결합하여 풍부해졌다.
재즈 어원과 정의
재즈라는 말의 기원을 다양하게 연구하였으며, 그 흐름을 기록한 문헌들이 많다. 이 용어는 1860년까지 거슬러 올라가는 속어인 "에너지"와 관련하여 추정한다. 이 단어의 최초 기록은 1912년 로스앤젤레스 타임즈 기사에서 한 마이너리그 야구 투수가 "흔들려서 아무것도 할 수 없기 때문"이라고 말한 "재즈볼"이라고 한다.
음악적 맥락에서 사용한 곳은 1915년 시카고 데일리 트리뷴(Chicago Daily Tribune)이다. 뉴올리언스에서 음악적 맥락에서 처음으로 문서화된 사용은 1916년 11월 14일 피카윤 타임즈(Times-Picayune)의 "jas bands"에 관한 기사다. 음악가 유비 블레이크는 NPR 인터뷰에서 "브로드웨이가 그것을 알아차리자 그들은 그것을 'J-A-Z-Z'라고 불렀다. 그러나 원래 그렇게 불리지 않았다. 그것은 'J-A-S-S'라는 철자였다. 그 단어는 더러웠고, 그게 뭔지 알았다면 여자들 앞에서 말하지 않았을 것이다."라고 말했다. 미국 방언 협회는 재즈를 20세기 형성 단어로 구분했다.
재즈 어원과 정의
재즈는 래그타임에서 록이 들어간 퓨전까지 100년이 넘는 기간에 걸친 광범위한 음악을 포괄하므로 단순히 정의하기가 어렵다. 유럽 음악사나 아프리카 음악 같은 다른 음악적 전통의 관점에서 재즈를 정의하려는 시도가 있었다. 그러나 평론가 요아힘-에른스트 베렌트는 재즈를 "유럽 음악과 흑인의 대립을 통해 미국에서 유래된 예술 음악의 형식"으로 정의하고, 재즈가 "특수한 시간과의 관계"를 가지고 있다는 점에서 유럽 음악과는 다르다고 주장하면서, 그것의 기준 조건과 정의가 더 넓어져야 한다고 주장한다. 재즈는 "즉흥적인 즉흥성과 즉흥적인 음악적 연출의 활력"을 표현하고, "연주하는 재즈 음악가의 개성을 반영하는 소수와 표현 방식"이라고 정의한다. 로버트 크리스토퍼의 의견에 따르면, "우리 대부분은 자유롭게 하면서 의미를 발명한 것이 재즈의 본질이자 약속이라고 하겠다."
다양한 재즈 시대를 아우르는 더 넓은 정의는 트라비스 잭슨의 연구이다. "스윙, 즉흥 연주, 그룹 상호 작용, 그리고 다른 음악적 가능성에 열려 있는 것과 같은 특징을 포함하는 음악이다."이라 말했고 크린 기바드는 "재즈는 하나의 구조"라고 주장했는데, 이 구조는 "일관된 전통의 일부로 이해될 만큼 공통점이 있는 많은 음악"을 지정한다고 한다. 재즈의 가장 유명한 인물 중 한 명인 듀크 엘링턴은 "모든 것은 음악이다"라고 말했다.
재즈 요소 및 특징
재즈는 정의하기 어렵지만, 부분적으로는 많은 하위 장르를 포함하므로 즉흥성은 그 정의 요소 중 하나이다. 즉흥연주의 중심은 아프리카계 미국인 노예들의 노동요와 밭농사에서 행한 음악에서 생겨난 민속 음악 형태인 블루스와 같은 초기 아프리카 영향의 음악에서 발전했다. 이 노동요는 보통 반복적인 콜 앤 리액션 패턴을 중심으로 했고, 초기 블루스 또한 즉흥적이었다. 클래식 음악 연주는 재즈와 달리 장식, 반주에 대한 관심이 적으며, 화음과 박자 같은 음악 구조를 높이 평가한다. 고전음악 연주자 목표는 악보를 충실하게 연주하는 것이다. 이와는 대조적으로, 재즈는 즉흥적인 상호작용과 협동이 특징이다.
재즈 요소 및 특징
초창기 뉴올리언스 재즈에서는 연주자들이 돌아가면서 멜로디를 연주하고 즉흥적으로 연주를 했다. 1920-40년대 스윙 시대에, 큰 밴드들은 귀로 듣거나 외우는 편곡에 더 의존했다. 독주자들은 이 배치 안에서 즉흥적으로 움직였다. 1940년대 비밥 시대에, 큰 밴드들은 편곡에 여유를 내주었는데, 이 편곡은 처음에 멜로디가 짧게 명기되고 대부분의 곡이 즉흥적으로 연주되었다. 모달 재즈는 음악가들이 훨씬 더 즉흥적으로 연주할 수 있도록 하기 위해 코드 진행을 포기했다. 여러 형태의 재즈에서 솔리스트는 하나 이상의 현악기(피아노, 기타), 더블베이스, 드럼의 리듬 섹션에 의해 지지된다. 리듬 섹션은 구성 구조를 개략적으로 설명하고 독주자를 보완하는 화음과 리듬을 연주한다. 아방가르드 재즈와 프리 재즈에서는 독주가와 밴드의 분리가 줄어들었다.
재즈 요소 및 특징
비밥이 등장한 이후 상업적 지향적이거나 대중음악의 영향을 받는 재즈 형태가 비판을 받아왔다. 브루스 존슨에 따르면, 항상 "상업적인 음악으로서의 재즈와 예술의 형태 사이의 긴장감"이 존재해 왔다. 전통적인 재즈 애호가들은 비밥, 자유 재즈, 재즈 퓨전 등을 타락과 배신의 한 형태로 치부했다. 다른 관점은 재즈가 다양한 음악 스타일을 흡수하고 변형시킬 수 있다는 것이다. 표준의 창조를 피함으로써 재즈는 아방가르드 스타일을 등장시킬 수 있게 한다.
재즈 요소 및 특징
재즈는 문화와 역사에 대한 아프리카계 미국인의 기여에 관심을 끌었다. 다른 사람들에게, 재즈는 "압박적이고 인종차별적인 사회와 그들의 예술적 비전에 대한 제한"을 상기시킨다. 아미리 바라카는 화이트 재즈 장르가 있다고 주장한다. 1910년대 뉴올리언스에서 릴라이언스 밴드를 운영했던 파파 잭 레인은 "화이트 재즈의 아버지"라고 불렸다. 멤버가 백인인 오리지널 딕시랜드 재즈 밴드는 최초로 레코딩한 재즈 그룹이었고, 빅스 비더벡은 1920년대 대표적인 재즈 솔로 연주자 중 한 명이었다. 시카고 스타일은 에디 콘돈, 버드 프리먼, 지미 맥파트랜드, 데이브 터프 등 백인 뮤지션들이 개발했다. 베니 굿맨과 진 크루파와 같은 시카고 출신의 다른 사람들은 1930년대에 스윙의 선두 멤버가 되었다. 이 시기에 많은 밴드들이 흑인 음악가와 백인 음악가들을 포함했다. 이 음악가들은 미국에서 인종에 대한 태도를 바꾸는 것을 도왔다.
여성 재즈 연주자들과 작곡가들은 그 역사를 통해 재즈의 공헌을 해왔다. 베티 카터, 엘라 피츠제럴드, 애들레이드 홀리데이, 빌리 홀리데이, 애비 링컨, 아니타 오데이, 디나 워싱턴, 에델 워터스는 보컬 재능을 인정받았지만, 피아니스트 릴 하딘 암스트롱, 트럼펫 주자 발라이다 스노우, 송라이터 아이린 같은 밴드 리더, 작곡가, 기악가 등은 덜 익숙했다. 여성들은 1920년대 초에 재즈를 통해 악기를 연주하기 시작했고, 피아노에서 특별한 인정을 받았다.
제2차 세계대전 당시 남성 재즈 뮤지션들이 징집되자 여성 밴드가 대거 이들을 대체했다. 1937년 창단한 'The International Sweethearts of Rhythm'은 1945년 유럽을 순회하며 미국 최초의 여성 밴드가 되었고, USO와 함께 여행한 최초의 인기 밴드였다. 1950년대부터, 많은 여성 재즈 악기 연주자들이 눈에 띄었고, 일부는 오랜 경력을 유지했다. 재즈에서 가장 두드러진 즉흥 연주자, 작곡가, 밴드 리더 중 일부는 여성이었다.
재즈 기원 및 초기 역사
재즈는 19세기 후반에서 20세기 초반에 아프리카와 노예 민요와 서아프리카 문화의 영향을 결합한 미국과 유럽의 클래식 음악의 해석으로 시작되었다. 각 연주자의 개인적인 해석과 즉흥연주 등으로 수년간 구성과 스타일이 여러 번 바뀌었는데, 이 역시 장르의 가장 큰 매력 중 하나이다.
18세기에 이르러 뉴올리언스 지역의 노예들은 거래로 인하여 시장에 모여들었는데, 이 시장은 후에 아프리카 춤으로 유명한 콩고 광장으로 알려지게 되었다.
1866년까지, 대서양 노예 무역은 거의 40만 명의 아프리카인들을 북아메리카로 데려왔다. 노예들은 주로 서아프리카와 더 큰 콩고 강 유역에서 왔고 강한 음악적 전통을 가지고 왔다. 아프리카의 전통은 주로 단선 멜로디와 콜 앤드 리액션 패턴을 사용하며, 리듬은 독특한 구조를 가지고 있으며 아프리카 언어 패턴을 반영한다.
1885년 한 기사에 따르면 그들은 똑같이 여러 종류의 '도구'에서 이상한 음악을 만들고 있었다고 한다. 즉, 세탁기, 욕조, 막대기나 뼈로 두들겨 맞은 상자, 그리고 밀가루 막대기에 피부를 올려서 만든 드럼 등을 만들어 냈다.
재즈 기원 및 초기 역사
일요일에는 뉴올리언스의 콩고 광장에서 1843년까지 아프리카를 기반으로 한 북에 댄스를 곁들인 호화로운 축제가 열렸다. 미국 남부 다른 곳에는 다른 음악과 춤 모임에 대한 역사적인 이야기가 있다. 로버트 팔머는 노예음악에 대해 다음과 같이 말했다. 보통 그러한 음악은 매년 열리는 축제와 연관되었는데, 그 때는 한 해의 농작물을 수확하고 몇 날을 기념하기 위해 따로 두었다. 1861년에 노스캐롤라이나의 한 여행자는 뿔 달린 머리장식과 소꼬리가 포함된 의상을 입은 댄서들을 보았고 음악을 들었다. 이러한 음악은 삼각형과 턱뼈를 사용하여 보조 타악기를 제공했다. 남동부 주와 루이지애나 주로부터 1820–1850년 사이의 기록이 꽤 있다. 초기의 미시시피 델타 정착민들 중 몇 명은 뉴올리언스 근처에서 왔는데, 그곳에서는 남북전쟁이 발발할 때까지 북소리는 집에서 만든 드럼통이 대중무용에 동행하는 데 사용되었다.
흑인 노예들이 배워 자신들의 음악에 영적으로 접목시킨 교회의 찬송가 또한 재즈 양식에서 또 다른 영향을 주었다. 게르하르트 쿠빅이 지적하듯이, 영적인 사람들은 블루스, 초기 재즈는 "사랑"의 개념에 주로 기반을 두고 있었다.
재즈 기원 및 초기 역사
19세기 초 동안 점점 더 많은 수의 흑인 음악가들이 유럽 악기, 특히 바이올린을 배우는데, 그들은 자신들의 댄스에서 유럽의 댄스 음악을 패러디하곤 했다. 이어서, 유럽계 미국인 음악가들이 싱코페이션과 유럽계 반주를 결합하여 국제적으로 대중화되었다. 1800년대 중반에 백인 뉴올리언스 작곡가 루이 모로 고트샬크는 쿠바와 다른 카리브해 섬에서 나오는 흑인 리듬과 멜로디를 피아노 음악으로 각색했다. 뉴올리언스는 아프로-캐리비안과 아프리카계 미국 문화 사이의 주요 연결고리였다.
노예들에 의한 드럼을 금지시켰는데, 이는 쿠바, 아이티, 카리브해의 다른 곳과 달리 북아메리카에서는 아프리카 드럼의 전통이 지켜지지 않는다는 것을 의미한다. 아프리카에 기반을 둔 리듬 패턴은 쿵쾅거리고, 박수를 치고, 주바춤을 두들기는 등의 '신체 리듬'을 통해 미국에 상당 부분 유지되었다.