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2003년이 지나고 2012년까지 크루제이루는 캄페오나투 미네이루에서 4회 우승을 한 것을 제외하고 마땅한 우승 트로피 없이 보냈으나, 꾸준하게 상위권을 유지하였다. 그 결과 2008, 2009, 2010, 2011년 4년 연속으로 코파 리베르타도레스에 참여하는 기록을 세우기도 하였다. 2009년 코파 리베르타도레스 시즌에는 결승전에도 올랐으나, 아르헨티나의 에스투디안테스 데 라 플라타에게 2-1로 패하고 준우승에 머물렀다. 캄페오나투 브라질레이루 세리이 A 2011 시즌에 크루제이루는 갑작스런 위기를 맞이하며, 강등 경쟁에 빠지게 되었다. 그러나 마지막 라운드에 숙명의 라이벌인 아틀레치쿠 미네이루를 6-1로 대파하면서 기적적으로 잔류에 성공하는 드라마를 쓰기도 하였다. 전국 리그 2012 시즌에는 예년보다 조금 나아진 성적표를 들었고, 2013 시즌에는 우승을 차지하며, 무너졌던 명예를 되찾았다. 캄페오나투 브라질레이루 세리이 A 2014 시즌에 또다시 우승을 차지하며 브라질 역사상 리우데자네이루주와 상파울루주를 연고로 하지 않은 구단 중 최초로 전국 리그 2년 연속 우승을 차지한 구단이 되었다. 또한 같은 해 캄페오나투 미네이루에서 무패 우승을 달성하기도 하였다.
크루제이루가 SS 팔레스트라 이탈리아라는 이름을 사용하고 있었을 당시, 구단의 상징색은 초록색이었다. 홈 유니폼은 짙은 녹색 상의와 흰색 하의 그리고 녹색 스타킹으로 이루어져 있었다. 1928년 녹색의 명도가 조금 더 높아졌으며, 흰색과 붉은색의 세부 요소가 추가되기 시작하였다. 이는 이탈리아의 국기의 삼색으로부터 유래된 것이었다. 이 색 조합 때문에, 구단은 "앵무새"()라는 별칭을 얻기도 하였다.
구단의 초창기 앰블럼은 마름모꼴로 형성되었고, 상단이 초록색이며 하단이 붉은색 그리고 중앙의 원이 흰색으로 이루어져있었다. 가운데 글자는 "팔레스트라 이탈리아"(Palestra Italia)의 머리 글자인 P와 I를 본 따 합성한 문양이다.
1942년 제2차 세계 대전에 브라질이 연합국으로 참전하면서, 이탈리아와 연관된 모든 것이 변경되었다. 구단의 상징색 또한 이탈리아의 국기와 연관되어 있었기 때문에 변경이 불가피하였고, 상징색을 파란색으로 교체하였다.
이 후로 크루제이루의 앰블럼 또한 변경되어야 했는데, 1950년 초안이 만들어졌으며 이는 푸른색 계열의 단순한 원형 모양의 앰블럼이었다. 가운데에 남십자자리를 추가하고, 세부 사항을 조율한 뒤 정식 앰블럼으로 발표되었다.
1959년 앰블럼의 흰색 테두리에 적혀 있던 "-CRUZEIRO ESPORTE CLUBE-BELO HORIZONTE"문구가 파란색으로 변경되었고, 이는 1996년까지 사용되며 구단 역사상 가장 오래동안 사용된 앰블럼이었다. 1996년 "BELO HORIZONTE" 문구가 삭제되었고, 2006년에는 2003년의 영광스러운 시절을 기념하기 위해 앰블럼 상단에 왕관을 추가하였다.
구단의 공식적인 응원가는 "이누 앙 캄페앙"()이며, 브라질의 음악가 자디르 암브로시우에 의해 만들어졌다. 막상 그는 이 곡을 구단의 공식 응원가로 사용되는 것을 목적으로 만든 것은 아니었지만, 구단의 팬들의 사랑을 가장 크게 받는 노래로 자리잡으면서, 구단의 공식 응원가로 선정되었다.
2025년 9월 3일 기준
이이다 카오리(飯田圭織, , 1981년 8월 8일~)는 일본의 가수, 방송인. 전 헬로! 프로젝트의 일원으로, 전 모닝구무스메 멤버, 2대 리더를 맡았다. 홋카이도 무로란시 출신. 이후 초등학교때 삿포로시 테이나 구로 이사. 남편은 세븐 하우스(7HOUSE)의 멤버 켄지. 소속 사무소는 업프런트 크리에이트(업프런트 그룹).
지중해 레이블(Zetima)에서 발매.
키아리 전투는 스페인 왕위 계승 전쟁 기간중에 벌어졌던 전투 중 하나로 1701년 9월 1일 벌어졌다. 이 전투는 사보이 공작 외젠(Prince Eugene of Savoy)이 이탈리아 반도에서 밀라노 공국을 좌지우지하고 있던 스페인에 대한 공격의 일부였다. 7월, 카르피에서 패배함에 따라 새로운 프랑스 사령관 빌레루아(Villeroi)가 황제군을 격파하고 그들을 몰아내라는 루이 14세의 명을 받고 이탈리아에 부임하였다. 그러나 적이 어떤 대가를 치르더라도 공격해올 것임을 예상한 외젠은 키아리의 요새를 참호로 에워싸고 대기하고 있었다. 전투 후반부 몇 시간 동안 오스트리아군은 프랑스, 스페인군의 중무장 기병대를 괴롭혔고, 결국 압도적인 승리를 기록할 수 있었다. 빌레루아는 11월 오글리오(Oglio)강을 건너 밀라노로 퇴각할 수밖에 없었고, 외젠은 만토바 공국(Duchy of Mantua)의 대부분을 점령할 수 있었다.
1701년 7월 9일 카르피 전투에서 패한 프랑스 사령관 니콜라 카티나(Nicolas Catinat)는 급하게 민치오(Mincio)강 뒤편으로 퇴각하여 강과 아디제와 강 사이의 모든 지방을 제압하게 된 외젠 공작의 추격을 뿌리치려 했다. 외젠은 페스키에라 델 가르다(Peschiera del Garda)에서 민치오 강의 통행에 제재를 가하여 프랑스군을 오글리오 너머로 쫓아내려 하였다. (지도 참조).
훨씬 적은 황제군의 진출을 막아내는 임무를 카티나가 실패하자 베르사유 궁전의 루이 14세의 분노를 샀고, 그로 하여금 지휘관을 카티나에서 빌레루아 공작(duc de Villeroi)로 교체하게 만들었다. 빌레루아는 -전투의 위험을 각오하라-는 명령과 함께 8월 말 무대에 도착했다. 루이는 그의 손자의 통치에 대한 이탈리아의 충성을 확고하게 하기 위해서는 승리가 필요했다. 9월 7일, 전투가 이미 일어난 줄도 모른 상태로, 프랑스왕은 그의 장군에게 이렇게 써 보냈다. "나는 그대로 하여금 부대를 지휘하게 하여 얼마나 기쁜지 말로 표현하지 못하겠소. 나는 그대가 전투를 영광스럽게 끝낼 것이라는 믿음에 확고한 이유를 가지고 있소." 빌레루아는 사보이아 공작(Duke of Savoy), 카티나, 그리고 보데몽 공작(Prince of Vaudémont)과 같은 그의 장군들의 군대에 합류하고 적을 탐색하기 위해 진군했다. 그는 적들을 이탈리아 밖으로 쫓아낼 것이라고 확신하고 있었다.
외젠은 결전을 예상하고 환영했으며 오글리오의 동쪽에서 공격해 오는 것을 기다렸다. 황제군 사령관은 전장을 그의 병사들과 총기로 요새화된 키아리 요새의 앞부분으로 조심스럽게 결정했다. 흐름을 볼 때 그는 세 가지 점에서 유리했다. 그곳에는 기병들이 전투를 벌일만한 적당한 공간이 없었고 이 때문에 외젠은 프랑스 보병대의 선제공격에 대해 반격을 할 수 있었다.
그리고 빌레루아는 외젠이 유리한 위치에 있다는 카티나의 경고를 무시한 채 왕에게 "단지 만원경을 통해 적들을 관망하기 위해 그다지 많은 병사를 보낼 필요는 없습니다."라고 자신의 의견을 말했다. 9월 1일 황제군이 퇴각하고 있다는 스파이의 보고에 속아 넘어간 프랑스, 스페인 보병대가 진군했다. 빌레루아는 오글리오를 건너 황제군의 후방을 공격하길 기대하며 키아리에 공격을 퍼부었다; 그러나 프랑스 사령관은 그들이 있는 곳을 요새화한 황제군의 전군과 마주치게 되었다. 사정거리 안에서 사격을 한 오스트리아군은 이제까지 이탈리아에서 벌어진 모든 전쟁 중에서 순위권에 들 만한 피해를 입힐 정도로 파괴적인 사격을 통해 프랑스군을 물리쳤다. 약간 경미한 피해를 입은 황제군은 250명의 장교들을 포함한 3,000명 이상의 사상자라는 피해를 프랑스군에게 입혔다. 이 숫자는 열병이 부상자들을 덮치자 급속도로 증가하였다.
빌레루아는 전투 중에 평정심을 잃었고, 카티나는 비록 부상을 당했지만 퇴각을 지휘해야했다. 프랑스군은 오글리오의 같은 쪽에 대치하고 있는 오스트리아 군에 대하여 1마일쯤 떨어진 곳에 참호를 팠다. 여기서 다음 두달 동안 대치가 계속된 데는 다른 두가지 반대되는 측면이 남아있었다. 프랑스군은 그들의 계속된 공격이 격퇴되어 지나치게 낙담하고 있는 상황이었고, 외젠은 강력한 방어태세를 구축한 프랑스군을 공격함으로써 그가 얻은 승리를 위기에 빠트리고 싶지 않았다. 그러나 가을이 진행될수록 두 진형의 사기는 저하되었다. 군마를 먹일 사료가 부족하여 외젠의 군마는 낙엽을 먹어야 할 지경이었다. 그러나 프랑스군은 그들의 본진이 늪지에 세워졌다는 점에서 가장 고통 받았다. 프랑스군은 11월 중순 먼저 움직여 오글리오를 건너 초겨울에 들어서기 전에 밀라노 공국으로 퇴각했다.
밀라노에 있어서 프랑스 군대의 주둔은 급속도로 인기를 잃어갔다. 병사들의 급료와 거주비용에 따른 500만 리브르(livres)와 건초를 위한 200만 리브르가 폭력에 의해 지역 주민들에게 부과되었다. 겨울동안 외젠은 그가 철저히 봉쇄한 만토바와 고이토(Goito)를 제외한 만토바 공국의 전역을 장악했다. 얼마 지나지 않아, 외젠은 미란돌라(Mirandola)와 과스탈라(Guastalla)를 차지했다. 외젠과 지역주민간의 관계는 좋았고 그는 군율을 엄하게 지켰다. 그는 약탈을 이유로 병사 48명을 사형에 처했고, 황제에게 그는 "가능한 한 그의 장병들에게 그들이 이제까지 본 것보다 더 큰 고단을 부과하였습니다."라고 보고하였다. 그러나 외젠 공작은 황제로부터 그가 기대했던 것보다 훨씬 적은 얼마 안 되는 돈을 받았을 뿐이다. 그럼에도 불구하고 외젠은 북이탈리아에서 확고한 발판을 마련하고 그가 기대했던 대로 그의 성공은 레오폴드의 지원에 의해 해양지방으로부터의 성공을 촉진하였다. 1701년 9월 7일 잉글랜드와 네덜란드 공화국, 그리고 레오폴드는 두 번째 대프랑스 동맹에 사인하고 다음해의 전투를 준비하는 데 동참했다.
비록 프랑스가 밀라노에 있기는 했지만 그들의 위치는 허약했다. 사기는 형편없었고 탈영율은 높았다. 루이 14세는 빌레루아에게 카티나와 밀접하게 일할 것을 재촉하는 글을 써 보냈다. "이익 없이 적을 다시 공격할 생각하지 마시오." "그대가 그렇게 행동한다면, 내 손자인 왕은 이탈리아를 잃을 것이오." 10월까지 전쟁에 대한 프랑스의 낙관론은 사라졌다. 그러나 루이 14세는 황제가 외젠의 병력을 증가시키지 못할 것이라고 믿어지는 다음해의 전투를 대비해 병력을 강화할 것을 원했다. 그러나 전투시즌은 아직 끝난 것이 아니었다. 빌레루아는 겨울동안 눌러앉아 있었지만, 외젠은 크레모나(Cremona)에 있는 빌레루아의 사령부를 공격할 준비를 하고 있었다.
한학을 공부한 뒤 1904년에 법관양성소에 입교하였다가 이듬해 지병으로 퇴교했다. 1907년에 탁지부에서 개설한 강습소에 들어가 세무 과정에서 수학했다.
1907년 탁지부 세무주사로 관직에 들어섰고, 강원도 원주세무서를 거쳐 경상남도에 파견되었다. 1908년에는 경상남도 김해군의 김해재무서장으로 발령받는 등 세무 관리로 근무했다.
1910년에 한일 병합 조약이 체결되면서 조선총독부로 소속이 바뀌었다. 경남 진주군에서 군서기로 근무하다가 양산군 군수로 발탁되었다. 경상남도 지방토지조사위원회 임시위원도 겸했다. 이후 창녕군 군수를 거쳐 강원도 횡성군 군수를 지냈다. 횡성군수로 재임 중이던 1922년에 정7위에 서위되어 있었다.
관직에서 퇴관한 후에는 농사 경영, 토지 개량, 농업자금 담보 등을 담당하는 기업인 관동산업 전무취체역을 지내며 기업인으로 전업했다. 1933년에 동민회 평의원을 지내는 등 경성부 실업계의 유력자로 활동했다.
트라이애슬론() 또는 철인삼종경기(鐵人三種競技)는 일반적으로 세 종목의 스포츠를 함께 하는 경기를 말하며, 보통은 수영과 사이클, 달리기로 이루어진다. 세 가지 종목을 완주하는 시간을 경쟁하는 형태를 띠고 있으며 이 시간에는 각 종목간의 변경시간 "바꿈"(transitions)도 포함이 되어 있다.
2000년 시드니올림픽의 정식 종목으로 등장했다. 제한 시간은 17시간으로 이 시간 내에 완주하면 철인(iron man) 칭호가 주어진다. 이 대회는 풀코스대회와 단축대회로 나뉘는데, 단축코스는 대회 때마다 조금씩 달라서 보통 바다수영 1.5km, 사이클 40km, 마라톤 10km를 실시하며 어린이 철인 경기는 총 6.1km이다.
바꿈터는 수영과 사이클(T1), 그리고 사이클과 달리기(T2) 사이에 위치해 있으며 대부분의 경우 - 특히 짧은 코스에서는 하나의 체크포인트로 되어있다. 이러한 바꿈터는 사이클을 세워놓거나, 다음 종목에서 필요한 선수복 및 준비물 등을 준비해 두는 장소로 사용된다.
재첩은 낙동강 하류, 김해, 명지, 엄궁, 하단 지역 주위의 강가와 부산의 수영강 인근과 섬진강 부근에서 채취되는데, 특히 섬진강 재첩이 유명하다. 재첩국은 토감한 재첩에 6~ 7 센티미터로 자른 부추와 파를 넣고, 다진 마늘을 넣어 끓여 만든다. 소금으로 간을 하며 시원하고 깔끔한 맛으로 해장국으로 사랑받는다. 재첩국을 포장에 담아 상업화한 것도 구입이 가능하다.
코르시카 해협(, )은 이탈리아반도와 코르시카섬 사이의 해협이다. 폭은 약 80 km이다. 티레니아해와 리구리아해를 잇는다. 해협 중간에 엘바섬을 포함하는 토스카나 제도가 있다.
마라난타(摩羅難陀, ? ~ ?)는 인도 간다라의 승려이다.
384년(침류왕 원년)에 동진(東晉)에서 백제로 와서, 불교를 전파하였다. 마라난타가 불교를 전파함으로써 백제 불교가 시작되었다.
아도(阿道)는 아도(我道) 또는 아두(阿頭)라고도 한다. 아도에 대해서는 세 가지 다른 기록이 있다.
두 번째는 《삼국사기》에 따르면 이 승려는 눌지왕(재위 417~458) 때 고구려에서 신라로 건너와 불법을 전했다. 소지 마립간(재위 479년~500년) 때 시자(侍者) 3명을 데리고 일선군(一善郡) 모례(毛禮)의 집에 머무르다가 죽었다. 이 두 번째 인물과 첫 번째 인물이 동일인인지 아니면 동명이인인지는 명확하지 않다. 이 두 번째의 아도가 신라에 전한 불교는 이후 법흥왕(재위: 514년-540년) 때 이차돈이 순교하여 이적을 보임으로써 널리 퍼지게 된다. 그의 행적에 대한 자세한 내용은 《해동고승전》에 나와 있다.
세 번째 기록은 《삼국유사》에 나오는데, 이에 따르면 아도는 고구려의 승려로, 5세에 출가하여 16세 때 위(魏)에 가서 아버지 굴마(堀摩)를 찾아 뵙고, 19세 때 다시 고구려에 돌아와 어머니 고도녕(高道寧)의 명을 받들어 미추왕 2년(263년)에 신라 왕가에 불교를 전파하려다 실패했다. 그 후 3년 동안 일선현(一善縣, 善山) 모례(毛禮)의 집에 숨어 있었으나 미추왕의 딸 성국공주의 병을 고쳐준 공으로 그때부터 불교의 전도를 허가받고 흥륜사(興輪寺)를 지었다. 미추왕이 죽은 후 사람들의 미움을 사 다시 모례의 집에서 땅굴을 파고 들어앉아 죽었다. 이 인물이 행적이 유사한 묵호자(墨胡子)와 동일인물인지는 불명하다.
프리타입(FreeType)은 C 언어로 작성된 소프트웨어 라이브러리이며 글꼴 래스터화 엔진을 제공한다. 문자열들을 비트맵으로 래스터 처리하며 다른 글꼴 관련 기능에 대한 지원을 제공한다.
프리타입은 두 개의 자유 소프트웨어 라이선스로 배포되어 있다.(GNU 일반 공중 사용 허가서, BSD 사용 허가서) 따라서 이 라이브러리는 사유 소프트웨어의 여부에 관계 없이, 다시 말해 영리 목적이든 아니든 간에 어떠한 종류의 프로젝트에서도 사용할 수 있다. 이로써 프리타입이 높은 품질의 텍스트를 요구하는 현대의 비디오 게임을 위한 래스터라이제이션 엔진으로 널리 채용되고 있다.
기타 사용자.
트루타입(TrueType)은 외곽선 글꼴 표준으로, 1980년대 말에 애플 컴퓨터가 어도비의 포스트스크립트에 쓰이는 타입 1 글꼴에 대항하기 위해 개발하였다. 트루타입의 주된 이점은 글꼴 개발자들에게 글꼴이 다양한 글꼴 크기에서 어떻게 표시될 것인지에 대한 높은 수준의 제어를 할 수 있다는 것이며 이를 힌팅 기술 혹은 힌팅 인스트럭션이라고 한다.
널리 보급시키기 위해 애플은 트루타입을 마이크로소프트에게 무료로 라이선스하였다. 1991년 마이크로소프트는 트루타입을 윈도우 3.1 운영 체제에 추가하였다.
오늘날의 트루타입.
매킨토시와 윈도.
화면 렌더링에 대한 새로운 접근이 확장 트루타입 힌팅의 중요성을 점차 줄여 주고 있다. OS X에 대한 애플의 렌더링 접근은 트루타입 글꼴 안에 속해 있는 거의 모든 힌팅을 무시하고 있다. 그러나 마이크로소프트의 클리어타입은 수많은 힌트를 무시하며 약간 힌팅 처리된 글꼴과 매우 잘 동작한다.
힌팅 인스트럭션.
힌팅 인스트럭션은 저작권이 걸려있는 글꼴을 제어하는 기술로서, 타입 1 글꼴과 대별되는 가장 큰 트루타입 글꼴의 특징이다. 이 기술은 낮은 해상도의 CRT 환경에서도 작은 크기의 글꼴에 대하여 픽셀 수준의 제어를 제공하며, 이 특징이 트루타입 글꼴을 화면용 글꼴로서 자리매김을 하게 만들었다. 오늘날에 와서는 더 높은 해상도의 CRT와 좀 더 지능적이고 다양한 렌더링 기술로 말미암아 픽셀 수준의 세밀한 제어는 더 이상 많은 필요성이 없게 되었다.
렌더링(rendering) 또는 이미지 합성은 3D 모델과 같은 입력 데이터로부터 사실적인 또는 비사실적인 이미지를 생성하는 과정이다. "렌더링"이라는 단어는 원래 예술가가 실제 또는 상상의 것을 묘사할 때 수행하는 작업을 의미하며(완성된 예술 작품 또한 "렌더링"이라고 불림), 오늘날에는 일반적으로 컴퓨터 프로그램을 사용하여 (종종 예술가가 생성한) 정밀한 설명으로부터 이미지나 비디오를 생성하는 것을 의미한다.
렌더링을 수행하는 소프트웨어 애플리케이션 또는 컴포넌트를 렌더링 엔진, 렌더 엔진, , 그래픽스 엔진, 또는 간단히 렌더러라고 부른다.
이미지가 즉시 생성 및 표시되는 (이상적으로는 움직임이나 애니메이션의 인상을 줄 만큼 충분히 빠른) 실시간 렌더링과, 나중에 보기 위해 이미지 또는 영화나 비디오 프레임을 생성하는 오프라인 렌더링(때로는 사전 렌더링이라고도 함)이 구별된다. 오프라인 렌더링은 더 느리고 고품질의 렌더러를 사용할 수 있다. 게임과 같은 인터랙티브 애플리케이션은 사전 렌더링된 콘텐츠를 포함할 수 있지만 주로 실시간 렌더링을 사용해야 한다.
렌더링은 특정 시점에서 본 3D 공간의 좌표를 사용하여 정의된 장면이나 개체의 이미지를 생성할 수 있다. 이러한 3차원 렌더링은 광학, 시각 연구, 수학 및 소프트웨어 공학의 지식과 아이디어를 사용하며, 비디오 게임, 시뮬레이터, 영화 및 TV용 시각 효과, 디자인 시각화, 의료 진단과 같은 응용 분야를 가진다. 사실적인 3차원 렌더링은 환경에서 빛의 전파를 모델링하는 것을 필요로 한다. 예를 들어 렌더링 방정식을 적용하는 것이다.
실시간 렌더링은 고성능 래스터화 알고리즘을 사용하여 도형 목록을 처리하고 각 도형이 어떤 픽셀을 덮고 있는지 결정한다. 더 많은 사실성이 요구될 때 (예: 건축 시각화 또는 시각 효과를 위해) 광선 추적과 같은 더 느리고 픽셀 단위의 알고리즘이 대신 사용된다. (광선 추적은 래스터화된 렌더링 중에도 조명과 반사의 사실성을 향상시키기 위해 선택적으로 사용될 수 있다.) 경로 추적이라는 광선 추적 유형은 현재 가장 일반적인 사실적 렌더링 기술이다. 경로 추적은 3D 애니메이션 영화의 프레임과 같은 고품질 비사실적 이미지를 생성하는 데에도 인기가 있다. 래스터화와 광선 추적 모두 GPU라고 불리는 특수 설계된 마이크로프로세서에 의해 속도가 향상될 수 있다("가속화"될 수 있다).
래스터화 알고리즘은 폴리곤 및 텍스트와 같은 2D 도형만 포함하는 이미지를 렌더링하는 데에도 사용된다. 이러한 유형의 렌더링 응용 분야에는 디지털 일러스트레이션, 그래픽 디자인, 2D 애니메이션, 탁상출판 및 사용자 인터페이스의 표시가 포함된다.
역사적으로 렌더링은 이미지 합성이라고 불렸으나 오늘날 이 용어는 AI 이미지 생성을 의미할 가능성이 높다. "신경 렌더링"이라는 용어는 신경망이 이미지를 생성하는 주요 수단이지만 출력 이미지에 대한 어느 정도의 제어가 제공될 때 사용되기도 한다. 신경망은 전통적인 알고리즘을 대체하지 않고 렌더링을 도울 수도 있다. 예를 들어 경로 추적 이미지에서 노이즈를 제거하는 방식이다.
사실적 렌더링.
컴퓨터 그래픽스 연구의 상당 부분은 사진과 유사한 이미지를 생성하는 데 집중해 왔다. 이를 가능하게 하는 기본적인 기술은 1980년대에 발명되었지만, 그 10년이 끝날 무렵에도 복잡한 장면에 대한 사실주의는 여전히 먼 목표로 간주되었다. 오늘날 사실주의는 오프라인 렌더링에서는 일상적으로 달성할 수 있지만, 실시간 렌더링에서는 여전히 어렵다.
사실적인 이미지를 생성하려면 렌더링은 빛이 광원에서 어떻게 이동하고, 장면 내 객체에 의해 (종종 여러 번) 반사, 굴절 및 산란되며, 카메라 렌즈를 통과하여 최종적으로 카메라의 필름 또는 센서에 도달하는지를 시뮬레이션해야 한다. 이러한 시뮬레이션에 사용되는 물리학은 주로 기하광학으로, 빛 입자는 (대부분 직선인) 광선이라고 불리는 선을 따르지만, 일부 상황에서는 (예를 들어 비눗방울 표면과 같은 박막을 렌더링할 때) 빛의 파동 특성을 고려해야 한다.
시뮬레이션해야 할 효과는 다음과 같다:
사실적인 장면에서 객체는 광원에서 직접 도달하는 빛(대부분 공기를 방해 없이 통과한 후)과 장면의 다른 객체에서 반사된 빛 모두에 의해 조명된다. 이 복잡한 조명 시뮬레이션을 글로벌 일루미네이션이라고 한다. 과거에는 간접 조명을 종종 장면 내에 추가적인 숨겨진 조명을 배치하여 속였다(특히 애니메이션 영화를 렌더링할 때). 그러나 오늘날에는 경로 추적이 이를 정확하게 렌더링하는 데 사용된다.
진정한 사실적 렌더링을 위해서는 사진을 찍는 데 사용되는 카메라를 시뮬레이션해야 한다. 얇은 렌즈 근사는 원근 투영과 피사계 심도 (및 보케) 에뮬레이션을 결합할 수 있게 한다. 카메라 렌즈 시뮬레이션은 렌즈 구성 요소에 의해 빛이 굴절되는 방식을 모델링함으로써 더 사실적으로 만들 수 있다. 필름 또는 비디오 프레임을 렌더링할 경우 모션 블러가 종종 시뮬레이션된다. 시뮬레이션된 렌즈 플레어 및 블룸은 때때로 이미지를 주관적으로 더 밝게 보이도록 추가된다(실제 카메라의 디자인은 이러한 효과를 줄이려 하지만).
사실적 렌더링은 다양한 표면 재료가 빛을 반사하는 방식에 대한 수학적 설명인 반사율 모델 또는 (물리적으로 타당한 경우) 양방향 반사 분포 함수(BRDF)를 사용한다. 대리석, 식물 잎, 인간 피부와 같은 재료를 렌더링하려면 빛의 일부가 재료 내부로 이동하여 산란된 다음 다시 밖으로 나오는 서브서피스 스캐터링이라는 효과를 시뮬레이션해야 한다. 거칠기와 같은 색상 및 속성이 표면 전체에 걸쳐 어떻게 변하는지는 텍스처 매핑을 사용하여 효율적으로 표현할 수 있다.
3차원 렌더링의 다른 스타일.
일부 응용 프로그램(및 3차원 모델링의 초기 단계)의 경우, 특히 재료 및 표면 세부 사항이 정의되지 않고 개체의 모양만 알려진 경우 와이어프레임 렌더링과 같은 단순화된 렌더링 스타일이 적합할 수 있다. 게임 및 기타 실시간 응용 프로그램은 예술적 또는 디자인 선택으로, 또는 저사양 하드웨어에서 더 높은 프레임 레이트를 허용하기 위해 더 단순하고 덜 사실적인 렌더링 기술을 사용할 수 있다.
정투상 및 등축 투영은 양식화된 효과를 내거나 CAD 렌더링에서 평행선이 평행하게 묘사되도록 하는 데 사용될 수 있다.
비사실적 렌더링(NPR)은 가장자리 감지 및 포스터리제이션과 같은 기술을 사용하여 기술 일러스트레이션, 만화 또는 기타 드로잉 또는 페인팅 스타일과 유사한 3D 이미지를 생성한다.
3D 장면이나 2D 이미지를 렌더링하기 전에, 렌더링 소프트웨어가 이해할 수 있는 방식으로 설명되어야 한다. 역사적으로 2D 및 3D 렌더링 모두에 대한 입력은 일반적으로 텍스트 파일이었는데, 이는 바이너리 파일보다 사람이 편집하고 디버그하기 쉽기 때문이다. 3D 그래픽스의 경우, 텍스트 형식은 더 효율적인 바이너리 형식과 API에 의해 크게 대체되었는데, 이들은 파일 시스템에 파일을 생성하지 않고도 상호 작용하는 응용 프로그램이 렌더링 구성 요소와 직접 통신할 수 있게 한다(비록 장면 설명은 렌더링 전에 메모리에 생성되지만).
전통적인 렌더링 알고리즘은 3D 장면 또는 2D 이미지의 기하학적 설명을 사용한다. 실제 세계에서 스캔된 데이터 또는 과학적 컴퓨터 시뮬레이션의 시각화를 렌더링하는 응용 프로그램 및 알고리즘은 다른 유형의 입력 데이터를 필요로 할 수 있다.
포스트스크립트 형식(종종 탁상출판의 부상에 기여했다고 평가됨)은 2D 그래픽스와 페이지 레이아웃을 설명하는 표준화되고 상호 운용 가능한 방법을 제공한다. 확장 가능한 벡터 그래픽스(SVG) 형식도 텍스트 기반이며, PDF 형식은 내부적으로 포스트스크립트 언어를 사용한다. 대조적으로, 많은 3D 그래픽스 파일 형식이 표준화되었지만(VRML 및 X3D와 같은 텍스트 기반 형식 포함), 서로 다른 렌더링 응용 프로그램은 일반적으로 자체 필요에 맞게 조정된 형식을 사용하며, 이로 인해 독점 및 오픈 형식이 확산되었고, 바이너리 파일이 더 흔하게 사용되고 있다.
2D 벡터 그래픽스.
벡터 그래픽스 이미지 설명에는 다음이 포함될 수 있다.
3D 기하학.
기하학적 장면 설명에는 다음이 포함될 수 있다.
개별 3D 객체 또는 "모델"을 저장하기 위한 많은 파일 형식이 존재한다. 이들은 더 큰 장면에 가져오거나, 렌더링 소프트웨어 또는 게임에서 요청 시 로드할 수 있다. 사실적인 장면은 가정용품, 차량, 나무와 같은 수백 가지 항목을 필요로 할 수 있으며, 3D 아티스트는 종종 방대한 모델 라이브러리를 활용한다. 게임 제작에서 이러한 모델(텍스처, 오디오 파일, 애니메이션과 같은 다른 데이터와 함께)은 "애셋"이라고 불린다.
볼륨 데이터.
과학 및 공학 시각화는 종종 3D 스캔 또는 컴퓨터 시뮬레이션으로 생성된 볼륨 데이터를 렌더링해야 한다. 이러한 데이터의 가장 일반적인 출처는 진단을 위해 렌더링해야 하는 의료용 CT 및 MRI 스캔이다. 볼륨 데이터는 매우 클 수 있으며, 특히 볼륨이 성긴 경우(데이터를 포함하지 않는 빈 영역이 있는 경우) 효율적으로 저장하기 위해 특수 데이터 형식이 필요하다.
렌더링 전에는 볼륨 데이터의 레벨 집합이 추출되어 마칭 큐브 알고리즘 등을 사용하여 삼각형 메시로 변환될 수 있다. 또한 볼륨 데이터를 직접 다루는 알고리즘도 개발되었는데, 예를 들어 구름과 연기에 의해 빛이 산란되고 흡수되는 방식을 사실적으로 묘사하기 위해 사용되며, 이러한 유형의 볼륨 렌더링은 영화의 시각 효과에 광범위하게 사용된다. 보간 없이 저해상도 볼륨 데이터를 렌더링할 때 개별 큐브 또는 "복셀"이 보일 수 있으며, 이 효과는 때때로 게임 그래픽에서 의도적으로 사용된다.
사진측량 및 스캔.
실제 세계 객체의 사진은 3D 객체의 텍스처로 사용하여 렌더링된 장면에 통합될 수 있다. 또한 장면의 사진들을 이어 붙여 파노라마 이미지나 환경 맵을 만들 수 있는데, 이는 장면을 매우 효율적으로 렌더링할 수 있지만 한 가지 시점에서만 가능하다. 구조광 또는 라이다를 사용하여 실제 객체와 장면을 스캔하면 공간의 수백만 개 개별 점의 좌표와 때로는 색상 정보로 구성된 점 구름이 생성된다. 이러한 점 구름은 직접 렌더링되거나 렌더링 전에 메시로 변환될 수 있다. (참고: "점 구름"은 때때로 와이어프레임 렌더링과 유사하게 모든 3D 기하학에 사용될 수 있는 최소주의적 렌더링 스타일을 지칭하기도 한다.)
신경 근사 및 라이트 필드.
더 최근의 실험적인 접근 방식은 공간의 각 지점에서 들어오는 빛의 색상, 강도 및 방향을 정의하는 복사장을 사용하여 장면을 묘사하는 것이다. (이는 개념적으로 홀로그램에 기록된 라이트 필드와 유사하지만 동일하지는 않다.) 유용한 해상도에 대해, 복사장의 데이터 양은 너무 커서 볼륨 데이터로 직접 표현하기는 비현실적이며, 근사 함수를 찾아야 한다. 신경망은 일반적으로 이러한 근사를 생성하고 평가하는 데 사용되며, 때로는 비디오 프레임 또는 다양한 각도에서 촬영한 장면 사진 모음을 "훈련 데이터"로 사용한다.
신경망과 관련된 알고리즘은 최근 장면을 3D 가우스로 근사하는 데 사용되었다. 그 결과로 얻은 표현은 점 구름과 유사하지만, 점 대신 흐릿하고 부분적으로 투명하며 다양한 차원과 방향을 가진 얼룩을 사용한다. 신경 복사장과 마찬가지로, 이러한 근사는 종종 사진이나 비디오 프레임에서 생성된다.
렌더링의 결과는 화면에 즉시 표시되거나 (게임과 같은 실시간 렌더링의 경우 초당 여러 번) JPEG 또는 PNG와 같은 래스터 그래픽스 파일 형식으로 저장될 수 있다. 고급 렌더링 애플리케이션은 일반적으로 더 미세한 색상 계조와 높은 동적 범위 조명을 표현할 수 있는 OpenEXR 파일 형식을 사용하며, 이를 통해 톤 매핑 또는 다른 조정을 품질 손실 없이 나중에 적용할 수 있다.
빠르게 렌더링된 애니메이션은 비디오 파일로 직접 저장될 수 있지만, 고품질 렌더링의 경우 개별 프레임(이는 클러스터 또는 렌더 팜의 다른 컴퓨터에서 렌더링될 수 있으며 렌더링하는 데 몇 시간 또는 심지어 며칠이 걸릴 수 있음)은 별도의 파일로 출력되어 나중에 비디오 클립으로 결합된다.
렌더러의 출력에는 단순히 RGB 색상 값 이상이 포함될 때도 있다. 예를 들어, 스펙트럼은 여러 파장의 빛을 사용하여 샘플링될 수 있거나, 깊이(카메라로부터의 거리) 또는 이미지의 각 지점의 재료와 같은 추가 정보가 포함될 수 있다(이 데이터는 합성 중 또는 실시간 렌더링을 위한 텍스처 맵 생성 시 사용되거나, 경로 추적 이미지에서 노이즈 제거를 돕는 데 사용될 수 있다). 투명도 정보가 포함되어 렌더링된 전경 객체를 사진 또는 비디오와 합성할 수 있다. 또한 렌더링 후 조명을 조정할 수 있도록 다른 조명의 기여 또는 스페큘러 및 디퓨즈 조명을 별도의 채널로 저장하는 것이 유용할 때도 있다. OpenEXR 형식은 단일 파일에 많은 채널의 데이터를 저장할 수 있도록 한다. 블렌더 및 픽사 렌더맨과 같은 렌더러는 Arbitrary Output Variables(AOV)라고 불리는 다양한 구성 가능한 값을 지원한다.
3D 장면을 렌더링하는 방법을 선택하는 것은 일반적으로 속도, 메모리 사용량 및 사실성 사이의 절충안을 포함한다(사실성이 항상 바람직한 것은 아니지만). 수년에 걸쳐 개발된 은 컴퓨터 성능과 메모리 용량이 증가함에 따라 더 고급 방법이 실용화되면서 느슨한 발전을 따른다. 단일 최종 이미지에 여러 기술이 사용될 수 있다.
중요한 구분은 이미지의 픽셀을 반복하는 이미지 순서 알고리즘과 장면의 객체를 반복하는 객체 순서 알고리즘 사이이다. 단순한 장면의 경우 객체 순서가 일반적으로 더 효율적인데, 픽셀보다 객체가 적기 때문이다.
위의 각 접근 방식에는 많은 변형이 있으며, 일부 중복이 있다. 경로 추적은 별개의 기술로 간주될 수도 있고, 특정 유형의 광선 추적으로 간주될 수도 있다. 광선 추적 및 경로 추적과 관련된 용어의 사용은 시간이 지남에 따라 크게 변했다는 점에 유의해야 한다.
광선 행진은 광선 투사에 사용되는 알고리즘 계열로, 광선과 복잡한 객체(예: 볼륨 데이터셋 또는 부호화 거리 함수로 정의된 표면) 간의 교차점을 찾는 데 사용된다. 그 자체로 렌더링 방법은 아니지만, 광선 추적 및 경로 추적에 통합될 수 있으며, 래스터화에 의해 화면 공간 반사 및 기타 효과를 구현하는 데 사용된다.
광자 매핑이라는 기술은 광원에서 객체로 광자 경로를 추적하여 복사조도에 대한 데이터를 축적하고, 이 데이터는 기존 광선 추적 또는 경로 추적 중에 사용된다. 광원에서 카메라로 추적된 광선만을 사용하여 장면을 렌더링하는 것은 비실용적인데, 이는 현실에 더 가깝지만 엄청난 수의 광자를 시뮬레이션해야 하며, 그 중 극히 일부만이 실제로 카메라에 도달하기 때문이다.
일부 저자들은 기존 광선 추적을 "역방향" 광선 추적이라고 부르는데, 이는 카메라에서 광원으로 광자 경로를 역추적하기 때문이며, 광원에서 경로를 따르는 것(광자 매핑에서와 같이)을 "정방향" 광선 추적이라고 부른다. 그러나 때로는 이러한 용어의 의미가 뒤바뀌기도 한다. 광원에서 시작하는 광선 추적은 입자 추적 또는 광선 추적이라고도 불리며, 이러한 모호성을 피할 수 있다.
비디오 게임 그래픽을 포함한 실시간 렌더링은 일반적으로 래스터화를 사용하지만, 점점 더 광선 추적 및 경로 추적과 결합하고 있다. 이를 통해 곡면 및 상호 반사 객체에서의 반사, 그리고 넓은 범위의 거리 및 표면 방향에서 정확한 그림자를 포함하여 래스터화만으로는 어려운 시각 효과를 구현할 수 있다. 광선 추적 지원은 DirectX, 메탈, 벌컨과 같은 게임에 사용되는 최신 그래픽스 API에 포함되어 있다.
광선 추적은 시뮬레이션된 블랙홀을 렌더링하는 데 사용되었으며, 빛의 속도에 가까운 속도로 움직이는 물체의 모습은 빛 광선 시뮬레이션 중에 시공간 곡률과 상대론적 효과를 고려하여 렌더링되었다.
라디오서티.
라디오서티(동명의 방사선량에서 따옴)는 거칠거나 무광택 표면에서 튕겨 나가는 빛에 의해 조명되는 객체를 렌더링하는 방법이다. 이러한 유형의 조명을 간접광, 환경 조명, 확산 조명 또는 확산 상호 반사라고 하며, 이를 사실적으로 렌더링하는 문제를 글로벌 일루미네이션이라고 한다. 래스터화 및 기본 형태의 광선 추적(분배 광선 추적 및 경로 추적 제외)은 간접광을 대략적으로만 근사할 수 있으며, 예를 들어 예술가가 선택한 균일한 "주변" 조명량을 추가하여 근사할 수 있다. 라디오서티 기술은 직사각형 형광등 패널과 같은 면광원이 있는 장면을 렌더링하는 데에도 적합하며, 이는 래스터화 및 전통적인 광선 추적으로는 어렵다. 라디오서티는 물리 기반 방법으로 간주되는데, 이는 물리학의 방정식과 실험 데이터를 사용하여 환경에서 빛의 흐름을 시뮬레이션하는 것을 목표로 하지만, 종종 모든 표면이 불투명하고 완벽하게 람베르트라고 가정하여 사실성을 떨어뜨리고 적용 가능성을 제한한다.
원래의 라디오서티 방법(1984년 처음 제안됨), 현재 고전적 라디오서티라고 불리는 이 방법에서는 장면의 표면과 조명을 패치라고 불리는 조각으로 분할하는데, 이 과정을 메싱이라고 한다(이 단계는 이를 유한요소법으로 만든다). 렌더링 코드는 각 패치에서 방출되거나 난반사되는(산란되는) 빛의 어떤 부분이 다른 각 패치에 수신되는지 결정해야 한다. 이러한 비율은 형태 인자 또는 시야 인자라고 불린다(공학에서 방사열 전달을 모델링하는 데 처음 사용됨). 형태 인자는 수신 표면의 반사율에 곱해져 행렬에 넣어진다. 그런 다음 장면의 조명은 선형대수학의 방법을 통해 해결할 수 있는 행렬 방정식(또는 동등하게 연립 선형 방정식)으로 표현될 수 있다.
라디오서티 방정식을 풀면 각 패치에서 방출 및 반사되는 총 빛의 양이 주어지며, 이를 면적으로 나누어 라디오서티라는 값을 얻는다. 이 값은 래스터화 또는 광선 추적 시 패치의 가시 부분에 해당하는 픽셀의 색상을 결정하는 데 사용될 수 있다. 실시간 렌더링의 경우, 이 값(또는 더 일반적으로 로컬 표면 반사율에 의존하지 않는 복사조도)은 미리 계산되어 텍스처(복사조도 맵이라고 함)에 저장되거나 3D 모델의 꼭짓점 데이터로 저장될 수 있다. 이 기능은 건축 시각화 소프트웨어에서 조명 계산 후 건물 내부를 실시간으로 걸어다니는 것을 허용하는 데 사용되었다.
고전적 라디오서티에 사용되는 행렬의 큰 크기(패치 수의 제곱)는 사실적인 장면에 문제를 야기한다. 실제 구현에서는 야코비 또는 가우스-자이델 반복을 사용할 수 있는데, 이는 (적어도 야코비의 경우) 나머지 빛의 양(표면에 아직 흡수되지 않은)이 미미해질 때까지 빛의 전파를 한 번에 한 번씩 시뮬레이션하는 것과 동등하다. 필요한 반복(반사) 횟수는 장면 자체에 따라 달라지며, 패치 수에 따라 달라지지 않으므로 총 작업량은 패치 수의 제곱에 비례한다(가우스 소거법을 사용하여 행렬 방정식을 푸는 것은 패치 수의 세제곱에 비례하는 작업이 필요하다는 점과 대조적이다). 형태 인자는 필요할 때 다시 계산될 수 있으므로 전체 행렬을 메모리에 저장할 필요가 없다.
렌더링의 품질은 종종 패치의 크기에 따라 결정되며, 예를 들어 그림자의 가장자리를 정확하게 묘사하려면 매우 미세한 메시가 필요하다. 중요한 개선 사항은 계층적 라디오서티로, 서로 멀리 떨어진 표면 간의 빛 전달을 시뮬레이션하기 위해 더 거친 메시(더 큰 패치)를 사용하고 필요에 따라 패치를 적응적으로 세분화한다. 이를 통해 라디오서티를 훨씬 더 크고 복잡한 장면에 사용할 수 있다.
라디오서티 방법의 대안 및 확장 버전은 광택 표면 및 거울과 같은 비람베르트 표면을 지원하며, 때로는 표면 패치뿐만 아니라 볼륨 또는 객체 "클러스터"도 사용한다. 확률적 또는 몬테카를로 라디오서티는 다양한 방식으로 랜덤 샘플링을 사용한다. 예를 들어, 모든 패치에 대해 통합하는 대신 입사광 샘플을 취하여 성능을 향상시키지만 노이즈를 추가한다(이 노이즈는 경로 추적 노이즈와 달리 최종 단계에서 결정론적 반복을 사용하여 줄일 수 있다). 단순화되고 부분적으로 사전 계산된 라디오서티 버전은 팔진트리 라디오서티와 같이 라이트 필드의 근사를 저장하는 기술과 결합되어 실시간 렌더링에 널리 사용된다.
경로 추적.
물리 기반 렌더링이라는 접근 방식의 일환으로, 경로 추적은 영화의 효과를 포함하여 사실적인 장면을 렌더링하는 데 지배적인 기술이 되었다. 예를 들어, 인기 있는 오픈 소스 3D 소프트웨어인 블렌더는 사이클 렌더러에서 경로 추적을 사용한다. 글로벌 일루미네이션을 위해 경로 추적을 사용하여 생성된 이미지는 일반적으로 라디오서티(사실적인 조명을 위한 주요 경쟁 알고리즘)를 사용할 때보다 노이즈가 더 많지만, 라디오서티는 복잡한 장면에 적용하기 어렵고 복사조도의 테셀레이션된 표현을 사용하여 발생하는 아티팩트가 발생하기 쉽다.
분산 광선 추적과 마찬가지로, 경로 추적은 확률적 또는 무작위화된 광선 추적의 일종으로 몬테카를로 또는 준몬테카를로 적분을 사용한다. 이는 렌더링 방정식과 같은 논문에서 1986년에 짐 카지야에 의해 제안되고 명명되었다. 카지야는 분산 광선 추적의 복잡성 대부분을 한 번에 카메라에서 단일 경로만 추적함으로써 피할 수 있다는 것을 관찰했다(카지야의 구현에서 이 "분기 없음" 규칙은 각 표면 교차점에서 각 광원의 무작위로 선택된 지점으로 추가 광선을 추적함으로써 깨졌다). 카지야는 경로의 각 단계에서 어떤 광선을 따를지 선택하는 것과 같은 무작위 결정을 내리기 위해 층화표집과 중요도 샘플링을 사용하여 출력 이미지에 존재하는 노이즈를 줄일 것을 제안했다. 이러한 기술에도 불구하고, 당시 사용 가능한 컴퓨터로는 수용 가능한 수준으로 분산을 줄일 수 있을 만큼 충분한 샘플을 생성하는 데 드는 계산 비용이 너무 높았기 때문에 경로 추적은 영화 렌더링에 실용적이지 않았을 것이다. 경로 추적만을 사용하여 완전히 렌더링된 최초의 장편 영화인 몬스터 하우스는 20년 후에야 개봉되었다.
기본적인 형태의 경로 추적은 코스틱 및 빛이 좁은 공간을 통해 간접적으로 들어오는 장면을 렌더링하는 데 비효율적이다(너무 많은 샘플이 필요하다). 1990년대에는 이러한 약점을 해결하기 위한 시도가 있었다. 양방향 경로 추적은 광자 매핑과 유사하게 광원과 카메라에서 별도로 광선을 추적한 다음 이러한 경로를 연결하는 방법을 찾는다(하지만 광자 매핑과 달리 일반적으로 모든 픽셀에 대해 동일한 캐시된 데이터를 사용하는 대신 각 픽셀에 대해 새로운 광 경로를 샘플링한다). 메트로폴리스 광 전송은 이전에 추적된 경로를 수정하여 경로를 샘플링하고, 다른 "밝은" 경로와 유사한 경로를 탐색하는 데 더 많은 시간을 할애하여 더 밝은 경로를 발견할 가능성을 높인다. 다중 중요도 샘플링은 두 개 이상의 샘플링 방법에서 샘플을 결합할 때 분산을 줄이는 방법을 제공하며, 특히 일부 샘플이 다른 샘플보다 훨씬 더 노이즈가 많을 때 유용하다.
이후의 작업은 에릭 비치의 1997년 박사 학위 논문에 요약되고 확장되었으며, 이는 컴퓨터 그래픽스 커뮤니티에서 경로 추적에 대한 관심을 높이는 데 기여했다. 1998년에 처음 출시된 아널드 렌더러는 경로 추적이 영화 프레임 렌더링에 실용적이며, 영화 산업에서 불편향 및 물리 기반 렌더링에 대한 수요가 있음을 입증했다. 다른 상업용 및 오픈 소스 경로 추적 렌더러가 등장하기 시작했다. 계산 비용은 CPU 및 클러스터 성능의 급속한 발전으로 해결되었다.
경로 추적의 상대적인 단순성과 몬테카를로 방법으로서의 특성(픽셀당 수백 또는 수천 개의 경로를 샘플링)은 GPU에 구현하는 데 매력적이며, 특히 엔비디아의 RTX 및 OptiX와 같은 광선 추적 가속 기술을 지원하는 최신 GPU에서 더욱 그렇다. 그러나 양방향 경로 추적 및 메트로폴리스 광 전송은 GPU에서 효율적으로 구현하기가 더 어렵다.
경로 추적을 개선하기 위한 연구는 계속되고 있다. 양방향 경로 추적 및 메트로폴리스 광 전송의 많은 변형과 경로 추적을 광자 매핑과 결합하는 방법이 탐구되었다. 최근의 경로 안내 접근 방식은 각 공간 볼륨에서 라이트 필드 확률 분포의 근사를 구축하여 경로를 더 효과적으로 샘플링할 수 있도록 한다. 수용 가능한 품질을 달성하는 데 필요한 경로 수를 줄이면서 일부 세부 사항을 잃거나 노이즈보다 더 불쾌한 작은 규모의 아티팩트를 도입할 위험이 있는 경로 추적의 출력을 노이즈 제거하는 기술이 개발되었다. 신경망은 현재 이러한 목적으로 널리 사용되고 있다.
신경 렌더링.
신경 렌더링은 인공 신경망을 사용하는 렌더링 방법이다. 신경 렌더링에는 2차원 이미지에서 3D 모델을 재구성하는 데 사용되는 이미지 기반 렌더링 방법이 포함된다. 이러한 방법 중 하나는 사진측량으로, 이는 객체의 여러 각도에서 찍은 이미지 모음을 3D 모델로 변환하는 방법이다. 최근에는 엔비디아, 구글 및 기타 여러 회사에서 텍스트와 거친 페인팅으로부터 3D 모델을 생성하고 렌더링하는 데 상당한 발전이 있었다.
과학적, 수학적 기초.
사실적 렌더러의 구현에는 항상 물리적 시뮬레이션 또는 에뮬레이션이라는 기본 요소가 있다—실제 물리적 프로세스와 유사하거나 이를 추상화하는 어떤 계산.
"물리 기반"이라는 용어는 렌더링 외부에서 더 일반적이고 널리 받아들여지는 물리적 모델 및 근사치를 사용하는 것을 의미한다. 렌더링 커뮤니티에서는 특정 관련 기술들이 점차 확립되었다.
기본 개념은 비교적 간단하지만 계산하기 어렵다. 그리고 더 일반적인 렌더러를 위한 단일의 우아한 알고리즘이나 접근 방식은 찾아내기 어려웠다. 견고성, 정확성 및 실용성 요구 사항을 충족하기 위해 구현은 다양한 기술의 복잡한 조합이 될 것이다.
렌더링 연구는 과학적 모델의 적용과 효율적인 적용 모두에 관심이 있다.
렌더링에 사용되는 수학에는 선형대수학, 미적분학, 수치 수학, 신호 처리 및 몬테카를로 방법이 포함된다.
렌더링 방정식.
이것은 렌더링에서 핵심적인 학술적/이론적 개념이다. 이는 렌더링의 비인지적 측면을 가장 추상적으로 형식화한 표현 역할을 한다. 더 완벽한 모든 알고리즘은 이 방정식의 특정 공식에 대한 해로 볼 수 있다.
의미: 특정 위치와 방향에서 나가는 빛(Lo)은 방출된 빛(Le)과 반사된 빛의 합이다. 반사된 빛은 모든 방향에서 들어오는 빛(Li)에 표면 반사율과 입사각을 곱한 값의 합이다. 상호 작용 지점을 통해 외부 빛과 내부 빛을 연결함으로써 이 방정식은 장면 내의 전체 '광 전송'—빛의 모든 움직임—을 나타낸다.
양방향반사도분포함수.
양방향반사도분포함수(BRDF)는 빛과 표면의 상호 작용에 대한 간단한 모델을 다음과 같이 표현한다.
빛 상호 작용은 종종 훨씬 더 단순한 모델인 난반사 및 정반사로 근사화되지만, 둘 다 BRDF가 될 수도 있다.
기하광학.
렌더링은 실제로 거의 독점적으로 빛 물리학의 입자 측면, 즉 기하광학과 관련이 있다. 빛을 기본 수준에서 이리저리 튀는 입자로 취급하는 것은 단순화이지만 적절하다. 빛의 파동 측면은 대부분의 장면에서 무시할 수 있으며 시뮬레이션하기가 훨씬 더 어렵다. 주목할 만한 파동 측면 현상으로는 회절(CD 및 DVD의 색상에서 볼 수 있음) 및 편광(LCD에서 볼 수 있음)이 있다. 두 가지 유형의 효과는 필요한 경우 반사 모델의 외관 지향적 조정을 통해 생성된다.
비록 주목을 덜 받지만, 인간 시각에 대한 이해는 렌더링에 귀중하다. 이는 주로 이미지 디스플레이와 인간 지각이 제한된 범위를 가지고 있기 때문이다. 렌더러는 광범위한 빛 밝기와 색상을 시뮬레이션할 수 있지만, 현재 디스플레이(영화 스크린, 컴퓨터 모니터 등)는 너무 많은 것을 처리할 수 없으며, 일부는 버리거나 압축해야 한다. 인간 지각 또한 한계를 가지고 있으므로 사실감을 생성하기 위해 넓은 범위의 이미지를 제공할 필요가 없다. 이는 이미지를 디스플레이에 맞추는 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있으며, 더 나아가 특정 미묘함이 눈에 띄지 않을 것이기 때문에 렌더링 시뮬레이션에서 어떤 단축키를 사용할 수 있는지 제안할 수 있다. 이와 관련된 주제는 톤 매핑이다.
샘플링 및 필터링.
어떤 접근 방식을 취하든 모든 렌더링 시스템이 다루어야 할 한 가지 문제는 바로 샘플링 문제이다. 본질적으로 렌더링 과정은 유한한 수의 픽셀을 사용하여 이미지 공간에서 색상으로의 연속 함수를 묘사하려고 한다. 나이퀴스트-섀넌 샘플링 정리(또는 코텔니코프 정리)의 결과로, 표시될 수 있는 모든 공간 파형은 이미지 해상도에 비례하는 최소 두 개의 픽셀로 구성되어야 한다. 더 간단히 말해서, 이는 이미지가 한 픽셀보다 작은 세부 사항, 색상 또는 강도의 최고점 또는 최저점을 표시할 수 없다는 아이디어를 표현한다.
어떤 필터링 없이 순진한 렌더링 알고리즘이 사용되면 이미지 함수의 높은 주파수는 최종 이미지에 보기 흉한 에일리어싱을 유발할 것이다. 에일리어싱은 일반적으로 픽셀 격자가 보이는 객체의 들쭉날쭉한 가장자리인 재기로 나타난다. 에일리어싱을 제거하려면 모든 렌더링 알고리즘(보기 좋은 이미지를 생성하려면)은 높은 주파수를 제거하기 위해 이미지 함수에 어떤 종류의 로우패스 필터를 사용해야 하며, 이 과정을 안티에일리어싱이라고 한다.
하드웨어 가속.
렌더링은 일반적으로 사용 가능한 컴퓨팅 성능과 메모리 대역폭에 의해 제한되므로, 특히 실시간 렌더링을 위해 이를 가속화하기 위한 특수 컴퓨터 하드웨어가 개발되었다. 프레임 버퍼와 같은 하드웨어 기능은 렌더링 출력을 실시간으로 부드럽게 표시하는 데 필요하다.
하드웨어 가속은 렌더링을 위한 소프트웨어 사용을 대체하는 것이 아니라, 전용 회로를 사용하여 선택된 작업이나 계산을 가속화하거나 소프트웨어 코드의 일부를 다른 유형의 프로세서에서 실행한다.
벡터 모니터(캘리그라피 디스플레이라고도 함) 시대에는 디스플레이 처리 장치(DPU)가 전자빔을 제어하여 시각적 요소 목록을 유지하고 화면에 지속적으로 다시 그리는 전용 CPU 또는 코프로세서였다. 에반스 &amp; 서덜랜드의 라인 드로잉 시스템-1(및 1980년대까지 생산된 이후 모델)과 같은 고급 DPU는 와이어프레임 이미지 렌더링을 가속화하기 위한 3D 좌표 변환 기능을 통합했다. 에반스 &amp; 서덜랜드는 또한 디지스타 천체투영관 투영 시스템을 만들었는데, 이는 별과 와이어프레임 그래픽스를 모두 렌더링할 수 있는 벡터 디스플레이였다(벡터 기반 디지스타와 디지스타 II는 많은 천체투영관에서 사용되었으며, 몇몇은 여전히 작동 중일 수 있다). 디지스타 프로토타입은 영화 의 3D 별 필드를 렌더링하는 데 사용되었는데, 이는 장편 영화에서 볼 수 있었던 최초의 3D 컴퓨터 그래픽스 시퀀스 중 일부였다.
1970년대와 1980년대 초 음영 처리된 3D 그래픽스 렌더링은 보통 유타 대학교 연구원들이 사용했던 PDP-10과 같은 범용 컴퓨터에서 구현되었다. 이는 데이터 주소 지정, 의사 결정, 계산 능력 등 CPU만이 제공하는 복잡한 단계의 파이프라인을 포함하기 때문에 특수 하드웨어로 속도를 높이기 어려웠다(특정 작업을 가속화하기 위한 전용 회로가 제안되기도 했지만). 슈퍼컴퓨터 또는 특수 설계된 다중 CPU 컴퓨터 또는 클러스터가 때때로 광선 추적에 사용되기도 했다. 1981년 제임스 H. 클라크와 마크 한나는 3D 래스터화 파이프라인의 일부 단계를 수행하기 위한 VLSI 칩인 지오메트리 엔진을 설계하고, 이 기술을 상업화하기 위해 실리콘 그래픽스(SGI) 회사를 설립했다.
1980년대의 가정용 컴퓨터와 게임 콘솔은 디스플레이 영역을 스크롤하고 채우고, 스프라이트와 선을 그릴 수 있는 그래픽스 코프로세서를 포함했지만, 사실적인 이미지를 렌더링하는 데는 유용하지 않았다. 1980년대 후반에 3D 렌더링 가속 기능을 갖춘 PC 그래픽 카드와 아케이드 게임이 등장하기 시작했으며, 1990년대에는 이러한 기술이 보편화되었다. 오늘날 저전력 모바일 프로세서조차도 일반적으로 3D 그래픽스 가속 기능을 통합하고 있다.
1990년대의 3D 그래픽스 가속기는 현대의 GPU로 발전했다. GPU는 CPU와 마찬가지로 범용 프로세서이지만, 개별 픽셀 렌더링과 같이 작고 유사하며 대부분 독립적인 여러 하위 작업으로 나눌 수 있는 작업을 위해 설계되었으며, 이를 병렬로 수행한다. 이는 GPU가 이러한 방식으로 하위 작업으로 분할될 수 있는 모든 렌더링 알고리즘의 속도를 높일 수 있음을 의미하며, 특정 래스터화 알고리즘과 단순한 셰이딩 및 조명 효과만 가속화하도록 설계된 1990년대 3D 가속기와는 대조적이다(트릭을 사용하여 더 일반적인 계산을 수행할 수 있었지만).
GPU는 그 기원 때문에 여전히 전통적인 3D 래스터화 그래픽스 파이프라인의 일부 단계에 대한 특수 하드웨어 가속을 제공한다. 여기에는 Z-버퍼를 사용한 은면 제거 및 밉맵을 사용한 텍스처 매핑이 포함되지만, 이러한 기능이 항상 사용되는 것은 아니다. 최신 GPU는 바운딩 볼륨 계층 구조에서 광선 교차점을 찾는 것을 가속화하는 기능을 포함하여 광선 추적 및 경로 추적의 모든 변형을 가속화하는 데 도움이 되며, 렌더링에 유용할 수 있는 신경망 가속 기능도 포함한다.