개요
매핑(Mapping)이란 일반적으로 어떤 값을 다른 값에 대응시키는 과정을 의미한다. 한자 표기로는 사상(寫像)이라고 한다. 매핑은 서로 연관된 항목들 간의 대응 관계를 나타내는데, 이러한 관계에 따라 일대일 매핑(one-to-one mapping), 일대다 매핑(one-to-many mapping), 다대일 매핑(many-to-one mapping), 다대다 매핑(many-to-many mapping)으로 구분할 수 있다. 또한, 매핑은 방향성에 따라 단방향 매핑과 양방향 매핑으로 나눌 수 있다.
용어
프로그래밍 용어
프로그래밍 용어로서 매핑은 키(key) 역할을 하는 데이터와 값(value) 역할을 하는 데이터를 짝 지어 저장하는 데이터 구조를 의미한다. 매핑과 유사 개념으로 시퀀스가 있는데, 시퀀스는 저장된 데이터를 가리킬 때 데이터의 저장 순서를 이용하나 매핑은 저장된 데이터를 가리킬 때 키를 이용한다는 차이가 있다. 일반적으로 순서가 중요한 경우에는 시퀀스 형태의 데이터를 사용하고, 순서 외에 다른 유의미한 데이터 식별이 필요한 경우에는 매핑 형태의 데이터를 사용하는 편이다.
컴퓨터 그래픽 용어
컴퓨터 그래픽 용어로서 매핑은 3D 모델에 텍스쳐를 입히는 작업을 의미한다. 구체적으로는 모델의 각 부분에 텍스쳐의 각 부분을 대응시키는 작업이다. 스키닝이나 텍스쳐링으로도 불린다. 일반적으로 2D 텍스쳐 이미지를 3차원 물체의 표면에 씌워 마치 실제 물체처럼 느껴지게 한다. 물체가 가지고 있는 고유의 재질, 색상, 패턴 등을 표현할 수 있다.
텍스처 매핑(Texture Mapping)
3D 객체의 표면에 질감 데이터를 입히는 것으로, 질감 매핑이라고도 표현한다. 2차원의 이미지가 3차원 객체 표면에 칠해진 것처럼 표현되며, 물체 표면의 밝기, 빛의 반사, 굴절 등을 고려하여 질감을 표현할 수 있다.
범프 매핑(Bump Mapping)
표면이 불규칙하거나 굴곡이 존재할 때 표면을 구성하는 픽셀마다 수치를 변경하여 엠보싱 효과를 낸 것 처럼 표현한 매핑을 의미한다. 조명으로 각 픽셀의 밝기, 음영을 조절할 수 있으며, 텍스쳐 매핑과 함께하여 이미지를 현실적으로 표현할 수 있다. 풀어 설명하자면, 렌더링될 물체의 픽셀마다 표면 법선을 흔들어 높낮이가 있어보이게 표현하는 것이다.
디스플레이스먼트 매핑(Displacement Mapping)
3D 객체의 표면을 뒤틀어 변형하는 기법으로, 변위 매핑이라고도 표현한다. 표면의 픽셀들을 공간적으로 이동시켜 실제로 굴곡진 효과를 표현할 수 있다. 표면을 강하게 변화시키기 때문에 범프 매핑보다도 훨씬 사실적이다. 다만, 렌더링 시간이 범프 매핑에 비해 훨씬 많이 소요되는 단점이 있다.
오패시티 매핑(Opacity Mapping)
3D 객체의 표면을 불투명한 부분과 투명한 부분으로 구분하여 표현하는 기법으로, 불투명 매핑이라고도 부른다. 매핑 이미지의 명도 단계에 따라 3D 객체의 투명도를 조절하며, 흰색 부분은 투명하게, 검은색 부분은 불투명하게 표현된다.
리플렉션 매핑(Reflection Mapping)
3D 객체가 조명을 받아 반사체에 주위의 환경이 비쳐 보이는 것을 표현하는 기법으로, 반사 매핑이라고도 한다. 금속, 유리 등과 같은 투명체를 통해 보는 경우에 발생하는 굴절현상을 표현한다. 계산량이 적어 렌더링 시간이 짧다는 것이 장점이다.
라이트 매핑(Light Mapping)
조명을 사용하여 3D 객체의 표면을 표현하는 기법으로, 투영 매핑이라고도 불린다. 이미지 표면에 라이트 맵을 적용하여 새로운 이미지를 만드는 기법으로, 이전에는 조명을 현실적으로 표현하기 위해 정점 조명을 사용했으나 최근에는 픽셀당 조명을 처리하는 방식으로 대체되었다.
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정점 조명(Vertex Lighting)
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3D 객체를 구성하는 모든 폴리곤의 색상 값을 빛이 미치는 영향을 고려하여 계산하는 방식이다. 모든 계산은 실시간으로 처리되기 때문에, 실시간 조명이 가능하며 효과도 우수하다. 다만, 그림자는 정확하지 않다는 단점이 있다.
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픽셀 기반 실시간 조명 처리
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픽셀마다 조명이 미치는 영향에 근거하여 색상 값을 계산하는 방식으로, 그래픽 엔진에 과부하를 일으켜 실시간 게임에는 맞지 않다.
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픽셀 기반 라이트 맵 조명 처리
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실시간 동적 조명을 표현하기 위해 정점 조명과 결합하면 유리하며, 전처리 작업에서 비용이 많이 소모되는 조명 계산 과정이 처리되기 때문에 속도가 빠른 것이 장점이다.
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삼육대학교 멀티미디어 강의자료