HDRI
HDRI는 GI와 조합하여 자연스럽고 리얼한 조명 효과를 생성하기 위해서 개발된 이미지 포맷의 일종입니다. HDRI를 사용하면 반사나 투과의 효과가 극적으로 변화합니다. 왜냐하면 HDRI에는 매우 밝은 색이 포함되어 있어 반사율이 작은 오브젝트 위에서도 밝은 반사상이 나타나기 때문입니다. 마찬가지로 투과율이 작은 오브젝트의 안쪽에서도 밝은 투과상이 보입니다. 예를 들어 일반 이미지를 사용했을 경우 밝기의 최대치는100%입니다. 그래서 반사율이 10%인 오브젝트상에서의 최대치도 10%의 회색(반사색)입니다. 그렇지만 밝기의 최대치가 1,000%인 HDRI를 사용한다면 반사상의 최대 밝기는 100%의 흰색(반사색)이 됩니다.
HDRI란 밝기의 범위가 8 bit(256 계조)밖에 없는 일반 RGB 이미지에 비해 보다 넓은 범위의 밝기를 지닌 이미지라고 생각하시면 됩니다.
일반적인 RGB 이미지에 포함되는 가장 밝은 RGB값의 (255, 255, 255)색은 흰색이지만 자연계에는 이보다 밝은 빛이 존재합니다. 그래서 일반 이미지를 주변에 두고 GI를 사용한 장면에 조명으로 이용하면 자연스러운 결과를 얻을 수 없습니다. 일반적으로 렌더링된 이미지는 현실로 보이는 세계에 비해 훨씬 단조롭고 콘트라스트가 낮아 보입니다. 그 이유는 현실의 세계에 있어서 어두운 부분과 밝은 부분의 사이에는 255배보다 훨씬 큰 밝기 차이가 존재하기 때문입니다.
HDRI를 사용하면 예를 들어 태양의 밝기값을 6,000으로 지정할 수도 있습니다. 그리고 GI나 반사 계산에 대해 이 밝기가 정확하게 반영됩니다. 그 결과 렌더링 된 이미지는 매우 아름다운 장면의 조명을 실제처럼 표현할 수 있게 됩니다.
아래 그림은 일반적인 RGB 이미지와 HDRI 이미지를 오브젝트 주변에 두고 GI에 의한 조명과 반사가 어떻게 다른지를 나타낸 것입니다(모든 HDRI © Paul Debevec):
 HDRI을 사용하지 않음. |  HDRI 사용. |
여러분이 지금까지 GI를 사용했던 씬들을 HDRI를 사용해서 다시 한번 렌더링해 보시면 그 결과에 만족하실겁니다!
일반적으로 HDRI에는 3종류의 타입이 있습니다:
- HDRI 위도/경도
이 타입의 HDRI는 재질 태그안의 프로젝션을 구 타입으로 지정하는 것으로써 구나 스카이 오브젝트에 올바르게 적용할 수 있습니다.
Cinema 4D로 직접 사용할 수 있는 것은 이 프로젝션 타입만 가능하고 다른 프로젝션 타입의 HDRI는 이 프로젝션 타입으로 변환해서 사용해야 합니다.
- HDRI 라이트 Probe
이 프로젝션 타입은 공중에 금속공을 매달아 반사된 형상을 카메라로 촬영한듯한 이미지입니다. 촬영은 간단하지만 이미지의 왜곡이 심합니다.
- HDRI 수평/수직 Cross
이 프로젝션 타입은 종이상자를 펼쳐 전개시킨 후 6개면을 카메라로 촬영해 이어 맞추듯이 해서 얻은 이미지입니다. 각면의 이미지는 정확히 카메라의 주위를 둘러싸는 큐브와 유사합니다. Cinema 4D에서도 큐브 타입의 오브젝트에 이 프로젝션 타입을 직접 적용할 수 있지만 위도/경도 타입으로 변환해서 사용할 것을 권장합니다.
HDRI는 일반적으로 RGB 이미지와 같이 재질의 컬러 채널이나 발광 채널에 읽어들일 수 있습니다. 스카이 오브젝트에 적용하려는 경우엔 어느 쪽의 채널에 읽어들여도 발광 채널로서 작동되지만 일반적인 오브젝트에 적용시켜 장면을 조명시키고 싶은 경우엔 발광 채널에 적용시켜 줍니다.
HDRI에 의해 너무 어둡거나 밝은 경우 3가지 방법으로 HDRI의 밝기를 조정할 수 있습니다:
- 렌더 설정의 GI 페이지강도, 감마 파라미터를 사용합니다. 그리고 HDRI 텍스쳐를 사용한 재질의 일루미네이션 페이지에서 글로벌 일루미네이션 생성/받기 옵션을 사용합니다.
또는 HDRI 텍스쳐의 밝기를 직접 조정합니다:
- HDRI를 읽어들인 재질의 컬러 채널 또는 발광 채널에 대해 혼합 모드를 곱셈으로 변경합니다. 이렇게 하면 컬러 채널로 지정한 색과 HDRI 텍스쳐의 색이 곱해지게 됩니다. 즉 밝기값을 50%로 하면 HDRI의 밝기는 절반이 됩니다. 200%로 하면 2배가 됩니다. 밝기값을 100%보다 크게 하고 싶은 경우엔 슬라이더를 사용하지 않고 박스에 직접 원하는 값을 입력해 줍니다. 위에서 설명한 GI의 파라미터를 바꾸는 방법에서는 GI의 효과만 변화됩니다. 만약 HDRI 텍스쳐를 환경맵에 사용하고 있고 외부의 밝기도 바꾸고 싶은 경우에는 이 방법을 사용할 필요가 있습니다. 이렇게 반사되어 보이는 이미지의 밝기도 바꾸고 싶다면 이 방법을 사용해야 합니다. 반사나 투과의 밝기는 반사율이나 투과율을 변경해 바꿀 수 있습니다.
- 텍스쳐 보간 타입 또한 HDRI 밝기에 영향을 줍니다. MIP 맵핑을 예로 들면 부드러운 텍스쳐는 HDRI의 밝은 지역을 증폭시키고 더 밝은 렌더링 결과가 됩니다.
만일 HDRI안에 매우 밝고 작은 부분이 존재하면 화면에 생기는 노이즈(밝기의 얼룩짐)가 커집니다. 이전의 GI에서도 장면에 극단적으로 밝고 작은 오브젝트를 두면 같은 문제가 발생했습니다. 이 노이즈는 밝기 변화가 적은 평평한 부분에서 특히 눈에 많이 띕니다. 이러한 경우, HDRI 텍스쳐에 MIP 필터를 적용하고 블러값을 올려 줍니다. 이렇게 해서 텍스쳐가 크게 블러링 되거나 밝기 변화가 적게 되어서 결과적으로는 노이즈가 줄어들게 됩니다.
다수의 스카이 오브젝트를 컴퍼지팅 태그를 사용해서 각각 GI (GI에서 보임), 반사 (빛에서 보임), 배경(카메라에서 보임) 정할 수 있습니다.
예를 들어, 이 기능은 조명효과를 위해서 블러가 적용된 HDRI 텍스쳐를, 그리고 반사를 위해서 원본 HDRI 텍스쳐를 사용하게 해줍니다.
그러나 위와 같은 조작을 했을 경우 텍스쳐 자체가 블러링되므로 텍스쳐를 직접 보여주고 싶은 경우에는 GI 조명용과 표시용 텍스쳐를 따로 나누어 추가적으로 관리할 필요가 있습니다. 이럴 때는 스카이 오브젝트를 2개 사용해서 양쪽 모두에 콤포지팅 태그를 추가합니다. 그리고 GI 조명용 텍스쳐를 적용한 스카이 오브젝트의 콤포지팅 태그에서는 "카메라에서 보임"과 "투과/굴절에서 보임" 옵션을 꺼두고 표시용의 텍스쳐를 적용한 스카이 오브젝트에서는 "GI에서 보임" 옵션을 꺼둡니다.
만약 준비된 HDRI가 Probe나 Cross 타입이었을 경우 Cinema 4D 안에서 적절히 사용하려면 위도/경도 타입으로 변환할 필요가 있습니다. HDRI 텍스쳐를 위도/경도 타입으로 변환하면 구 프로젝션에 의해 스카이 오브젝트에 정확하게 적용할 수 있습니다. 이 변환을 실행하기 위해서는 "HDR Cross 변환"과 "HDR Probe 변환"의 기능을 적용하는데 이 것은 파일 메뉴에서 선택할 수 있습니다. 이러한 기능을 선택하면 시스템 표준의 파일 선택창이 표시됩니다. 여기서 프로브나 크로스 타입의 HDRI를 선택합니다.
그러면 HDRI의 타입이 위도/경도로 변환되고 같은 폴더안에 저장됩니다. 변환된 HDRI에는 "_con.HDR"라고 하는 확장자가 추가됩니다. 그리고 변환된 HDRI 이미지가 픽쳐 뷰어 윈도우에 표시됩니다.