뷰 프러스텀의(View Frustum) 이해

프러스텀(Frustum)란 단어는 상부를 바닥과 평행한 모양으로 잘라낸 피라미드와 같은 모양의 고체 형태를 가리킵니다. 이는 조망 카메라(perspective camera )가 보여주고 랜더링 하는 영역의 모양이다. 왜 이것이 그러한 경우인지 다음의 사고 실험을 보면 설명에 도움이 될 것이다.

직선 막대 (예를 들어, 빗자루 손잡이 또는 연필) 끝을 카메라에 대고 사진을 찍는다고 상상해 보라. 만일 그 막대가 사진 중앙에 있고 카메라 렌즈와 직각을 이루었다면, 사진에는 오직 그 끝부분만이 원형으로 보일 것이다; 그 외 모든 다른 부분은 가려진다. 사용자가 만일 이를 위로 움직이면, 아래 부분은 보이기 시작하나 사용자가 다시 그 막대를 위쪽으로 기울여 숨길 수 있을 것이다. 만일 사용자가 계속해서 그 막대를 위로 움직여 더욱 위쪽으로 기울게 한다면, 원형 끝부분은 사진의 상단 가장자리에 닿을 것이다. 이 시점에서, 막대에 의해 추적되는 선 위에 위치하는 실제 공간상 모든 개체는 사진에서 볼 수 없게 될 것이다.

이 막대는 마찬가지로 쉽게 왼쪽, 오른쪽, 아래 혹은 세로 가로 방향의 어떠한 조합이든 이동하거나 회전할 수 있을 것이다. “숨겨진” 막대의 각도는 단순히 화면 중앙에서부터 양 축까지의 거리에 따라 달라진다. 이 사고 실험의 의미는 카메라 이미지 내의 모든 지점은 사실상 실제 공간에서는 선에 해당하고 그 선위에 단일 지점만 이미지 내에서 볼 수 있다는 것이다. 선위에 그 지점 뒤의 모든 것은 가려지게 된다.

이 이미지의 외부 가장자리는 이미지의 모서리에 맞춰서 발산하는 라인에 의해 정의된다. 만일 이 선을 카메라를 향해 거꾸로 추적한다면, 이 선은 궁극적으로 한 개의 점으로 수렴할 것이다. Unity에서는, 이 점이 정확히 카메라의 변형점으로 위치하며 조망의 중심점으로 알려져 있다. 화면의 상단과 하단 중심에서 수렴하는 선에 대한 조망의 중심과의 각도를 시야의 필드(field of view)라고 부르기도 한다 (종종 FOV으로 축약됨).

위에서 언급한 바와 같이, 이미지의 가장자리에서 발산하는 선 밖으로 떨어지는 모든 것은 카메라의 시야에서 사라지지만, 랜더링 할 때 또 다른 두 가지 제한사항이 있다. 근거리와 원거리의 조각 평면(clipping planes)은 카메라의 XY 평면과 평행하며 각각은 그 중앙 라인을 따라 일정 거리를 설정한다. 근거리 조각 평면보다 가깝고 원거리 조각평면 보다 먼 모든 대상은 랜더링이 되지 않을 것이다.

두 조각 평면을 따라가는 발산 모서리 선은 잘린 피라미드, 즉 시각 절두체 (frustum)을 정의한다.

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