Blender 에서 Glass BSDF 법선 벡터 원리 및 투명한 객체 렌더 방법

Blender Glass BSDF 사용 방법

Blender 에서 Glass BSDF 의 사용 방법에 대해서 정리한 게시글이다.

Glass BSDF 는 유리 효과 및 통과할 수 있는 렌더링을 처리하는 쉐이더이다.

기본적으로 3D 그래픽스에서 모든 처리는 법선 벡터에 의존한다고 해도 과언이 아니다.

사용자가 쳐다보는 Look at 좌표로부터 특정 벽 객체가 있을 때, 해당 벽 객체의 Normal Map으로 부터 굴절 벡터를 구하여, Object에 도달하는 지점의 색상을 가져오는 것이라고 볼 수 있다. 이 가져온 색상을 비로소 물체의 텍셀 위치에 렌더링하는 것이다. 물론 Blender 의 Cycles 엔진은 실시간 렌더링이 아니기 때문에 레이 트레이싱 과정에서 여러 빛이 산란될 수는 있지만 기본적인 입사 벡터는 위와 같은 원리로 대상 벡터에 도달한다. 즉 해당 물체의 법선 벡터가 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있다.

기본적으로 Glass BSDF 에 입력으로 받을 수 있는 Normal이 그런 역할이다. Normal에 아무런 입력값이 없는 경우 블렌더는 기본적으로 객체 자체의 노말 벡터를 입력으로 연산해준다. 따라서 실제 Normal 이 없는 것이 아니다. 지금은 연결된 값이 없기 때문에 블렌더가 알아서 기본 노말로 넣어주기에 비로소 굴절 되는 것이다.

임의 색상을 추가하여 렌더링하면 여전히 유리 처럼 반대편 객체가 상에 들어오는 것을 확인할 수 있다.

이외 또 다른 설정들이 보이는데, Roughness 와 IOR 값이다.

Roughness 는 표면의 거친 정도로 0인 경우 매끈한 표면을, 높을 수록 거친 표면을 시뮬레이션한다. 이 원리 역시 표면의 노말 값에 노이즈를 주는 정도로 이해하면 되는 것 같다. 하나의 평면에 대하여 같은 Normal을 가지지만, 여기에 Noise를 더해줘 Normal 벡터의 잡음을 조금 증가시켜, 빛이 도달하는 대상 상의 벡터를 조절하는게 아닌가 생각한다. (이 부분은 조금 자세한 조사가 필요하다.)

IOR은 굴절률을 의미한다. 1.0이 일반 공기, 높을수록 굴절률이 높아진다. 굴절되는 굴절 벡터의 반사각을 조절한다고 볼 수 있다.

한편 Normal 입력에 대해 헷갈리면 안되는 사실이 있다.

이 입력에 임의로 0 값을 넣더라도 정상적으로 반대편의 상이 잘 맺히는 것을 확인할 수 있는데,

이는 Blender 에서 입력이 0인 경우에 자동으로 객체의 법선 벡터를 넣어주기 때문이다.

하나의 값만 0.0001로 하는 순간

잘못된 법선 벡터이므로 당연히 굴절도 이상하게 되었기에 검정 화면이 출력되는 것을 확인할 수 있다.