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분류 Inspirer | Radiance | Rayfront | Photopia | LightTools | OptisWorks |
[ 강 의 내 용 ]
강의 주제 : 고급 조명 툴인 Inspirer의 간단소개(1)
강의 진행 : 바라    | 2005/04/01 23:53 | HIT : 5,789 | VOTE : 525 |
이상원디자인그룹 - Inspirer 간단 소개

Inspirer
(
물리적 특성에 근거한 시각적이며 분석적인 계산 결과와
사실적인 조명 연출 이미지를 작성
)

조명 디자인 및 시뮬레이션 프로그램의 정확도(Accuracy)와 이미지(Lighting Simulation Rendering Image)에 대해서 비교 검증한 선진 외국의 사례가 많다.
그러한 사례를 통해서 볼 때 Inspirer는 다른 프로그램에 비해서 보다 정확하다는 평가를 받는 프로그램이다.

뛰어난 장점을 지니는 많은 기능을 포함하고 있어 화면 구성이 다소 복잡해 보이고 어려워 보이지만, 매우 강력한 성능을 발휘한다. 많은 사용자를 확보하고 있는 Lightscape와 비교할 수 있는 기능을 가지고 있다. 재질의 편집이나 라이트의 설정 등 여러 가지 옵션이 매우 다양하고 뛰어나지만 모델링 기능이 취약하다. 자체 내장된 모델러는 모델링 기능이라기보다는 임포트하는 데이터를 분석하거나 오브젝트 라이브러리 기능을 수행한다.

Inspirer의 가장 강력한 장점은 물리적으로 빛과 주변 환경의 특성을 분석하여 정확하게 시뮬레이션하는 것이며 그렇게 측정된 결과에 근거하여 이미지를 연출한다는 것이다.
또한 빠른 계산과 렌더링을 수행한다. 그리고 조명 대상의 물체가 공간에서 얼마나 어떻게 인지되어 보일 것인지를 분석하고 디스플레이할 수 있다. 건축물과 다른 공간에 대하여 사람들이 가장 효과적으로 인지할 수 있는 조명의 환경을 시험하고 검증할 수 있는 최적의 툴을 제공한다.

 

1) 활용(적용) 분야(Lighting Design/Simulation/Analysis)

활용(적용) 분야가 매우 다양하다. 조명을 분석하고 연출하는 기능과 함께 그래픽적 표현을 할 수 있는 기능이 우수하기 때문이다. 그리고 Inspirer를 보조 또는 보완해주는 확장되고 진보된 프로그램이 같은 개발사에서 개발되어 있어 더욱 그 활용 범위가 크다.

-   조명 디자인 프로세스(다양한 조명 기법 적용, 조도, 휘도, 글레어, 물체의 명시성)

-   조명 효과의 연출 이미지(Rendering Image)

-   Daylight의 계산, Daylight System 디자인(에너지 절약 측면의 입장에서 도입)

-   건축물의 시뮬레이션(그래픽적 표현 가능)

-   투명 물질의 반사와 투과 그리고 굴절의 표현

그림 1. Inspirer의 활용 사례를 보여주는 예제.(Lighting/Graphics)


2)
Inspirer의 화면 구성과 3D 모델링 데이터의 Import & Export

Inspirer는 그 뛰어난 기능 만큼이나 많은 옵션을 지니고 있다. 그림 2에서 보듯이 화면 하단과 우측에 메뉴가 설정되어 있다. 우측의 명령은 Inspirer의 장점이 되는 메뉴가 구성되어 있어 다양한 연출의 효과를 만들 수가 있다. Light, Textures, Layouter, Data 그리고 Anime 등의 메뉴는
Lightscape와 비슷한 기능을 제공한다.

Inspirer는 모델링 프로그램이 아니다. 그러기에 캐드와 같은 모델링 기능을 수행하는 프로그램에서 모델을 구성하여 Import하여야 한다. 외부 모델링 프로그램에서 구성한 3D 모델링을 임포트하면 데이터 프로세싱 과정을 통하여 3D 데이터를 재처리한다. 이러한 분석과정에서 Inspirer의 구조에 맞게 3D 모델링 데이터의 오류사항을 수정한다.(Geometry Purifier)

Data Processing

•   Import formats: IGES, DXF, VRML, ARRIS, Intergraph, Softimage, GDS
•   Export formats: IGES, DXF, VRML

Data Libraries

•   Attributes Library
•   Lights Library
•   Objects Library
•   Texture Library
•   Layouter

그림 2. Inspirer의 화면 구성과 3D 데이터를 임포트(Import)


3) 모델링(Modeling)

자체 내장된 모델링 도구는 매우 제한적으로 사용되어진다. Lightscape와 같이 장면(Scene)내의 오브젝트를 수정하거나 또는 라이브러리(Objects Library)에서 오브젝트를 추가하는 것 등이다. 실제의 조명 대상 공간은 캐드(이 경우 DXF파일로 저장)와 같은 모델링 프로그램에서 구성하여 Inspirer로 Import하여야 한다.

재질 속성(Material & Texture Properties) 등의 세부 속성은 DXF 등 일반적인 3D 데이터로 임포트할 경우에 사라진다. 그러할 경우, 재질과 조명의 설정은 모델링 데이터를 화면에 구성한 다음에 Inspirer에서 하여야 한다. 다만, VRML(가상 현실 포맷)은 Inspirer파일로 컨버트되어질 때 이러한 세부 속성들을 포함한다. 여러 가지 뛰어난 기능을 수행하나 이러한 불편하고 번거로운 모델링 기능이 개선되기를 바란다.

블록 시스템과 같은 오브젝트 데이터는 우측 화면 메뉴의 Layouter를 사용하여 라이브러리에 저장된다.
이는 사용자 환경을 고려한 사용자 라이브러리이다.
(Lightscape의 Block)


4) Scene을 구성하여 조명 효과(Daylight 계산)를 연출한 이미지

그림 3. 3D 데이터로 화면을 구성하고 Daylight을 설정하여 연출한 이미지


5) Surfaces/Material/Texture의 속성 설정

Inspirer는 다른 프로그램에 비해 빛과 재질의 특성을 비교적 정확하게 표현한다 할 수 있다. 재질에 대한 빛의 전이 특성이라든지 투과, 굴절, 재질의 광택의 정도 등의 표현이 사실적이기에 조명 시뮬레이션을 효과적으로 수행할 수 있다. 그리고 다양한 Texture를 매핑할 수 있으며, 재질면의 발광 효과(Self-luminance of a surface)를 연출할 수 있다.

•   Materials Library
•   Texture Mapping
•   Textures Library
•   Self-luminance of a surface

그림 4는 Scene에 모델링 데이터를 구성하고 Surfaces, Materials 그리고 Textures의 속성을 설정하고 편집하는 화면을 보여주고 있다. 화면에서 보듯이 매우 다양한 설정의 도구를 제시하고 있다. 좀더 다양하고 효과적으로 실제적인 표현을 할 수 있다.

그림 4. 모델링을 구성하고 재질을 편집하는 화면


6) Lighting의 설정

아래와 같은 인공조명과 자연조명(artificial and natural light sources)을 사용하여 빛을 시뮬레이션한다. 그리고 장면내의 오브젝트로 빛을 발하는 사용자 환경의 조명을 만들 수 있다. 따라서 다양한 형태의 조명기구를 만들 수 있다.

•   point
•   parallel
•   cone
•   line
•   rectangular
•   circular
•   sun
•   sky

그림 5는 Lighting을 설정하고 배광을 분석하는 화면이다. 보다 정확하게 조명(빛) 환경을 고려하고 분석하여 예측할 수 있다. 부가적인 툴을 사용하여 광학적이며 물리적인 빛의 시각적 효과를 표현할 수 있다. (Corona, Bloom...)

①  Setting the Lights

②  Light(Sources) Library

③  Editing the Lights

그림 5. 재질을 편집한 후 조명(배광)을 설정하는 화면


많은 프로그램이 직접광의 계산은 빛의 반사와 산란 등에 의한 간접광에 비해 보다 정확하게 이루어진다. Inspirer 역시 그 정확성에 대해서는 보다 많은 연구가 이루어져야 하겠지만 간접광의 표현이 비교적 잘 이루어진다. 빛의 산란에 의한 정확한 표현은 어려운 듯 하다.

아래 그림 6은 직접광(Direct)만 계산되었을 때, 간접광(Indirect)만으로 조명 되었을 때 그리고 간접광과 직접광(Full)의 실제적인 조명에 의한 계산된 렌더링 이미지를 보여주고 있다. 표에 나타난 흰색의 곡선은 이미지상에 나타난 직선의 흰색선 위에서의 조도 변화를 보여주고 있다.

Direct은 빛을 받는 부분과 음영이 지는 부분의 조도차가 매우 크게 나타나고 있어 직접광을 받지 못하는 부분은 전혀 인지할 수 없다. Indirect은 반사된 빛에 의해 조명이 되므로 Contrast가 전혀 없이 조도의 변화가 거의 없다. 매우 균일한 조명인 듯 보이나 공간감을 인지하기는 어렵다.
Full은 적절한 Contrast와 조도의 변화로 균형 있는 빛의 분배가 이루어 졌다.

그림 6. 직접광과 간접광의 표현의 차이(시각적 조도 변화)

 
 
  
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