컴퓨터 그래픽스 배움터 (개정판 4 판)

컴퓨터 그래픽스 배움터 (개정판 4 판)

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Description
최근 우리 사회가 4차산업혁명 시대로 발전하면서 인공지능, 빅데이터, IoT와 함께 가상/증강현실 기술이 널리 각광받고 있습니다. 특히 가상/증강현실 기술과 함께 메타버스 플랫폼은 많은 관심을 받고 있으며 이들 모두 실감있는 환경을 보여주는 데에는 컴퓨터 그래픽스 기술이 기본 바탕으로 적용되고 있다. 또한 메타버스 플랫폼은 인터넷으로 연결되어 많은 사람들이 참여할 수 있으며 다양한 작업을 수행하고 있다.

2003년 “컴퓨터 그래픽스 배움터”초판을 출간한지 20년이 되었다. 그동안 우리 사회와 컴퓨터 기술이 앞서 말한 바와 같이 많이 바뀌었다. 특히 인터넷 관련 기술은 발전의 속도가 매우 빨라 구현 환경에 많은 변화가 있었다. 이러한 상황에 맞추어 이번 개정 4판은 실습 환경과 시연에 관련된 내용을 대폭 수정하였다. 우선 3장에서 OpenGL 프로그래밍 실습을 C++ 환경이 아니라 웹브라우저에서 편리하게 실습할 수 있도록 WebGL 프로그래밍 환경으로 변경하고 손쉬운 프로그래밍을 위하여 Three.js 라이브러리를 사용하도록 소개하였다. 부록에서는 기존의 2D 및 3D 그래픽스 소프트웨어 실습은 제외하고, Three.js 라이브러리를 이용한 WebGL 프로그래밍 실습을 집중적으로 학습할 수 있도록 전체 내용을 새롭게 구성하였다.

부록의 실습에서는 본문 각 장의 이론과 대응하여 예제 위주로 WebGL 프로그래밍을 단기간에 배울 수 있도록 설명하였다. 또한, 본문 각장의 연습문제에서 프로그래밍 관련 문제는 제외하고 부록에서 실습과 병행하여 풀어볼 수 있도록 실습에 프로그래밍 연습문제를 배치하였다.

다음으로는 웹브라우저 환경이 변경됨에 따라 기존에 사용하던 자바 실행 엔진이 바뀌고 플래시가 더 이상 지원되지 않는 등 사이버클래스의 사용에 애로가 있었다. 이에 사이버클래스에서 사용하던 시연을 본문 내용의 그림으로 대체하여 설명에 도움이 되도 록 수정하였다. 그 밖에도 일부 내용을 이해하기 쉽도록 다시 서술하고 최신 기술에 맞는 새로운 그림으로 교체하였다.
저자

최윤철

서울대학교전자공학과졸업
UniversityofPittsburgh(석사)
UniversityofCalifornia,Berkeley(석사및공학박사)
연세대학교컴퓨터과학과교수,명예교수

ㆍ주요경력
-Lockheed사및RockwellInternational사연구원
-UniversityofMassachusetts교환교수
-일본게이오대학교환교수
-한국멀티미디어학회회장,명예회장
-전자책(eBook)표준제정위원장

ㆍ관심분야:컴퓨터그래픽스,멀티미디어HCI,스케치기반인터페이스및모델링(SBIM),모바일사용자인터페이스

목차

PART01그래픽스시스템의개요

CHAPTER01컴퓨터그래픽스의개요
1.1컴퓨터그래픽스의발전
1.2그래픽스표현의분류
1.2.1벡터그래픽스와래스터그래픽스
1.2.23차원그래픽스의처리과정
1.3그래픽스,이미지처리,애니메이션및가상현실
1.3.1그래픽스와이미지처리
1.3.2애니메이션과가상현실
1.4컴퓨터그래픽스의활용
■연습문제

CHAPTER02컴퓨터그래픽스시스템
2.1그래픽스시스템의구성
2.2디스플레이장치
2.2.1CRT(CathodeRayTube)모니터의원리
2.2.2벡터모니터(VectorMonitor)
2.2.3래스터모니터(Raster-ScanMonitor)
2.2.4컬러모니터(ColorMonitor)
2.2.5평판디스플레이장치
2.3그래픽스프로세서(GraphicsProcessor)
2.4입력장치
2.4.12차원입력장치
2.4.23차원입력장치
2.5하드카피(HardCopy)출력장치
2.6그래픽스소프트웨어
2.6.1그래픽스소프트웨어의기능
2.6.2컴퓨터그래픽스의표준
■연습문제

CHAPTER03WebGL과그래픽스응용소프트웨어
3.1OpenGL의기본개념
3.1.1OpenGL의특징
3.1.2OpenGL계열표준의장점
3.1.3OpenGLES와WebGL
3.1.4WebGL프로그래밍소개
3.1.5Three.js라이브러리를이용한WebGL프로그래밍
3.2WebGL및Three.js의주요기능
3.2.1기하객체형상모델링(GeometricShapeModeling)
3.2.2기하변환과투영(GeometricTransformationandProjection)
3.2.33차원객체의은면제거(HiddenSurfaceRemoval)
3.2.4색상및셰이딩(ColorandShading)
3.2.5블렌딩(Blending)
3.2.6텍스처매핑(TextureMapping)
3.2.7애니메이션(Animation)
3.2.8기타유용한기능
3.3벡터그래픽스소프트웨어
3.3.1벡터그래픽스(VectorGraphics)
3.3.2대표적인2D그리기도구
3.4래스터그래픽스소프트웨어
3.4.1래스터그래픽스(RasterGraphics)
3.4.2대표적인페인팅도구및이미지편집도구
3.53차원그래픽스소프트웨어
3.5.13차원그래픽스소프트웨어의주요기능
3.5.2대표적인3차원그래픽스소프트웨어
■연습문제

PART022차원컴퓨터그래픽스

CHAPTER042차원그래픽스의기본요소
4.1점과선
4.1.1점과선의정의및속성
4.1.2DDA선그리기알고리즘
4.1.3Bresenham선그리기알고리즘
4.2원,타원및기타곡선
4.2.1원그리기
4.2.2타원그리기
4.2.3기타곡선그리기
4.3영역및다각형채우기
4.3.1영역의특성과채우기방식
4.3.2시드채우기(SeedFill)방식
4.3.3다각형내부판단규칙
4.3.4다각형주사변환(PolygonScan-Conversion)방식
4.4문자의표현
4.4.1폰트(Font)의종류
4.4.2문자와텍스트의속성
4.5앤티앨리어싱(Antialiasing)
4.5.1래스터출력의문제점
4.5.2앤티앨리어싱기법
4.6색상의표현
4.6.1RGB컬러표현방식
4.6.2인덱스컬러(IndexedColor)표현방식
■연습문제

CHAPTER052차원그래픽스의변환
5.1기본적인기하변환(GeometricTransformation)
5.1.1이동(Translation)
5.1.2신축(확대/축소:Scale)
5.1.3회전(Rotation)
5.2동차좌표계를이용한변환
5.2.1동차좌표계(HomogeneousCoordinateSystem)의필요성
5.2.2동차좌표계의표현
5.2.3합성변환(CompositeTransformation)
5.3기타기하변환
5.3.1반사(Reflection)
5.3.2밀림(Shearing)
5.4래스터방식에서의변환
5.4.1래스터변환
5.4.2래스터연산의원리및종류
5.5윈도우와뷰포트(Viewport)
5.5.1뷰잉파이프라인(윈도우와뷰포트의개념)
5.5.2윈도우-뷰포트좌표변환
5.6클리핑알고리즘(ClippingAlgorithm)
5.6.1클리핑의종류
5.6.2점클리핑
5.6.3선클리핑
5.6.4영역클리핑
5.6.5텍스트클리핑
■연습문제

CHAPTER06GUI와대화식입력기법
6.1사용자인터페이스
6.1.1GUI(GraphicalUserInterface)
6.1.2인터페이스설계시고려사항
6.2그래픽데이터의입력
6.2.1논리적(Logical)입력장치의분류
6.2.2물리적(Physical)입력장치
6.3대화식입력기법
6.3.1위치지정기법(PositioningTechnique)
6.3.2지적/선택기법(Picking/SelectionTechnique)
6.43차원사용자인터페이스
6.4.1탐색항해(Navigation)를위한기법
6.4.2선택및조작을위한기법
■연습문제

PART033차원컴퓨터그래픽스

CHAPTER073차원그래픽스의기하변환과뷰잉
7.13차원그래픽스의처리과정
7.2기본적인3차원기하변환
7.2.1이동(Translation)
7.2.2신축(확대/축소:Scale)
7.2.3회전(Rotation)
7.3기타3차원기하변환
7.3.1반사(Reflection)
7.3.2밀림(Shearing)
7.3.3좌표계의변환
7.4투영(Projection)의개념과종류
7.4.13D좌표계
7.4.2투영의종류
7.5뷰잉변환(ViewingTransformation)
7.5.1뷰잉과정
7.5.2뷰잉좌표계(ViewingCoordinateSystem)의설정
7.5.3월드좌표계에서뷰잉좌표계로변환
7.6투영을위한변환
7.6.1뷰볼륨(ViewVolume)
7.6.2평행투영(ParallelProjection)의변환행렬
7.6.3원근투영(PerspectiveProjection)의변환행렬
■연습문제

CHAPTER083차원객체의모델링
8.1객체모델링의개요
8.2다각형면(PolygonSurface)모델링
8.2.1다각형메쉬(PolygonMesh)표현
8.2.2기하적데이터표(GeometricDataTable)
8.2.3평면방정식(PlaneEquation)
8.32차곡선과곡면모델링
8.3.12차곡선과곡면(QuadricsandQuadricSurface)
8.3.2수퍼2차곡선과곡면(Superquadrics)
8.4스플라인(Spline)곡선
8.4.1스플라인곡선의종류와성질
8.4.2.스플라인곡선과연속성
8.4.33차스플라인(CubicSpline)곡선
8.5베지어곡선과곡면모델링
8.5.1베지어곡선(BezierCurve)
8.5.2베지어곡면(BezierSurface)
8.6B-스플라인모델링
8.6.1B-스플라인(Bell-ShapedSpline)곡선및곡면
8.6.2NURBS(Non-UniformRationalB-Spline)곡선및곡면
8.7모델링곡선/곡면의비교
8.8기타모델링기법
8.8.1스위핑(Sweeping)
8.8.2솔리드모델링(SolidModeling)
■연습문제

CHAPTER09은면의제거
9.1은면제거(HiddenSurfaceRemoval)의개념
9.1.1은면제거알고리즘의종류
9.1.2은면제거의처리개념
9.2다면체뒷면의제거(Back-FaceRemoval)
9.3z-버퍼(z-Buffer)기법
9.3.1z-버퍼알고리즘의개념
9.3.2수행과정
9.4깊이정렬(DepthSorting)기법
9.4.1깊이정렬법의개념
9.4.2수행과정
9.5레이캐스팅(Ray-Casting)기법
9.5.1레이캐스팅기법의개요
9.5.2수행과정
■연습문제

CHAPTER10조명모델과곡면의렌더링
10.1곡면렌더링(SurfaceRendering)의과정
10.2조명모델(IlluminationModel)
10.2.1조명의종류
10.2.2표면의성질
10.2.3산란반사(DiffuseReflection)
10.2.4거울반사(SpecularReflection또는Highlighting)
10.2.5빛의굴절(Refraction)및투과
10.3다각형셰이딩(PolygonShading)기법
10.3.1균일셰이딩(ConstantShading또는FlatShading)
10.3.2Gouraud셰이딩
10.3.3Phong셰이딩
10.4광선추적법(RayTracing)
10.4.1광선추적법의원리
10.4.2광선과물체의교차점구하기
10.5텍스처매핑(TextureMapping)
10.5.1텍스처매핑의원리
10.5.2텍스처매핑기법
10.6컬러모델
10.6.1빛의성질
10.6.2CIE색채도(CIEChromaticityDiagram)
10.6.3RGB,CMY,HSV컬러모델
■연습문제

PART04그래픽스특수기법과애니메이션

CHAPTER11절차적그래픽스기법
11.1프랙탈기하(FractalGeometry)모델
11.1.1프랙탈기하학의특성
11.1.2프랙탈의생성원리
11.1.3프랙탈기하학의예
11.1.4프랙탈기하학의차원
11.2입자시스템(ParticleSystem)
11.2.1입자시스템의특성
11.2.2입자시스템의예
11.3물리기반모델링(PhysicallyBasedModeling)
11.3.1물리기반모델링의특성
11.3.2물리기반모델링의예