[Unity] 수포자를 위한 게임 수학 : 노멀맵(Normal Map)

알쓸유잡 5월 : 📐수포자를 위한 게임수학 3부

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노멀맵(Normal Map)은 디테일한 굴곡을 표현하기 위한 맵을 의미한다.

픽셀 단위로 조명 연산의 디테일을 추가해준다.

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노멀 매핑 (Normal Mapping)

노멀맵을 실제 오브젝트에 적용하는 것을 노멀 매핑이라고 한다.

버텍스가 아닌 사이의 표면은 보간 처리하여 노멀을 구한다.

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노멀맵이 파랗게 보이는 이유

노멀(X, Y, Z)의 각 축은 -1 ~ 1 사이의 값을 가지나,

컬러(R, G, B)의 범위는 0 ~ 1이므로 범위를 재조정하여 저장한다.

[+] -1 → 0, 0 → 0.5, 1 → 1

이때, X축과 Y축은 -1 ~ 1의 범위를 가지나, Z축은 0 ~ 1 값을 가진다.

[+] 면의 방향을 의미하므로 음수 값(-1)을 가질 수 없다.

따라서, Z축(=B) 값이 항상 상대적으로 크므로 노멀맵은 파랗게 보인다.

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탄젠트

노멀의 Z축 방향은 고정(면의 방향이므로)이지만,

X축과 Y축은 경우의 수가 무한하므로 탄젠트를 활용해야한다.

FBX Import 옵션에서 Tangents 옵션을 선택할 수 있다.

노멀맵을 사용하지 않는다면 None으로 설정하는 것이

최적화 측면에서 좋다.

Calculate 시리즈는 유니티 자체에서 계산해준다.

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Normal과 Tangent를 외적하여

Binormal(Bitangent)를 도출해주면,

위와 같은 행렬 수식을 완성할 수 있다.