[중급] 3차원에 대하여 (고찰)

** 3차원

  물건의 모양을 표현하는 방법은 여러가지가 있다. 사람은 두 눈을 가지고 있다. 그래서 물건의 좌우 정면 아래위를 동시에 보고 사고하는 능력을 가지게 되었다. 그리고 우리가 본 그것만을 가지고 다른 부분 가령 뒷면을 상상하여 그 물건의 모습을 가상으로 떠올리게 된다. 그리고 뒷면을 보는 순간 그 물건의 완벽한 모습을 형상화한다.

  2차원에서 한면만으로 물건의 모습을 완벽하게 표현할 수 없어서 측면도 정면도 평면도를 그려 그 모습을 상상할 수 있게 그려놓는 것이다.

하지만 우리가 일상에서 보는 것과 같은 모습을 한번에 표현할 수 있다면 어떻게 우리는 사고 할 것인가. 컴퓨터에서 우리가 표현할 수 있는 것의 한계는 2차원이다. 3차원을 표현할 수 있다고 하지만 그것은 평면적인 3차원인 것이다. 하지만 비슷하게 보이게 할 수 있다는 것에 그 의미가 있다.

앞에서 언급했듯이 우리의 뇌는 좌우 아래 위를 보고 뒷면을 상상하여 그 물건의 형상을 완성시킨다고 하였다. 그렇다면 컴퓨터 화면에서 좌우 아래위를 표현할 수 있다면 단지 그것이 2차원의 이상이지만 그것이 표현이 된다면 실제로 물건을 보듯이 우리는 그 물건에 대해서 정확하게 상상할 수 있게 되는 것이다.

이것을 가능하게 하는 것이 3D이다.

이 3D를 표현하게 위해서 컴퓨터에서는 실제의 모습과 같이 앞 뒤 아래 위를 만들어야 한다.

그것의 첫 단계가 선이다.

2차원에서는 점에서 시작하여 선, 선에서 시작해서 면까지 간다.

하지만 3차원에서는 선에서 시작하여 면, 면에서 하나의 부피를 가진 도형으로 완성되게 된다.

바로 3차원의 첫단계가 바로 선으로 이루어진

와이어 프레임을 뜻한다.

선으로 이루어진 도형을 말한다.  이렇게 선으로 하나의 도형을 완성하면 선과 선을 이어 하나의 면으로 완성할 수 있다. 이렇게 면으로 이루어진 도형을 서페이스 모델이라고 한다. 더 연장해서 이런 면들을 모아서 하나의 물건을 완성시켜 부피를 부여하면 바로 그것이 하나의 완벽한 물건이 되는 것이다. 이것이 바로 솔리드 모델이다.

결론적으로 3차원 모델링 방법은 3가지로 나뉜다.

1. 와이어 모델

2. 서페이스 모델

3. 솔리드 모델

그렇다면 이런 3차원을 컴퓨터에서는 어떻게 표현할 수 있는 것일까?

그냥 종이에 그림을 그리면 그것이 선이 되고 면이 되지만 컴퓨터는 그렇치가 못하다. 하나의 기준이 필요하고 규칙이 필요한 것이다.

그렇다면 어떻게 컴퓨터는 3차원을 표현하는 것일까?

그 중심이 되는 방법은 무엇인가? 생각해보지 않을 수 없다.

컴퓨터가 3차원을 표현할 수 있는 그 첫번째는 바로 좌표계라는 것 때문이다. 결론부터 말하자만 컴퓨터는 앞뒤 아래 위를 구별 할 수 없다. 그것은 컴퓨터를 사용하는 우리가 이 부분이 앞이다. 뒤이다. 결정을 해 주었기 때문에 그것이 앞 또는 뒤라고 이야기 해주는 것이다. 컴퓨터가 너무 정직하다는데서 너무 짜증이 나기 시작하지만, 그건 논외의 이야기이고...

이런 좌표계는

x,y,z 3가지 축을 이루고 있을 때에만 3차원을 표현할 수 있다. 하나의 공간을 만들어 준 것이다.

물리에서 보면 x,y,z 이렇게 3축을 이용한 좌표계와

원통을 이용한 원통 좌표계, 그리고 구 좌표계도 있지만 이것은 우리가 직관적으로 확인하게 힘든 이유로인해서 잘 사용되어지지 않는다. 그렇다고 전혀 사용되고 있지 않는 것은 아니고 천문학이나 우주 과학에서 사용되고 있는 것으로 알고 있다.

그리고 결정적으로 컴퓨터는 각도를 가지고 계산하기에는 너무 느리다. 각도라는 것은 사실 아날로그적인 면을 많이 가지고 있는 요소이다. 아날로그는 컴퓨터의 근간을 이루고 목표로 하는 요소이기는 하지만 그것이 컴퓨터가 처리할 수 있는 요소가 되지는 못한다. 아무리 좋은 컴퓨터가 있다고 하여도 아날로그를 완벽하게 처리할 수 있는 컴퓨터는 그 어디에도 없다. 심지어 인간 또한 아날로그는 완벽하게 처리하지 못한다. 그런 이유로 컴퓨터의 놀리꺼리는 바로 디지털이 되는데 이런 디지털로 처리하기에 완벽하다 못해 척척 맞는 것이 바로 xyz좌표계이다.

글쓴이 - 그냥이