제가 정리했던 파일도 올립니당ㅎㅎ

래스터 = 픽셀

변환 : 크기, 이동, 회전

크기 : 확대, 축소

이동: XYZ

구성

요구사항
분석
설계
구현
테스트
유지보수

그래픽 처리의 기본요소

점, 선, 다각형
모델링: 복잡한 물체를 설계하는
렌더링: 모델링된 물체를 화면에 그려내는 작업

1장 -2 그래픽 이론

1-2.1장 컴퓨터 그래픽스

캐드, 프레젠테이션 그래픽스, 가상현실,
미술: 무선 스타일러스 펜, 그래픽 소프트웨어
애니메이션, 게임
교육 및 훈련: CAI 학습 보조도구로서 컴퓨터 활용, 운전 시뮬레이션
과학 분야 가시화: SCI, VIS 대용량 정보분석
그래픽 사용자 인터페이스: GUI

1-2.2 컴퓨터 그래픽스 와 영상처리의 차이

컴퓨터 그래픽스
- 컴퓨터를 사용하여 그림을 생성하는 기술
영상처리
- 기존에 존재하는 그림을 개선하거나 인식하는 분야

1-2.3그래픽 이론 모델링과 렌더링

2가지 모델링(What to Draw), 렌더링(How to Draw)
- 모델링
  - 무엇을 그릴지, 선분의 양 끝점 위치를 명시하는 작업
  - 장면 내부의 물체를 정의하는 작업
- 렌더링
  - 모델링에 의해 정의된 물체를 어떻게 그릴 것인지에 관련 된 것
  - 화면에서 보는 모든 그림은 렌더링의 결과

1-3 pipeline 컴퓨터 그래픽스 제작단계

1-3.1 모델링

가상의 그래픽스 환경을 구성하는 각각의 물체를 컴퓨터가 처리할 수있는 방식으로 표현한 것을 모델(model) 이라고 한다
폴리곤(polygon mesh)들로 구성된다, 폴리곤으로 구성된 물체는 폴리곤 메시(polygon mesh)라고 불린다.

1-3.2 리깅(riging), 애니메이션(Animation)

애니메이션을 위해서 골격을 구성한 후, 각각의 뼈의 움직임이 야구선수의
폴리곤 메시에 어떻게 반영될 것인가를 정의
팔의 뼈가 움직일 때 그 주변의 폴리곤이 따라서 움직이도록 설정되어야 한다.
이런 과정을 리깅이라고 한다
폴리곤 메시가 어떻게 움직일지를 정의 하는것

1-3.3 애니메이터

캐릭터 골격을 움직여 캐릭터의 애니메이션을 정의 하면 런타임에 프레임 별로 재생

1-3.4 렌터딩(Rendering) = make

3차원 장면이 주어졌을때 이를 2차원 영상, 즉 프레임으로 만드는 작업을 렌더링이라 한다.
매우 복잡한 연산을 요구하는 단계
- 텍스처링(texturing): 텍스처를 물체 표면에 입힌다.
- 라이팅(lighting): 빛과 물체의 상호 작용을 처리한다.

1-3.5 후처리(post processing)

모션 블러(motion blur), 초점 심도(depth of field) 영역 바깥 부분을 흐릿하게 처리

1-4그래픽스 API

게임 엔진은 그래픽스 API를 기반으로 개발된다.
- 많이 쓰이는 2가지는 Direct3D와 OpenGL이다
OpenGL ES: 모바일 기기를 위한 API이다. OpenGL 기능의 일부로 정의
GPU 내에서 하드웨어로 구현되어 있다
- 그래픽스 API는 GPU에 대한 소프트 웨어 인터페이스라고 할 수 있다.
- 그래픽스 API는 그래픽스 응용 프로그램 혹은 게임 엔진에서 호출하는 함수를 GPU에서 실행 가능한 명령들로 바꿔주는 역할을 한다.

2장 그래픽 하드웨어

2장 -2 래스터 그래픽 장비

2-1 컬러 모니터

화소 = Picture Element = Pixel = Raster 픽셀
- 그림 기본 요소
인점
- RGB 색을 띤 점
- 한 화소의 색상으 세가지 인점의 밝기에 따라 결정
종횡비
- 화면의 세로 대 가로 길이 비율이다.
해상도
- 해상도란 이미지나 화면의 선명도를 결정하는 화소(Pixel)의 수를 의미합니다.
- 화소 수에 의해 결정된다.
도트 피치
- 동일 색상의 인점 사이의 거리
트라이어드 방식, 스트라이프 방식
- 트라이어드 방식
  - 인점들이 서로 교대하면서 상하 좌우로 반복을 진행
- 스트라이프 방식
- 좌우로 나란한 3개의 인점이 모여서 한 화소를 구성

2-1.1 화면 선명도-섀도우 마스크, 애퍼쳐 그릴

섀도우 마스크
- 화면의 선명도와 직결
- 트라이어드 방식일때 사용
애퍼쳐 그릴
- 스트라이프의 인점 방식일때
섀도우 마스크 VS 애퍼쳐 그릴
- 섀도 마스크은 마스크에서 많은 양의 빛을 차단하는 데 반해
- 애퍼쳐 그릴은 대량의 전자빔이 통과 할 수 있기 때문에 더욱 밝고 선명한 영상을 얻을수 있다.

4장 -1 그래픽스 표준

4-1.1 표준화

공유성과 재사용성을 높이기 위해 규정을 제정하는 것

4-1.1.1 그래픽스 표준 ISO/IEC JTC1/ SC24

하드웨어 구조
응용프로그램 인터페이스
메타파일 및 인터페이스
- 원본데이타
- data: 가공된 데이타
언어 수용
표준안의 타당성 검증 및 등록

4-1.1.2 그래픽 분야 표준의 목표

주 전산기 독립성
1. 동일한 프로그램으로 다양한 모든 하드웨어에서 사용가능
장비 독립성
1. 입출력 장비가 달라도 프로그램 명령은 동일해야한다
프로그램 언어 독립성
1. 프로그램 작성에 어떠한 프로그램 언어를 사용해도 된다.
운영자 이식성
1. 누구라도 쉽게 터득할 수 있어야한다.

4-1.2 그래픽 기본요소와 기본요소의 외양

4-1.2.1 기본요소 p110

점 (Point)
선 (Line)
면 (Fill Area)
꺽은선 (Poly Line)
표시 꺽은선 (Poly Marker)
문자 (Character)

4-1.2.1.2 기본요소 외양

패턴, 색상, 두께

실선 1번, 쇄선 2번, 점선 3번
1. 프로그래머가 인덱스로 구분해야한다.
2. 실선 ( ———, solid line) 1번
3. 쇄선 ( — — —, Dashed line) 2번
4. 점선 ( …….. , Dotted line) 3번
원형 캡(Round Cap), 버트 캡(Butt Cap), 확장 캡(Projection Cap)
1. 원형 캡: 둥글게 처리
2. 버트 캡: 선이 끝나는 지점에서 수직으로 잘라버리는 것
3. 확장 캡: 선 두께의 반만큼 확장한 것
원형 연결(Round Join), 베벨 연결(Bevel Join), 마이터 연결(Miter Join)
1. 원형 연결: 둥글게 처리
2. 베벨 연결: 그림 2번
3. 마이터 연결: 3번처럼 뾰족하게 처리한 것
채움 다각형(Filled Polygon), 점층적 변화(Gradation), 사선, 윤곽선 제거
1. 채움 다각형: 다각형 내부를 어떤 색상으로 채워 넣는것
2. 점층적 변화
3. 사선 패턴
4. 윤곽선 제거

4-1.3 GKS, PHIGS 표준 설명 ISO 그래픽 표준

4-1.3.1 그래픽스 표준은 4가지로 분류

응용프로그램 레벨 (Application Level)
1. 응용 프로그램이 지켜야 할 표준을 추상적인 수준에서 서술
가상 레벨 (Virtual Level)
1. 출력되어야 할 내용을 기본 요소를 사용하여 서술
논리적 레벨 (Logical Level)
1. 장비에서 해당 기본 요소를 그리기 위해 필요한 과정을 서술
물리적 레벨 (Physical Level)
1. 개별 입출력 장비에 관한 내용

4-1.3.2 GKS, PHIGS의 차이와 공통점

GKS (지케이에스)

유럽에 의해 주도
2차원 위주 이후 GKS-3D로 발전
파일 출력
1. 가상 레벨 저장 (Virtual Level)
2. 기본 요소의 위치, 속성, 가시성, 변환등의 정보까지 저장
3. GKS메타 파일: 그림을 만들어 낼때 순차적인 명령어들을 저장

PHIGS (피그스)

미국에 의해 주도
3차원 모델링, 가시화, 시점 등에 표준화
상관관계를 포함한 물체의 집합 = 구조체(Structure)(물체의 집합을 다룸)
- 구조체 관통 (Traversal)에 의한 드로잉
  - 로봇 팔을 예로 들면, 위쪽 팔이 움직일때 아래쪽 팔도 자동으로 따라서 움직여야한다.
  - 계층 구조화된 구조체의 최상위 객체로부터 시작하여 계층구조의 위에서 아래로 관통하면서 해당 물체를 그린다.
- 현 변환 행렬 개념
파일 출력
- 기본요소에 관한 정보 + 응용 프로그램 레벨에서 기본요소 사이의 관계
- CSG의 불리언 연산내용 저장 가능,
- 로봇팔의 계층구조 저장

4-1.4 언어 바인딩

언어가 지원하는 기능들을 모두 이용하여 코딩하면 되지만, 이 경우 표준화 측면에서 호환성과 이식성이 저해
- 그래픽 표준을 지켜라
그래픽 명령어 대한 표준정하고, 함수명과, 추상적인 수준에서 정의 한다.
심사표준: 심사에 의해 제정된 표준
사실표준: 표준이 아직 없지만 새로운 규칙들이 사실상 현재 표준처럼 인정

4장 -2 API

4-2.1 그래픽 API

응용프로그램 인터페이스
- 라이브러리 = API
  - 응용 프로그램과 그래픽 하드웨어 사이에 존재한다.
    - 그래픽 하드웨어란 그래픽 프로세서, 그래픽 메모리, 키보드 등 그래픽 처리에 관여하는 일체의 하드웨어
- PHIGS, GKS = 추상적 수준의 API
- API

PDL

2차원 그래픽 API로
텍스트와 2차원 그래픽을 포함한 문서를 서술하는 함수
장점: 문서 이미지를 교환하는 대신 PDL 명령어만을 교환함으로써 문서의 송수신이 간편해진다.

윈도우에서 텍스트나 그래픽을 그리기 위한 함수
유닉스 워크스테이션의 2차원 그래픽 API
장점: 네트워크 활용
- 프로그램이 어떤 워크스테이션에서 돌아갈때
- 디스플에이는 다른 곳을 향하고
- 사용자 입력은 다른 워크스테이션에서 받아들이게 한다.

펙스

3차원 그래픽 API
PHIGS에 ㄱ반을 두고 X를 확장
X 윈도우에서만 돌아가기 때문에 범용성을 확보하기 어렵다

렌더맨 셰이딩 언어

장점: 다양한 물체의 모습을 정확하게 서술 가능
단점: 그래픽 보드의 가속 기능을 제대로 활용하기 어렵다

4-2.2 고수준 그래픽 API

고수준 API
- 물체를 정의하고 물체 사이의 관계를 묘사함으로 프로그램 작성
저수준 API
- 물체를 구성하는 기본 요소의 정의부터
- 실제 그림을 그리는 세부적인 과정에 이르기까지 일일이 명시

장면 그래프 -> 그룹 노드 -> 그룹 노드 -> 네스트 구조 가능

4-2.3 VRML

VRML의 장면 그래프는

셰이프 노드 : 물체를 정의한 노드
변환 노드 : 하위 노드에 가해질 변환을 정의
그룹 노드 : 셰이트 노드 또는 변환 노드를 한데 묶어 그룹 노드를 정의

4장 -3 OpneGL 개괄

4-3.1 API 레벨

CORE 기반으로 -> GKS 가 제정 -> PHIGS 가 제정

PHIGS는 계층구조에 의한 그룹화 개념 도입

GL -> OpenGL로 발전한다.

오픈 인벤터

PHIGS와 오픈지엘을 기반으로
장면 그래프 개념
개체 지향 개념을 도입한 것이 오픈 인벤터이다.

4-3.1.1 오픈지엘 - 저수준 API 설명

장면을 묘사하는 것이 아니라 구체적 프러시져(함수)를 호출
- 고수준 API처럼 어떤 장면을 묘사하는 것이 아니라
- 묘사된 내용으로부터 그장면을 그려내기 위해 필요한 구체적인 프러시저(Procedure)에 해당한다.
하드웨어 성능을 최대한 발휘
- 지엘은 그래픽 메모리, 그래픽 가속 칩등 하드웨어와 매우 근접
- 직접 제어함으로써 하드웨어 성능을 최대한 발휘 가능
Inventor, VRML, java3D 들 고수준 API의 기반
- 오픈지엘 인터페이스 함수를 내부적으로 호출하여 프로그램 실행
드라이버 스프트웨어에 비해서는 상대적으로 고수준 함수

오픈지엘 기본요소
- 점, 선, 다각형
- 복잡한 물체를 설계하는 모델링
- 모델링된 물체를 화면에 그려내는 렌더링 작업으로 나눌수 있다.
지엘은 렌더랑에 치중한다
- 점, 선, 다각형 수준의 기본 요소만을 이해한다.
- 물체를 설계하는 목적이 아닌 렌터딩(make)그리기 위해 만들어졌다.
구조 심사 위원회가 지엘 표준에 관한 내용 결정

4-3.2 오픈지엘 설계원리

범용성(Generality)
- 워크스테이션, 슈퍼컴퓨터나 개인용 컴퓨터 모두 실행 가능
- 소프트웨어 면에서 지엘은 운영체제와 무관하게 설계
효율성(Performance)
- 그래픽 하드웨어의 가속 기능을 최대한 발휘 하는것
- 호환성을 감안하여 공통적인 부분을 찾아 그성능을 극대화 하는 것이 중요
- 공통부분이 아닌것에 대해서는 활성화 또는 비활성화 할수 있도록 기능 모드를 제공
독립성(Orthogonality)
- 기능 간의 독립성이 최대한 보장되어야 한다.
- 기능끼리 서로 얽혀 발생하는 오류를 방지 하기 위함
완전성(Completeness)
- 공통된 기능이 아닌 특정 하드웨어 기능에 대해서는 ARB 확장 형태로 명령어를 제공
- 다수의 하드웨어가 확장 기능을 지원하면 표준기능으로 변경
- 하드웨어 적으로 해당 기능을 실행할 수 없다면 스프트웨어적으로라도 실행할 수 있도록 배려해야 한다.
상호 작업성(Interoperability)
- 그래픽 명령은 A 컴퓨터에서 실행은 B 컴퓨터에서
- 클라이언트 - 서버 모델 (Client-Server Model) 지원
  - 지엘 프로그램이 클라이언트
  - 그래픽 서버가 명령을 서비스한다
- 성능이 낮은 클라이언트 컴퓨터가 고성능 서버를 이용할 수 있다.

4-3.3 파이프라인과 상태 변수

4-3.3.1 파이프라인

GPU 설계원리

CPU 파이프라인과 유사
GPU읜 처리속도를 획기적으로 개선한 것이 파이프라인 구조
분업에 의한 동시 처리로 처리속도를 극대화
- 그래픽 처리 작업을 기능별로 세분하여 이를 순차적으로 배치

지엘의 입력은 기하 기본요소, 영상 기본요소로 구상
- 기하의 기본 요소: 점, 선, 다각형(면)
- 영상 기본 요소: 2차원, 비트맵, 영상
지엘의 출력
- 입력된 기하학적 기본요소로 구성된 물체를 렌더링한 모습
- 입력된 기본 요소가 렌더링에 반영된다.

4-3.3.2 상태변수 (GL의 역활)

지엘의 역활

서브 프로세서에 파라미터를 전달하는 일
- 거대한 상태 변수 기계
파이프 라인은 상태변수를 참조해서 자동으로 실행

상태 변수 (= 그래픽 콘테스트, 맥락, context)

물체가 어떻게 그려져야 할 것인지를 표현하는 변수

4-3.3.3 속성 할당 방법(파라미터 리스트, 시스템 테이블)

파라미터 리스트

해당 기본 요소가 지닌 모든 속성 값들을 반복해서 나열
하나만 변경을 해도 모든 속성 값또한 나열해야한다.

시스템 테이블

현제 지정된 모든 속성 값, 테이블 속성 값을 검색, 변경하는 함수 존제
- 모든 것들이 기본값 존제

4-3.3.4 상태 테이블

지엘의 상태 테이블은 ISO 표준의 시스템 테이블에 해당한다.

지엘 프로그램은 간접적으로 파이프라인에 작용한다.
1. 지엘프로그램 상태 변수값 설정
2. 테이블에 기록
3. 개별 파이프라인 프로세서는 필요한 상태 변수 값을 테이블로 부터 읽어 프로세스를 실행

4장 -4 OpenGL 프그래밍

4-4.1 명령어

지엘의 특징

명령어 = 함수명
지엘은 비객체지향적
- 함수 오버로딩이 불가능
- 3차원 정점 glVertex3f(), 2차원 정점 glVertex2f() 이다.
- 처리속도를 향상시키기 위해

4-4.2 지엘 프로그램 구성 요소

지엘 라이브러리 (GL)
- 렌더링 기능을 제공 (make)
지엘 유틸리티 라이브러리 (GLU)
- 50여개의 함수, GL 라이브러리의 도우미
- 다각형 분할, 투상, 2차원 곡면, 너브스등 고급기능 ㅈ공
- GL 함수로 작성
  - GLU는 GL의 일부
  - glu는 gl에 포함되어있다.
지엘 유틸리티 툴 킷 (GLUT)
- 사용자 입력을 받아 들이거나
- 화면 윈도우를 제어하기 위한 함수
- 윈도우 운영체제 기능과의 인터페이스

4-4.2.1 GLUT 설명

입출력 관련된 명령 -> 입출력 컨트롤러 (I/O Controller)
렌더링 관련 명령 -> 그래픽 컨트롤러(CPU) 에 내리는 명령
GLU 함수 호출은 GL함수 호출로 바뀐다
GLUT 라이브러리는 입출력 및 윈도우를 제어하기 위해 운영체제를 호출
GLUT함수의 일부는 GLU 또는 GL 함수를 호출한다.
GLUT는 지엘GL과는 별도로 작성한 프리웨어
GL과 같이 GLUT API도 자체 상태 변수, 상태변수 테이블을 사용한다
- 명령어에 의해 기본 상태 변수 변경 및 검색 가능
지엘 프로그램과 프로그램이 돌아가는 윈도우 운영체제 사이의 인터페이스 역활
1. GLUT는 운영체제의 독립적인 프로그래밍 가능
2. GLUT는 추상적 명령으로 구성되어 있기 때문에 프로그래밍이 쉽다.
매우 제한된 GUI 인터페이스만 가능
- 복잡한 이터페이스 기능이 필요한다면 윈도우 API을 사용하자.

윈도우 기능 : 프로그램의 실행에 필요한 창을 관리하는 기능
콜백 기능: 지엘 프로그램 실행 중에 발생하는 사용자 입력을 처리하는 기능
p141

함수명		기능 설명
윈도우 초기화	glutInit(int argcp, char*argv)	윈도우 운영체제와 세션 연결
	glutInitWindowPosition(int x, int y)	윈도우 위치 설정
	glutInitWindowSize(int x, int y)	윈도우 크기 설정
	glutInitDisplayMode(unsigned int mode)	디스플레이 모드 설정
윈도우 관리	glutSetWindowTitle(String title)	윈도우 타이틀 설정
	glutCreateWindow("title")	새로운 윈도우 생성
	glutReshapeWindow(int, x, int y)	크기 변경에 따른 윈도우 조정
	glutPostRedisplay()	현 윈도우가 재생되어야 함을 표시
	glutSwapBuffers()	현 프레임 버퍼 변경

4장 연습문제

그래픽 분야의 ISO 표준 중 하나인 PHIGS에는 구조체 개념이 포함되어 있다. (True/False)
API는 프로그램 언어다. (True/False)
고수준 API는 장면 묘사 위주로, 구체적 렌더링 방식이 포함되어 있지 않다. (True/False)
파라미터 리스트를 사용할 경우 시스템 테이블은 불필요하다. (True/False)
파이프라인 구조에서 서브 프로세서의 논리는 하드웨어적으로 고정되어 있다. (True/False)
지엘이 C 함수에 대한 호출이라면 GLU는 지엘에 대한 호출이다. (True/False)
점, 선, 삼각형 등 렌더링의 최소 단위를 그래픽 (기본요소)이라 한다.
심사 표준이 제정되지 않는 상태에서 현실 시장에서 통용되는 표준을 (사실표준)이라고한다
ISO에서 시스템 테이블은 지엘의 (상태 변수 테이블)에 해당한다.
GLUT는 지엘과 (윈도우) 운영체제 사이의 인터페이스다.
장면 묘사 API에서 (group) 노드는 2개 이상의 노드로 구성된다.
윈도우 좌상단을 화면 좌표 (30, 10)에 위치시키기 위한 GLUT 함수는 (glutInitwindowPosition(30, 10))
C 언어의 부동 소수 타입인 float에 해당하는 지엘 타입은 (GLfloat)이다.
어떤 모드를 활성화하기 위한 지엘 함수는 (glEnabled() )

5장- 1 그래픽 입력장치

5-1.1 물리적 입력장치

마우스, 조이스틱, 트랙볼, 스페이스 볼

포인팅 장치: 입력 장치는 키보드와 달리 커서를 사용하여 화면의 일정 위치를 가리킨다는 의미
자유도: 커서 이동 방향의 가지 수
입력 장치 자유도 입력 장치 자유도

조이스틱, 트랙 볼 4 스페이스 볼 6
물리적 입력 장치
- 상대 입력
  - 마우스, 조이스틱, 트랙볼
  - 상대 입력 장치에서 입력 위치의 변화량이 입력된다.
- 절대 입력
  - 태블릿
  - 절대적인 입력 위치가 그대로 입력된다.

입력 장치	자유도	입력 장치	자유도
조이스틱, 트랙 볼	4	스페이스 볼	6

타블렛, 스타일러스 팬

디지타이징: 컴퓨터가 그림을 처리할 수 있도록 디지털 정보로 바꾼다는 의미
스라일러스: 그림가 같은 펜모양의 입력 장치
- 이 펜을 사용하여 쓰인 글씨나 그림은 컴퓨터에 그대로 입력된다.

터치 패널 또는 터치 스크린

광학 패널
- 누르지 않아도 된다
- 여러 열(Column)의 빛이 발사된다. 빛이 전달되지 않는 손가락 위치는 X 좌표
- 여러 행(Row)의 빛이 발사된다. 빛이 전달되지 않는 손가락 위치는 Y 좌표
전기 패널
- 외부 막을 누르면 누른 곳만 내피에 닿고 여기서 전류가 발생한다.
- 위치를 추적함으로써 눌러진 곳의 좌표가 입력된다.
손가락을 이용하기 때문에 정확한 위치 입력은 어렵다.

3D 스캐너

광원에서 나온 레이저 빔은 거울에 반사되어 물체 표면을 향한다.
표면에서 반사된 빔은 우측 거울에 반사 되어 CCD화면에 맺히게 된다.

버튼 박스

마우스나 키보드 움직임을 매크로 로 정의 하여 개별 키에 할당할 수 있다.

다이얼 박스

자유도가 8인 장치
- 8개의 다이얼로 별도의 기능을 수행할 수 있으므로
회전, 확대, 피닝, xyz축 방향별 이동 등을 위한 것이다.
일종의 아날로그 장치로, 매우 빠른 실시간대 디스플레이 기능을 갖추고 있다.

5-1.2 논리적 입력 장치

입력을 논리적 으로 취급

소스 코드 내에서 물리적 입력 장치의 종류를 구체적으로 지정하는 대신
입력 기능에 바탕을 둔 논리적 입력 장치를 지정하도록 하는 것이다.

좌표 입력기
1. 절대 좌표, 상대 좌표를 입력하는 장치
2. 물리적으로는 마우스, 키보드의 화살표, 트랙볼 들이 해당
연속 좌표 입력기
1. 일련의 연속된 좌표를 입력하는 장치
2. 좌표 입력기를 여러 번 호출하는 것과 동일한 기능을 가지고 있다.
3. 물리적으로는 마우스나 테블릿 커서등이 해당한다.
문자열 입력기
1. 문자열을 입력하는 장치
2. 물리적으로는 키보드 문자판이 해당한다.
스칼라 입력기
1. 회전각이나 크기조절 비율 등 스칼라 값을 입력하는 장치다.
2. 물리적으로는 키보드로 값을 쳐 넣거나, 마우스로 슬라이드 바를 오르내리는 것에 해당
메뉴 선택 입력기
1. 메뉴, 서브 메뉴, 메뉴 옵션 등을 선택
2. 물리적으로는 마우스, 키보드 커서, 터치 패널, 음성이 있다.
물체 선택 입력기
1. 화면 내부의 물체 또는 물체 일부를 선택하는 장치
2. 물리적으로는 마우스나 터치 패널 장치등이 해당

5-1.3 물체 선택

물체를 선택하기 위한 논리적인 물체 선택 입력기는 고려가 필요하다.
여러 층으로 된 화면에서 두 물체가 중첩된 부분을 클릭하였을때

물체를 선택하는 방법

클릭한 곳에서 가장 가까운 물체를 선택
클릭 위치를 중심으로 픽 윈도우를 보여주는 것
1. 커서 중심으로 정 사각형 윈도우를 보여주고
2. 윈도우와 교차하는 변을 지닌 물체가 선택되도록 한다
클릭된 부분에 중첩된 모든 물체를 순차적으로 보여주면서 사용자 선택
1. 그너나 너무 여러 물체가 중첩되어 있으면 이 방법은 선택에 걸리는 시간이 문제가 된다.
사용자가 선택할 물체명을 키보드로 입력 OR 미리 입력된 물체명 목록 중에 선택하는 것
1. 사용자는 모델링시에 물체명을 입력하고
2. 또 이를 기억하고 있어야 한다는 부담을 안게 된다.

5장- 2 입력 모드

메저와 트리거

메저
- 입력장치가 응용프로그램에 넘겨주는 값
트리거
- 전달하라는 신호
DIR DIR는 메저, 는 트리거

메저 프로세스

운영체제 초기화시에 실행
항상 시스템 버퍼에 메저값이 저장 되어있음
EX) 윈도우 시스템에서 처음 시스템을 켜서 마우스를 초기화한 이후에는 응용 프로그램이 그 값을 요구하든 말든 항상 현재의 마우스 위치 좌표가 추적되어 시스템 버퍼에 저장된다.

5-2.1 리퀘스트 모드

리퀘스트 모드

프로그램이 실행 중에 메저를 요구하는 방식
프로그램이 메저 프로세스에 값을 요구한다.
트러거가 일어날 때까지 대기상태
EX
1. 프로그램이 메저 프로세스에 값을 요구한다.
2. 이 경우 메저 프로세스는 자신이 인식한 메저 값을 프로그램에 전달한다.
3. 이러한 전달은 트리거 신호가 프로세서로부터 자신에게 들어오는 순간에 이루어진다.

Request_Locator (Device_ID, &Measure);
Device_ID: 물리적 장치
    1번 마우스
    2번 키보드
    논리적 장치와 물리적 장치를 분리함으로써 주어진 논리적 입력 작업에 
    사용되는 물리적 장치를 쉽게 변경할 수 있다.
&Measure: 가져온 메저를 저장

5-2.2 샘플 모드 (= 직접 모드)

샘플모드 또는 직접모드

사용자 트리거가 불필요
- 프로그램이 메저를 요구하면 메저 프로세서는 무조건 현재의 메저를 제공한다.
- 사용자는 프로그램의 해당 함수가 실행되기 전에 이미 필요한 메저 데이터를 입력한 상태여야 한다.
이미 필요한 메저가 준비된 상태

리퀘스트 모드와 샘플모드의 차이

리퀘스트	샘플, 직접
회전 메뉴를 선택	회전될 물체를 미리 마우스로 눌러 선택
어떤 물체를 회전하는지 선택	회전 메뉴를 선택하면
사용자가 원하는 물체 위로 마우스를 가져가면 메저 프로세스는 일단 해당 물체의 ID를 인식	프로그램이 자동으로 이미 들어와 있는 메저를 가져온다
마우스를 누르는 순간 (물체위로 마우스를 가져가) (트리거가 일어나는 순간)
메저가 프로그램에 전달

둘다 Device_ID로 지정된 요구 장치에서만 입력을 받는다.

5-2.3 이벤트 모드

이벤트 모드

사용자가 선택한 입력 장치가 우선권을 가진다.
사용자가 임의로 선택한 입력 장치를 사용하여 입력 데이터를 프로그램에 전달할 수 있다.
프로그램은 이러한 요구에 맞추어 해당 작업을 수행해야한다.

*이벤트 큐 *

입력 장치별로 여러 개의 이벤트가 발생
이벤트가 발생한 순서대로 순차적으로 처리하기 위해 이벤트 큐 사용
트라이버에게 이벤트 리쿠스트,
그라이버가 큐 프런트 레코드를 전달
큐가 비어있으면 응용 프로그램은 다른 일을 수행

이벤트 구동 시스템

이번트 모드를 사용하는 시스템

이벤트 레코드

이벤트 타입, 이벤트를 발생시킨 장치의 아이디, 메저 등으로 구성

마우스, 키보드, 트랙 볼에 각각 이벤트를 발생
이벤트 레코드가 이벤트 큐에 삽입
응용 프로그램은 주기적으로 이벤트 큐를 검사한다.

드라이버로서 큐가 비어 있지 않으면 XX	드라이버로서 큐가 비어있으면 OO
큐 프론트 레코드를 응용프로그램에 전달	새로운 래코드가 들어올때 까지 기다린다.

5-2.4 콜백 함수

콜백 함수 = 이벤트 처리기

응용 프로그램이 이벤트를 처리하는 방법을 말한다.
이벤트 타입별로 프로그램이 수행해야 할 내용을 함수로 나타낸것
EX)
- ESC 키 이벤트 루프를 빠져나가라는 키라고 가정
- 이벤트 모드에서 입을 처리

MS 윈도우 운영체제

일종의 이벤트 구동 시스템
- 윈도우 프로그램의 시작점은 (Entry Point) 은 WinMain() 이라 불리는 함수로
- 새로운 윈도우를 만드시는 즉시, 이벤트를 처리하는 루프로 들어간다.
윈도우의 이벤트 레코드
- 이벤트 메시지 형식으로 처리
- 윈도우 핸들: 입력이 화면의 어느 윈도우를 향한 것인지 식별
- 메시지 타입: 어떤 종류의 입력 장치인지를 나타낸다
- 파라미터들의 메저 정보: 어느 버튼이 눌러진 상태인지, 마우스 위치를 나타내는 파라미터
윈도우의 이벤트 처리는 응용 프로그램에 의해 직접 실행가능
- 하지만 GLUT API를 이용하면 편리하다.

5장- 3 지엘 프로그램의 예

5-3.1 간단한 지엘 프로그램

지엘 프로그램은 3가지 요소로 구성

지엘 라이브러리 (GL : OpenGl Core Library)
지엘 유틸리티 라이브러리 (GLU : OpenGL Utility Library)
지엘 유틸리티 툴 킷 (GLUT : OpenGl Utility Toolkit)

GLU 호출은 결국 GL 함수 호출로 바뀐다.
GLUT 라이브러리는 입출력 및 윈도우를 제어하기 위한 것이므로 운영 체제를 호출
GLUT 함수는 명령어의 번역이 운영체제 마다 달라서 프로그래머가 신경쓸 이유가 없고,
- 호환성 좋음
GLUT의 기능 중 가장 중요한 것 중의 하나가 콜백 함수
GLUT에는 프로그램 제어 상태 변수 와 시스템 고정 상태 변수

프로그램 제어 상태 변수

전역/ 메뉴/ 윈도우 변수

상태 변수명	타입	설정 함수	초기값
GLUT_INT_WINDOW_X	integer	glutinitWindowPosition	-1
GLUT_INT_WINDOW_Y	integer	glutInitWindowSize	-1
GLUT_INT_WINDOW_WIDTH	integer	glutInitWindowSize	300
GLUT_INT_WINDOW_HEIGHT	Integer	glutInitWindowSize	300
GLUT_INT_DISPLAY_MODE	Bitmask	glutInitDisplayMode	GLUT_RGB \| GLUT_SINGLE \| GLUT_DEPTH

시스템 고정 상태 변수

그래픽 하드웨어에 따라 결정된다.

상태 변수명	타입	의미
GLUT_SCREEN_WIDTH	integer	모니터 화면 폭
GLUT_SCREEN_HEIGHT	integer	모니터 화면 높이
GLUT_HAS_KEYBOARD	Boolean	키보드 유무
GLUT_HAS_MOUSE	Boolean	마우스 유무
GLUT_NUM_MOUSE_BUTTONS	Integer	마우스 버튼 수

5-3.2 입력 콜백과 GLUT

	콜백함수 실행 동작 순서
1.	프로그래머가 콜백 함수를 등록
2.	해당 콜백 함수에 원하는 내용을 채워 넣기만 하면
3.	호출은 GLUT가 알아서 처리한다
4.	GLUT는 프로그래머가 등록한 함수를 콜백 테이블 형태로 저장
	( 이 테이블은 이벤트 타입별로 불러야 할 콜백 함수명이 저장 )
5.	GLUT는 드라이버에서 온 이벤트 레코드를 참고
6.	이벤트 타입을 판단
7.	그에 맞는 콜백 함수를 호출
	( 이때 이벤트 레코드의 메저는 파라미터 형태로 콜백 함수에 전달 )

GLUT 콜백 처리

	GLUT 콜백 처리
	만약 큐에 이벤트가 있으면
	첫 번째 이벤트를 가져와서 해당 타입에 맞는 콜백 함수를 호출
	다시 루프로 들어가 다음 이벤트가 있는지를 검사한다.

	큐에 이벤트 없을시
	운영체제는 현재 프로그램 외에 다른 일을 실행
	아이들 콜백 함수(Idle Callback Function)를 정의하면 아이들 콜백 함수가 자동 호출

*타입별 콜백 함수 *

이벤트 타입	콜백 함수명(예)
DISPLAY	MyDisplay()
RESHAPE	MyReshape()
KEYBOARD	MyKeyboard()
MOUSE	MyMouse()
IDLE	MyIdle()

아이틀 콜백 함수(Idle Callback Function) 를 정의 하면 아이들 콜백 함수가 자동으로 호출 실행

아이들 콜백

다른 모든 이벤트가 없는 시간을 활용하여 필요한 계산을 한다.
정의 되어있지 않으면 운영체제는 다른 일을 수행

5-3.3 프로그램 기본 구조

int main()    {
    1. 윈도우 타입을 설정하고 초기화
        GLUT의 윈도우 관련 상태 변수 값을 설정하는 작업을 하게 되는 곳
    2. 배경화면의 색, 광원의 위치 등 지엘의 상태변수 중 전체 프로그램을 통해서 그 값이 변하지 않을 상태변수 값을 설정
    3. 콜백 함수 등록
    4. 이벤트 처리 루프로 들어간다.
}

5장- 4 윈도우와 뷰 포트

*GLUT, GL, 화면 좌표계 *

화면 좌표계 = 장치 좌표계 = 윈도우 좌표계

5-4.1 정규 좌표와 화면 좌표

지엘 프로그램이 실행되면서 입력 기본요소인 정점에 일련의 변환이 가해진다
- 이 변환을 대변하는 것이 좌표계이다.
- 파이프라인 변환 프로세스를 따라가면
  - 기준 좌표계가 바뀌고
  - 그때마다 새로운 좌표계를 기준으로 정점 좌표가 바뀐다.

3-> 2차원 좌표로 변환이 필요하다

이변환은 절단 좌표계에서 정규 좌표계로 넘어 오면서 이루어진다.

시험.

모델 좌표
- 물체 별로 모델링에 편하게 설정된 좌표계
전역 좌표
- 개별 물체를 모았을 때 한꺼번에 아우를 수 있는 좌표계
시점 좌표
- 물체를 바라보는 시점을 기준으로 표현
정규 좌표 & 화면 좌표
- 최종적으로 그림을 화면에 뿌리는 단계

모든 3차원 물체는 렌더링 결과 2차원 화면에 그려져야 한다.
- 3차원 좌표에서 2차원 변환이 필요하다.
먼저 정규 좌표로 변환을 한뒤, 화면 좌표로 변환된다.
- 정규 좌표는 1을 기준으로 하는 2차원 좌표이다.

5-4.1.1 정규 좌표

*정규좌표(NDC: Normalized Device Coordinate *

1을 기준으로 하는 2차원 좌표
어떤 값을 1을 기준으로 하여 상대적으로 표시하는 행위
정규화를 거치면서 모든 정점 좌표는 1보다 작은 값으로 바뀐다.
정규 좌표계의 원점은 화면의 정중앙에 위치

5-4.1.2 화면 좌표

화면 좌표 (SCS : Screen Coordinate System)

= 장치 좌표 (DCS: Device Coordinate System), 윈도우 좌표(Window Coordinate System)
화소 단위로 좌표를 표시
1024 X 768 이면 x 좌표는 ( 0 ~ 1023 ), y 좌표는 ( 0 ~ 767 )

왜 절단 -> 정규 -> 화면 좌표 인가요?

정규좌표를 사용하면 해상도에 따른 화면 좌표 계산이 단순화 된다.
EX
1,023 * ( (정규 좌표 ) + 1.0 ) * 0.5 ( (정규 좌표 ) + 1.0 ) * 0.5 가 먼저 계산되면, 이후 그려지는 화면의 해상도만 곱해지면 화면 좌표로 계산된다. -> 정규화로 정규좌표를 계산한뒤, 빠르게 출력장치의 화면 해상도에 적응하기 위함.

5-4.2 윈도우와 뷰포트, GLUT 모델링

윈도우를 분할

그리기가 뷰포트 내부로 제한됨

왜곡

뷰포트 미 설정시 윈도우 전체가 하나의 뷰 포트로 간주한다.
- 뷰포트 (윈도우 내부에 설정한 작은 창)
윈도우 크기 조절에 따라 뷰포트 내부 그림도 자동으로 크기조절
별도 뷰포트 설정에 의해 왜곡 방지
뷰포트의 종횡비가 안맞아서 꺠지는 현상
- 종횡비가 유지가 되지 않았기 때문

왜곡 해결법

사용자가 윈도우 크기를 조절하는 데 있어서
1. 종횡비를 원래 장면의 종횡비와 반드시 일치
윈도우 내부에 별도의 뷰 포트를 열되
1. 이 뷰 포트의 종횡비가 원래 장면의 종횡비와 일치되도록 프로그램을 작성

5-4.3 GLUT의 윈도우와 뷰 포트

P179 확인

정규 좌표 (NDC : Normalized Devie Coordinate)

각 좌표값의 최대값이 1이 되는 좌표임.
변환을 하는 목적은 새상도에 따른 계산을 단순화 시켜주기 위함
해상도 변화에 강해짐 (적응을 빠르기한다)

화면 좌표 (SCS : Screen coordinate System)

장치 좌표계, 윈도우 좌표계 이라고 하기도 하는데
화소 단위의 좌표이다
교차축(좌표가 0,0)인 지점은 좌상단에 위치함

뷰 포트 (Viewport)

윈도우 내부에 있는 작은 창
위 그림처럼 여러개의 뷰포트를 만드는 것도 가능
뷰 포트를 별도로 정의를 하지 않으면
- 현재 인도우 전체가 하나의 뷰 포트로 간주
- 윈도우 크기를 변형할 경우
- 왜곡이 일어난다
뷰 포트의 좌표는 좌하단이 원점(0,0)으로 정의 된다.

뷰포트(view port) 좌표계

GLUT의 윈도우

Glut 에서는 윈도우 좌표와 동일한 좌표공간을 가지고 있음.
Glut의 목적은 윈도우 에 관련된 것을 모아 놓은 것이다.
이로 인해 독립적으로 운영체제의 영향을 적게 받게됨

GLUT좌표계 (윈도우 좌표계)

화면 좌표계

특별히 ViewPort등 지정하지 않으면 중앙이 원점
X 축의 범위는 -1 ~ 1까지
y 축의 범위는 -1 ~ 1 까지

ViewPort 화면좌표계

5-4.4 GLUT 모델링

정육면체
void glutSolidCube(GLdouble size); void glutWireCube(GLdouble size);
원구
void glutSolidSphere(GLdouble radius, GLint slices, GLint stacks); void glutWireSphere(GLdouble radius, GLint slices, GLint stacks); slices : 경도(가로); stacks : 위도(세로);
원환체
void glutSolidTorus(GLdouble innerRadius, GLdouble outerRadius, GLint nsides, GLint rings); void glutWireTorus(GLdouble innerRadius, GLdouble outerRadius, GLint nsides, GLint rings); innerRadius : 안쪽 반지름; outRadius : 바깥쪽 반지름; nsides : 안쪽원 단면의 선 수; Rings : 튜브 윤곽 수 (안쪽 원의 개수);
원뿔
void glutSolidCone(GLdouble base, GLdouble height, GLint slices, GLint stacks); void glutWireCone(GLdouble base, GLdouble height, GLint slices, GLint stacks); base : 밑원의 반지름; slices : 밑원을 만드는 표면을 감싸는 선의 수; stacks : Z 축에 따라 올라 가는 선의 수
정4면체
void glutSolidCone (GLdouble base, Gldouble height, GLint slices, GLint stacks); void glutWireCone (GLdouble base, Gldouble height, GLint slices, GLint stacks);
정20면체
void glutSolidIcosahedron(void); void glutWireIcosahedron(void);
차 주전자
void glutSolidTeapot(GLdoouble size); void glutWireTeapot(GLdoouble size);

5장- 5 GLUT 콜백(Callback)

함수명	설명
glutDisplayFunc()	현재 윈도우에 Display 처리를 위한 콜백 설정
glutMouseFunc()	현재 윈도우에 Mouse 클릭 처리를 위한 콜백 설정
glutMotionFunc()	현재 윈도우에 Mouse 이동 처리를 위한 콜백 설정(마우스 이동시 발생)
glutKeyboardFunc()	현재 윈도우에 keyboard 입력 처리를 위한 콜백 설정
glutSpecialFunc()	현재 윈도우에 특수 Keyboard 입력 처리를 위한 콜백 설정
glutReshapeFunc()	현재 윈도우의 크기 변경에 대한 Reshape 콜백 설정
glutIdleFunc()	현재 윈도우에Idle 상태 처리를 위한 콜백 설정 (Idle 상태 처리)
glutIdleFunc()	현재 윈도우에 Idle 상태 처리를 위한 콜백 설정 (Idle 상태 처리)
glutEntryFuc()	현재 윈도우에 Mouse Enter / Leave 처리를 위한 콜백 설정
glutTimerFunc()	현재 윈도우에 타이머 처리를 위한 콜백 설정

5-5.1 리셰이프 콜백

GLUT 다음 세가지 경우 리셰이프 이벤트 발생

처음 위도우를 열때
윈도우 위치를 옮길 떄
위도우 크기를 조절할 때

void glutReshapeFunc(void(*func)(int width, int height));
윈도우의 width 와 height 가 파라미터를 통해 콜백 함수에 넘겨준다.

리셰이프 콜백 사용시 왜곡 방지
glMatrixMode(GL_PROJECTION); // 투상 행렬(GL_PROJECTION)을 변환 대상으로 설정하라는 명령 glLoadIdentity(); // 행렬에 항등 행렬을 실으라는 명령이다. glOrtho(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0); // 종단 횡비율을 조정하는 것이다.
glOrtho()
- 평행 투상의 일종으로 , 육면체 형태의 가시 부피(View Volume)를 설정함으로써 정의 된다.
- 가시 부피 란 '화면에 보이고자 하는 물체의 범위'
- 전방 절단면: 투상면에 나란하면서 관찰자에 가까운 면
- 후방 절단면: 투상면에 나란하며서 관찰자에 먼 면
```
가시 부피의 설정
void glOrtho(GLdouble left, GLdouble right, GLdouble bottom, GLdouble top, GLdouble near, GLdouble far);
parameter{left: 왼쪽 면의 x좌표, right: 오른쪽 면의 x좌표, bottom: 아랫면의 y좌표, top: 윗면의 y좌표, near: 전면(전방 절단면), far: 후면(후방 전단면)} 
```
투상면의 종횡비와 뷰 포트의 종횡비는 직결되어 있다.
투상면에 맺힌 영상이 정규 좌표 -> 화면 좌표 통해 최종적으로 화면에 뿌려진다.

5장 미쳐 하지 못한 곳

러버밴딩 : 처음 마우스를 누를 곳을 사각형의 좌상단으로 하고, 마우스를 내리며 그리면 전에 있던 그림들의 배경을 지워야한다.

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

러버 밴딩 (glClear) 적용을 하지 않고 이동을 하였을때

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT)을 적용하였을떄

5장 과제

// 주전자모델_ex5_15_20161822_박승찬
// 이름: 박승찬
// 날짜: 4월 3일
// 제목: 주전자 모델링설정
// 소스 코드 순서 : 프로그램 실행 -> 마우스 쿨릭후 마우스 이동 -> 's', 'w' 토글모드 확인
//                            -> 키보드 왼쪽, 오른쪽키를 눌르기 -> 윈도우 화면 조정
//   소스 코드 순서 : 1 절차적으로 main 함수에서 프로그램 시작 및 기본 윈도우 와 GLUT 설정
//   소스 코드 순서 : 2 윈도우창 생성
//   소스 코드 순서 : 3 배경화면 초기화, 빛의 방향 관련 함수 호출
//   소스 코드 순서 : 4 디스프레이, 키보드, 마우스 모션, Reshape 이벤트 콜백 함수 등록
//   소스 코드 순서 : 5 이벤트 콜백함수 호출및 디스플레이 콜백함수 실행
//   소스 코드 순서 : 6 이벤트 루프에 의한 MyDisplay 화면 콜백함수 실행
//   소스 코드 순서 : 7 프레임 버퍼 초기화 및 깊이 버퍼에 대한 명확한 값 지정
//   소스 코드 순서 : 8 투상, 절단 좌표계 설정및, 단위 행렬 좌표 초기화 실행
//   소스 코드 순서 : 9 teapotSize의 사이즈값에 따른 주전자 모양 사상
//   소스 코드 순서 : 10 마우스 클릭수, 마우스 모션 이동
//   소스 코드 순서 : 11 마우스 모션 이동중 glutPostRedisplay함수에 의해 Display함수 호출
//   소스 코드 순서 : 12 마우스 모션의 glutPostRedisplay()함수에 의해 디스플레이 화면 호출
//   소스 코드 순서 : 13 's', 'w'키보드 입력시 토글모드 확인
//   소스 코드 순서 : 14 's', 'w'키보드 입력시 토글모드 상태변수 변경후 glutPostRedisplay()함수에 의해 display호출
//   소스 코드 순서 : 15 키보드 's', 'w'키보드 콜백함수의 glutPostRedisplay()함수에 의해 display호출 상태변경을 확인후 적용
//   소스 코드 순서 : 16 키보드 오른쪽, 왼쪽을 push한다.
//   소스 코드 순서 : 17 키보드 오른쪽, 왼쪽을 push한후 새로운 상태값 변수에 할당(적용)
//   소스 코드 순서 : 18 오른쪽, 왼쪽 키보드 입력후 시점에대한 상태값 변경이후    glutPostRedisplay() 함수 호출
//   소스 코드 순서 : 19 오른쪽, 왼쪽키보드를 누른후 상태값 적용한 Display를 호출하기 위해 MyDisplay()호출
//   소스 코드 순서 : 20 윈도우  Reshape()함수로 화면 크기의 상태값을 이용해 Display 화면을 재조정한다.
//   소스 코드 순서 : 21 윈도우 화면 크기재조정시 호출해는 Reshape 함수을 맞침과 동시에 Display함수를 호출한다.
//   소스 코드 순서 : 22 윈도우  Reshape()함수로 화면 크기의 상태값을 이용해 Display 화면을 재조정한다.

#include <glut.h>
#include <stdio.h>
#include <GL/gl.h>
#include <GL/glu.h>
#include <math.h>

// flatshading, wireframe을 토글링하기 위한 부울변수
int FlatShaded = 0;
int Wireframed = 0;
GLfloat teapotSize = 0.2; // 주전자 크기의 변수
// 마우스 움직임에 따라 시점을 바꾸기 위한 변수
int WIDTH, HIGHT = 400;
int ViewX = WIDTH / 2, ViewY = HIGHT / 2; // 마우스 모션 초기 좌표를 넓이의 /2 로 설정
GLfloat XKeyBordLeftRight;                  // 키보드 LEFT, RIGHT 입력시 반영 변수

void InitLight()
{
    GLfloat mat_diffuse[] = {0.5, 0.4, 0.3, 1.0};
    GLfloat mat_specular[] = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0};
    GLfloat mat_ambient[] = {0.5, 0.4, 0.3, 1.0};
    GLfloat mat_shininess[] = {15.0};

    GLfloat light_specular[] = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0};
    GLfloat light_diffuse[] = {0.8, 0.8, 0.8, 1.0};
    GLfloat light_ambient[] = {0.3, 0.3, 0.3, 1.0};
    GLfloat light_position[] = {-3, 6, 3.0, 0.0};

    glShadeModel(GL_SMOOTH);

    glEnable(GL_DEPTH_TEST);
    glEnable(GL_LIGHTING);
    glEnable(GL_LIGHT0);

    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light_position);
    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, light_diffuse);
    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, light_specular);
    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, light_ambient);

    glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, mat_diffuse);
    glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, mat_specular);
    glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, mat_ambient);
    glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SHININESS, mat_shininess);
}

//   소스 코드 순서 : 10 마우스 클릭수, 마우스 모션 이동
// 마우스 모션 콜백 함수
// Parameter { X, Y : 마우스 움직임에따른 x, y 값 }
void MyMousMove(GLint X, GLint Y)
{
    ViewX = X, ViewY = Y; // 마우스 움직임X, Y를 전역 변수인 ViewX, ViewY에 할당

    //   소스 코드 순서 : 11 마우스 모션 이동중 glutPostRedisplay함수에 의해 Display함수 호출
    glutPostRedisplay(); // 모션 움직임 이후 Display 함수 호출
}

//   소스 코드 순서 : 13 's', 'w'키보드 입력시 토글모드 확인
// 키보드에 이벤트 콜백 함수
void MyKeyboard(unsigned char KeyPressed, int X, int Y)
{
    switch (KeyPressed)
    {
    case 'Q': // "Q"가 입력되면 시스템 종료
        exit(0);
        break;
    case 'q': // "q"가 입력되면 시스템 종료
        exit(0);
        break;
    case 's': // "s" 입력시 glShadeModel의 토글 모드
        if (FlatShaded)
        {
            FlatShaded = 0;
            glShadeModel(GL_SMOOTH);
        }
        else
        {
            FlatShaded = 1;
            glShadeModel(GL_FLAT);
        }

        //   소스 코드 순서 : 14 's', 'w'키보드 입력시 토글모드 상태변수 변경후 glutPostRedisplay()함수에 의해 display호출
        glutPostRedisplay(); // 's'입력 이벤트 종료휴 디스플레이 함수 호출
        break;
    case 'w': // "w" 입력시 glPolygonMode 폴리곤 모드 토글모드
        if (Wireframed)
        {
            Wireframed = 0;
            glPolygonMode(GL_FRONT, GL_FILL); // 폴리곤 모드로 전환 GL_FILL : 가득채우는 초기모습
            glPolygonMode(GL_BACK, GL_FILL);
        }
        else
        {
            Wireframed = 1;
            glPolygonMode(GL_FRONT, GL_LINE); // 폴리곤 모드로 전환 GL_LINE : 선의 모양의 폴리건 모드
            glPolygonMode(GL_BACK, GL_LINE);
        }
        glutPostRedisplay(); // 'w'입력 이벤트 종료휴 디스플레이 함수 호출
        break;
    }
}
//   소스 코드 순서 : 16 키보드 오른쪽, 왼쪽을 push한다.
// 특수키입력 키보드에 이벤트 콜백 함수
// parameter { key: 특수키입력의 상수값, x,y : 키입력당시 마우스의 x, y 값 }
void MySpecialKeyboard(int key, int x, int y)
{
    switch (key)
    {

        //   소스 코드 순서 : 17 키보드 오른쪽, 왼쪽을 push한후 새로운 상태값 변수에 할당(적용)
    case GLUT_KEY_LEFT: // 왼쪽 방향키 누를시 주전자의 방향이 왼쪽으로 회전
        XKeyBordLeftRight += 0.1;
        //   소스 코드 순서 : 18 오른쪽, 왼쪽 키보드 입력후 시점에대한 상태값 변경이후    glutPostRedisplay() 함수 호출
        glutPostRedisplay(); // 'GLUT_KEY_LEFT'입력 이벤트 종료후 디스플레이 함수 호출
        break;
    case GLUT_KEY_RIGHT: // 오른쪽 방향키 누를시 주전자의 방향이 오른쪽으로 회전
        XKeyBordLeftRight -= 0.1;
        glutPostRedisplay(); // 'GLUT_KEY_RIGHT'입력 이벤트 종료후 디스플레이 함수 호출
        break;
    }
}

//   소스 코드 순서 : 6 이벤트 루프에 의한 MyDisplay 화면 콜백함수 실행
//   소스 코드 순서 : 12 마우스 모션의 glutPostRedisplay()함수에 의해 디스플레이 화면 호출
//   소스 코드 순서 : 15 키보드 's', 'w'키보드 콜백함수의 glutPostRedisplay()함수에 의해 display호출 상태변경을 확인후 적용
//   소스 코드 순서 : 19 오른쪽, 왼쪽키보드를 누른후 상태값 적용한 Display를 호출하기 위해 MyDisplay()호출
//   소스 코드 순서 : 22 윈도우  Reshape()함수로 화면 크기의 상태값을 이용해 Display 화면을 재조정한다.
// 디스플레이 화면 이벤트 함수
void MyDisplay()
{
    //   소스 코드 순서 : 7 프레임 버퍼 초기화 및 깊이 버퍼에 대한 명확한 값 지정
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); // 프레임 버퍼 초기화 및 깊이 버퍼에 대한 명확한 값지정

    //   소스 코드 순서 : 8 투상, 절단 좌표계 설정및, 단위 행렬 좌표 초기화 실행
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW); // 투상, 절단 좌표계 설정
    glLoadIdentity();            // 두번째 그림을 위한 단위 행렬 좌표 초기화

    int x = (ViewX - (WIDTH / 2));                                             // 마우스 모션에 따른 X좌표의 재조정한 값
    int y = -(ViewY - (HIGHT / 2));                                             // 마우스 모션에 따른 Y좌표의 재조정한 값
    gluLookAt(0.0, 0.0, 0.0, x + XKeyBordLeftRight, y, -1.0, 0.0, 1.0, 0.0); // 주전자의 카메라 시점 변화

    //   소스 코드 순서 : 9 teapotSize의 사이즈값에 따른 주전자 모양 사상
    glutSolidTeapot(teapotSize); // teapotSize의 사이즈값에 따른 주전자 모양 사상
    glFlush();                     // 현재 명령어를 쌓지 말고 현재까지 쌓인 명령어 모두를 무조건 프로세서에 전달하도록 강제하는 명령어
}

//   소스 코드 순서 : 20 윈도우 화면 크기재조정시 호출해는 Reshape 함수을 맞침과 동시에 Display함수를 호출한다.
// 윈도우 화면 크기재조정시 호출해는 Reshape 함수
void MyReshape(int w, int h)
{
    //   소스 코드 순서 : 21 윈도우창에 맞는 상태변수 수정한후 Reshape()함수 종료
    glViewport(0, 0, (GLsizei)w, ((GLsizei)h)); // 윈도우 화면 조정시 주전자 width, hight의 크기 조정
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);                //  // 투상, 절단 좌표계 설정
    glLoadIdentity();                            // 두번째 그림을 위한 단위 행렬 좌표 초기화
    glOrtho(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, -1.0, 1.0);    // 정규좌표계 설정
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    //   소스 코드 순서 : 1 절차적으로 main 함수에서 프로그램 시작 및 기본 윈도우 와 GLUT 설정
    glutInit(&argc, argv);                                       // 윈도우 초기화
    glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGBA | GLUT_DEPTH); // 디스플레이 모드 SINGLE, RGB, 깊이 버퍼 설정
    glutInitWindowSize(WIDTH, HIGHT);                           // 윈도우 화면 사이즈
    glutInitWindowPosition(0, 0);                               // 윈도우 창의 위치

    //   소스 코드 순서 : 2 윈도우창 생성
    glutCreateWindow("OpenGl Drawing Example"); // 윈도우창 생성, TITLE BAR 설정

    //   소스 코드 순서 : 3 배경화면 초기화, 빛의 방향 관련 함수 호출
    glClearColor(0.4, 0.4, 0.4, 0.0); // 배경화면 초기화 색 설정
    InitLight();                      // 빛의 관련 함수 호출

    //   소스 코드 순서 : 4 디스프레이, 키보드, 마우스 모션, Reshape 이벤트 콜백 함수 등록
    glutDisplayFunc(MyDisplay);            // 디스플레이 등록 콜백함수 등록
    glutKeyboardFunc(MyKeyboard);        // 키보드 입력 키보드 콜백함수 등록
    glutSpecialFunc(MySpecialKeyboard); // 특수키 키보드 입력 키보드 콜백함수 등록
    glutMotionFunc(MyMousMove);            // 마우스 모션에 관한 콜백함수 등록
    glutReshapeFunc(MyReshape);            // 윈도우 크기 변경시 호출되는 Reshape 함수 등록

    //   소스 코드 순서 : 5 이벤트 콜백함수 호출및 디스플레이 콜백함수 실행
    glutMainLoop(); // 이벤트 콜백함수 호출 루프실행
    return 0;
}

6장 모델 변환과 시점 변환

벡터의 내적

벡터의 외적

6.1 좌표계

6.1.1 3차원 물체의 표현

3차원 물체를 표현하는 방법은
- 물체 표면만 표현하는 방법
- 물체 내부까지 포함하여 표현
그래픽스에서는 물체 표면만 표현하는 방법
- 경계면 표현이라 하며
- 물체면을 평면 다각형의 집합으로 나타낸다
- 경계만의 표현의 기본틀은 다각형이다.
곡면을 표현하기 위해 필요한 다각형의 수는 곡면의 곡률에 정비례한다
곡면을 표현하는 방법
- 메시
- 표면메시
- 다각형 메시
- 표면 다각형
- 다각형

사각형 메시	평면 보장을 못한다.
삼각형 메시	평면보장. 2배의 드로잉 속도 (연산속도가 느리다)

6.1.1.1 와이어 프레임과 솔리드 렌더링

와이어 프레임 렌더링	점, 선, 빠르다
솔리드 렌더링	면, 느리다.

다각형은 여러개의 정점(Vertex)으로 구성
- 모델링 작업은 정점의 위치를 정의하는 작업이다.

6.1.2 벡터공간

벡터 공간 : 주어진 벡터로부터 파생되는 모든 벡터의 집합

벡터 공간	주어진 벡터로부터 파생되는 모든 벡터의 집합
	처럼 주어진 벡터들에 스칼라를 곱하거나 벡터끼리의 합성에 의해 만들어지는 모든 벡터의 집합을 "벡터 공간"이라고 한다.
	벡터의 위치와 무관하게 크기와 방향만 같으면 동일한 벡터로 처리
	위치를 중요하게 생각하는 기하학 표현이 어려움

- 스칼라와 벡터의 정의

스칼라	크기만 있고, 방향이 없다	실수는 스칼라다
벡터	크기와 방향이 있다	시속 100km로 동쪽을 향한다.

스칼라 법칙
교환법칙	AB = BA
결합법칙	ABC = (AB)C = A(BC)
역원 법칙	AB = 1 이 되는 항등원이 존제한다.

벡터 법칙
모든 벡터에는 역 벡터가 존재한다	모든 벡터에는 역벡터가 존제한다
스칼라를 벡터에 곱할 수 있다.	벡터에 스칼라 2를 곱하면 2배가 되는 벡터가 생긴다.
벡터의 합은 벡터이다	V = A + B 이면 A로 갔다가 B로 가면 결국 V로 가는 것과 같다.

6.1.3 어파인 공간 p240

어파인 공간

어파인 공간	점을 마치 벡터의 동족처럼 취급함으로써 벡터 공간을 확장한것
	점이라는 개념을 벡터공간에 추가하여, 방향과 위치도 표시할 수 있게 된다.
	위치 표현을 위해 점(Point)를 추가 => 벡터의 크기, 방향, 위치 모두 고려

연산

종류	연산	결과
벡터 + 점	덧셈, 뺄셈	점
벡터 + 벡터	덧셈, 뺄셈	벡터
스칼라 * 벡터	곱셈, 나눗셈	벡터
점 - 점	뺄셈	벡터

V = P + (1/2) (Q - P)
V = P + t (Q - P) = (1 - t) P + (t)Q

어파인 합 : 점이 몇 개가 되든지 각 점 앞의 계수 합이 1이 되는 경우

6.1.4 좌표축과 좌표계

기반벡터	그들끼리 선형 독립이여야한다.
	어떤 벡터가 다른 벡터의 선형 조합으로 표현 된다면 이는 선형 독립이 아니다
V3 = 2V1 + 3V2	V3는 선형 독립이 아니다.

차원	점의 위치를 표현하기 위한 기반 벡터의 수
좌표	각각의 기반 벡터에 곱해지는 계수

**추가 *: 좌표를 기반 벡터의 계수만으로 표현하는 데는 무리가 따른다

왜냐하면
P와 P^ 는 크기와 방향이 같으면 동일한 벡터로 취급하기 때문에
벡터에 점을 추가한 것이 "어파인 공간"이다
임의의 점을 원점(Origin)으로 표시를 하여 한 점에 고정가능.

좌표를 기반	v = 4V1 + 2V2 + V3
어파인 공간 (위치, 크기, 방향)	P = r +4V1 + 2V2 + V3

6.1.5 동차 좌표

v = 4V1 + 2V2 V3
P = r + 4V1 + 2V2 + V3

이 두개의 식은 r만 없애면 (4, 2, 1)로 같아 진다 => 동차 좌표를 적용한다

v = 4V1 + 2V2 V3 + 0*r
*P = 4V1 + 2V2 + V3 + 1r**

이런 식으로 정의를 하면 v (4, 2, 1, 0) 이고 p (4, 2, 1, 1)로 표현이 가능하다.

마지막 좌표가 0이면 벡터를 1이면 점을 의미한다.

동차 좌표	원점에서 출발하여 (1, 2, 1)을 통과하는 직선상에 놓은 모든 3차원 좌표가 동일한 2차원 점 (1, 2)를 의미한다
	(1, 2, 1) = (3, 6, 3) = (4, 8, 4)..... 이 된다
	(x, y, z, w) 좌표로 하면 (x/w, y/w, z/w) 가된다.

6.2 기하 변환 P245 이동, 회전, 크기

6.2.0 모델 변환: 2차원

이동 변환 (Translation)
크기 변환 (Scaling)
회전 변환 (Rotation)
다양한 변환을 동시에 수행
- 각 변환마다 계산하는 방법이 다름
- 물체의 모든 점들에 대하여 필요한 계산 횟수가 많음
- 적용하는 변환의 수에 비례하여 계산 횟수가 증가함
이동 후 크기 변환 후 회전

기하 변환	물체의 이동, 회전, 크기
t	전치를 의미, 행과 열을 바꾸라는 것이다.

6.2.1 이동 기하 변환 p246

물체 모습 및 시점에 대한 변환
물체를 투상하기 위한 변환
물체 표면에 입힐 텍스처 영상에 대한 변환,ㅏ

이동 변환	설될 회전, 크기, 조절 등의 모든 종류의 변환은 행렬의 곱셈으로 표시된다.

6.2.2 회전 변환

6.2.2.1 2차원 회전 변환

6.2.2.2 3차원 회전 변환

6.2.3 회전 변환 (Rotation) X, Y, Z 축회전

6.2.3 크기 조절 (균등 크기 조절 vs 차등 크기 조절)

균등 크기 조절	모든 배율이 같은 경우
차등 크기 조절	모든 배율이 하나라도 다르면

6.2.4 전단

전단	물체를 한쪽 방향으로 밀어낸 모습
	디동이나 회전 등 강체의 변환과는 달리 물체 자체를 변형 시킨다

Shx, Shy	x, y방향의 전단 인수를 말한다.

6.2.5 복합변환

참고: "복합 변환 행렬 C" 를 미리 계산하면 물체의 모든 점에대한 연산 횟수는 동일함.

*복합 행렬: 형렬 C(S2 * R1 * s1) 와 같이 연속된 변환 행렬을 모두 곱하여 하나의 행렬로 표시 한것 *

크기조절 (S1) 후	결과 물체를 회전 (R1) 한 후	다시 크기 조절(S2)
p	( S2 * R1 * S1 ) * P	역순으로 행렬이 곱해진다.

중심점 기준 회전 : 원점 중심의 회전

중심점 기준 회전 : 피벗을 중심으로 회전

피벗 중심의 회전

a. 피벗이 좌표계 원점에 일치하도록 물체를 이동한다.

b. 물체를 원점 중심으로 기준 축 주위로 회전한다.

c 회전된 물체를 a. 번에서 이동한 반대 방향으로 이동한다.

복합 행렬에는 교환법칙적용 안된다.

인스턴스

라이브러리에서 가져온 하나하나를 인스턴스라 한다.

크기 조절, 회전
이동

6.2.6 반사

반사 변환	축을 기준으로 대칭 반사시키는 것

x축 반사 : y * (-1)

y축 반사 : x * (-1)

원점 반사 : x * (-1) , y * (-1)

y = x 축 반사

45도 이동 -> y축 기준 반사 -> 45도 이동

6.2.7 구조 왜곡 변환

구조 왜곡 변환	x, y, z 좌표에 상수 값의 크기 조절 인수를 곱하는 것이 보통이지만 이값에 다양한 함수를 할당함으로써 여러 가지 효과를 시도

이름	그림	특징
테이퍼링	(b)	원기둥에 따라서, z 좌표에 따라서 x, y 값의 크기 조절 비율을 달리한것, z가 커질수록 x, y값의 축소 비율이 커지기 때문에 위로 갈수록 점차 가늘게 된다.
휨 (Bending)	(c)	원기둥 높이 방향인 z축을 따라 휜다, 곡률 반지름 , 휨 중심, 휨 영역, 휨 각도등 여러가지 변수 값을 조절함으로써 다양한 모습을 얻을수 있다.
비틀림	(e)	z축을 기준으로 시계 방향의 회전각이 증가하게 한 것이다. z값에 따라 회전각을 차등화 한것

6.2.8 변환의 종류

강체 변환	이동 변환 + 회전 변환	물체 자체의 모습을 변형하는 것이 아니라, 변환 전후에 내부 정점 간의 거리가 그대로 유지된다는 특성
유사 변환	조절 변환 + 반사 변환	변환 전후에 물체면 사이의 각이 유지되고, 물체 내부 정점간의 거리도 일정한 비율로 유지
어파인 변환	유사 변환 + 차등 크기 조절 변환 + 전단 변환	모든 변환이 어파인 변환, 유사 변환 보다 넓은 범주, 물체의 타입이 유지 된다는 특성, 행렬의 마지막 행이 항상 (0, 0, 0, 1) 이라는 점이다.
원근 변환	직선이 직선으로 변환	변환 전에 평행했던 선분이 변환 결과 만나는 경우 , 직선이 직선으로 변환된다는 정도의 속성만 유지, 마지막행은 (0, 0, 0, 1)이 아니다.
선형 변환 (선형 조합)	어파인 변환 + 원근 변환	회전과 전단을 표시하는 다음 변환은 선형 변환

- 어파인 변환이나 원근 변환 등과 같은 선형 변환 에서 직선이 직선으로 유지되는 이유를 증명해보자.

V = P + tR   ;  P는 점, t는 스칼라, R은 벡터
T(V) = T(P+tR)
     = T(P) + tT(R)   ;  
** T(P) = 점 P * T()변환은 => 점이다
   tT(R) = t * R * T() => 스칼라 * 벡터 * 변환 은 벡터

6.2.8.1 강체 변환 (Rigid Body Transformation)

이동변환, 회전변환
물체 자체의 모습은 불변

6.2.8.2 유사변환 (Similarity Transformation)

강체변환 + 균등 크기조절 변환, 반사 변환
물체면 사이의 각이 유지됨
물체 내부 정점간의 거리가 일정한 비율로 유지됨

6.2.8.3 어파인변환 (Affine Transformation)

유사변환 + 차등 크기조절 변환, 전단변환
물체의 타입이 유지
직선은 직선으로, 다각형은 다각형으로, 곡면은 곡면으로
평행선이 보존
변환 행렬의 마지막 행이 항상 (0, 0, 0, 1)

6.2.8.4 원근변환 (Perspective Transformation)

평행선이 만남.
직선이 직선으로 유지
변환행렬의 마지막 행이 (0, 0, 0, 1) 아님

6.2.8.5 선형변환 (Linear Transformation)

어파인 변환 + 원근 변환
선형 조합 으로 표시되는 변환
x = ax + by + cz 에서는 x, y, z 라는 변수를 각각 상수 배한것

6.3 지엘의 모델 변환 p261

6.3.1 모델 좌표계와 전역 좌표계

좌표계 변환

그래픽 파이프 라인에서 중요한 개념은 "좌표계 변환"이다.

물체 정점

물체 정점은
물체 하나를 설계할 때의 좌표계
한 장면에 여러 물체를 모아놓았을 때의 좌표계
장면을 바라보는 시점에 따른 좌표계
수많은 좌표계를 거치면서 최종적으로 화면에 그려진다.

그래픽에서의 모델링

그래픽에서의 모델링	물체 정점을 결정하는 작업을 말한다.
정점을 조합하여	다각형 메시를 만들고
다각형 메시를 조합하여	물체를 만들고
물체를 조합하여	장면을 구성할수있다.

- 물체공간

물체공간	물체공간은 모델링될 물체를 표시하기 편리한 좌표 공간
	이 단계에서의 좌표는 일반적으로 부동 소수 정밀도를 지닌다.

6.3.1.1 모델좌표계

모델 좌표계 OR 지역 좌표계	각 물체별로 설계상의 편의를 위주로 설정된 좌표계

6.3.1.2 전역 좌표계 (WCS)

전역 좌표계

전역 좌표계는 장면 내 어느 곳에라도 설정할 수 있다.
표시된 물체 좌표가 전역 좌표계를 기준으로 바뀌어 물체 간의 상대적인 위치가 명확해짐
표시된 물체 좌표가 전역 좌표계를 기준으로 바뀌어 물체 간의 상대적인 위치가 명확해진다.
임의 위치에 선정
일률적으로 어우를 수 있는 기준 좌표계

6.3.1.3 시점 좌표계

시점 좌표계

시점 좌표계
보는 사람의 위치와 바라보는 방향에 따라서 물체 모습이 서로 다르다.
전역 좌표계 기준의 물체 좌표는 다시 시점 좌표계를 기준으로 바뀐다.
일련의 좌표계를 거치면서 변환 되어 최종적으로 화면에 뿌려진다.

6.3.1.4 지엘에서 전역, 모델 좌표

지엘의 전역 좌표, 모델좌표 는 초기에는 일치가 되어있다.

전역 좌표계와 모델 좌표계의 분리
모델 좌표계를 기준으로 표시된 물체 정점의 좌표는 변하지 않는다.모델 좌표계 기준 : MCS(2, 2, 0)
전역 좌표계 기준: WCS (5, 4, 0)

변환은

물체에 가할수 있고
전역 좌표계를 모델 좌표계로 일치할수있다. P265 변환의 이유

x축 방향으로 3만큼, y축 방향으로 2만큼 이동
변환이 지니는 가장 큰 의미는 전역좌표계와 모델 좌표계의 분리다
이동과 동시에 전역 좌표계와 모델 좌표계는 (C) 처럼 별개의 좌표계로 분리된다.
이렇게 하면 모델 좌표계 기준으로 표시된 오른쪽 모서리 정점 좌표는 (2, 2, 0) 그대로 유지
모델 좌표계를 기준으로 표시된 물체 정점의 좌표는 변하지 않는다
변확이 가해진다고 해서 그즉시 정점 좌표가 전역 좌표계 기준으로 대체되지는 않는다

변환 행렬식을 동차 좌표로 표현한고
변환 행렬식 T는 물체 정점을 (3, 2, 0)만큼 이동하는 것을 의미한다.
전역 좌표계를 (3, 2, 0)만큼 이동하면서 모텔 좌표계와 일치된다는 점에서
지엘은 "전역 좌표계를 모델 좌표계로 일치시키기 위한 것이 변환 행렬이다" 라는 식으로 생각

6.3.1.5 변환 행렬의 의미

회전 (a, b)

물처와 함께 MCS도 회전.
MCS 기준의 물체 좌표는 불변
회전변환 행렬 T를 (a)의 WCS를 45(b)의 MCS로 일치시키는데 사용, 이후 이를 MCS 기준으로 물체를 렌더링

크기조절 : X축으로 2배

MCS x축 눈금의 절대 길이가 바뀜
MCS 기준의 물체 좌표는 불변 (EX, (2, 2, 0))

6.3.2 지엘 파이프 라인

기하의 변환은 여러 목적으로 사용된다
1. 물체 모습 및 시점에 대한 변환
2. 물체를 투상하기 위한 변환
3. 물체 표면에 입힐 텍스처 영상에 대한 변환
저장된 값에 따라 최종적인 기하 변환을 가하는 것은 지엘 파이프라인 프로세서의 몫이다.

6.3.2.1 모델 변환

물체에 대해 이동, 회전, 크기 조절 등의 기하 변환
모델 행렬로 대변됨
모델 좌표에서 모델 행렬을 곱하면 전역 좌표

6.3.2.2 시점변환 또는 뷰변환

변화된 물체를 관찰하기 위해 카메라를 이동하고 회전함으로써 카메라 위치와 방향을 설정하는 작업
시점변환을 뷰변환이라고함
뷰 행렬을 전역 좌표에 곱하면 시점 좌표가 된다.

6.3.2.3 투상변환

카메라의 렌즐르 선택하고 촬영하여 물체의 2차원 영상을 필름에 맺히게 하는 작업

6.3.2.4 뷰 포트 변환

찍은 사진의 크기를 줄이거나 늘리는 작업

6.3.2.5 모델 뷰 변환

지엘에서 모델 변환과 뷰 변환을 합쳐서
카메라을 뒤로 빼는 대신 물체를 앞으로 밀어도물체의 모습은 완전히 같기 때문
모델 뷰 행렬

모델 좌표 * 모델 행렬을 = 전역 좌표
뷰 행렬 * 전역 좌표에 = 시점 좌표
(모델 좌표로 표시된) 물체 좌표 * 모델 뷰 행렬 = 시점 기준의 좌표

6.3.3 지엘 모델 변환 p267

6.3.3.1 행렬 모드 설정

변환의 종류를 명시를 하자
모델 뷰 행렬 - GL_MODELVIEW	투상 행렬 - GL_PROJECTION	텍스처 행렬 - GL_TEXTURE

행렬 모드를 성절하는 것은 일종의 스위치 행위.
만약 모델 뷰 행렬에 붙으면 이후 나오는 모든 변환 명령은 
모델 뷰행렬에 가해진다.

glMatrixMode 행렬 모드 설정

void glMatrixMode(GLenum mode); 
mode 에는
모델 뷰 행렬 - GL_MODELVIEW  
투상 행렬 - GL_PROJECTION
텍스처 행렬 - GL_TEXTURE

6.3.3.2 현 변환 행렬 (CTM)

스택의 맨위에 있는 현 변환 행렬로
바로 이 행렬 값이 물체 정점에 곱해 진다.
CTM: Current Transformation Matrix

6.3.3.2.1 glLoadIdentity 현 변환 행렬을 I(항등 행렬)로 초기화

void glLoadIdentity(); // 현 변환 행렬을 항등 행렬도 (CTM을 I로 초기화)
- CTM  현 변환행렬을 항등 행렬로 초기화
- 초기화 결과
    - 모델 좌표계 = 전역 좌표계 = 시점 좌표계

6.3.3.2.2 초기화 를 하였을 때 왜 모델 좌표계 = 전역 = 시점 인가

P^ = CTM * P = I * P = P

CTM이 모델 뷰 행렬의 현 변환 행렬이면
모델 뷰 행렬 * (모델 좌표로 표시된) 물체 좌표 = 시점 좌표
그러니 모델 = 전역 = 시점 좌표이다.

6.3.3.2.3 기하 변환을 명시해주는 함수

후위 곱셈, 연산이다.

void glTranslatef(GLfloat dx, GLfloat dy, GLfloat dz);
x, y, z축 방향으로 dx, dy, dz 만큼 이동

void glScalef(GLfloat sx, GLfloat sy, GLfloat sz);
모델 좌표계 x, y, z축의 눈금이 전역 좌표계 눈금의 sx, sy, sz배가 되도록

void glRotatef(GLfloat angle, GLfloat x, GLfloat y, GLfloat z);
모델 좌표계를 전역 좌표계로 부터 변수 angle에 제시된 각도만큼 반시계 방향으로 회전시킨다.
angle: 각도 변환
(1, 0, 0)이면 x축으로 회전

6.3.4 복합 변환에 의한 모델링 - p270

변환 행렬은 지엘의 상태 변수 이므로 선언된 이후의 작업에만 영향을 끼친다.

glMatrixMode(GL_MODEVIEW);  // 모델 뷰 모데 설정
glLoadIdentity(); CTM (현 변환 행렬)을 항등행렬로 만듬
glScalef(sx, sy, sz); // 전역 좌표계 눈금의 sx, sy, sz배가 되도록
glRotatef(theta, vx, vy, vz); // theta만큼 회전
glBegin(GL_POINTS);
    glVertex3f(px, py, pz);
glEnd();

함수 종류	지엘 함수	행렬 연산
행렬 초기화	glLoadIdentity();	CTM = I
크기 조절	glScalef();	CTM = CTM * S = (I )* S
회전	glRotatef();	CTM = CTM * R = (I * S) * R
정점 선언	glVertex3f();	P^ = CTM * P = (I * S * R) * P

6.3.4.1 전연좌표 기준으로 물체 변환

6.3.4.2 전연좌표 기준으로 모델 좌표계 이동 변환

6.3.5 행렬 스택 활용

모델의 좌표계의 변화 과정을 역추적하는 것을 가능하도록 하는 것이 행렬 스택이다.
지금 상태의 현 변환 행렬을 저장하고 싶다면 푸쉬
이전에 저장된 변환 행렬을 복원하고 싶다면 팝을 사용

호출 함수	현 변환 행렬	작업
glMatrixMode(GL_MODELVIEW)	CTM <= ModelView CTM	모델 뷰 행렬 선택
glLoadIdentity()	CTM = I	초기화
Draw_Orange()	P^ = CTM * P	(a)의 오렌지 그리기
glTranslatef(4, 4, 0)	CTM = CTM * T1	좌표계 이동
Draw_Orange()	P^ = CTM * P	(b)의 오렌지 그리기
glTranslate ( 6, -2, 0)	CTM = CTM * T2	좌표계 이동
glRotatef(45, 0, 1)	CTM = CTM * R	좌표계ghlwjs
glScalef(2, 2, 2)	CTM = CTM * S	좌표계 눈금 크기 조절
Draw_Orange()	P^ = CTM * P	(c)의 오렌지 그리기

6.3.5.1 glPushMatrix || glPopMatrix

void glPushMatrix();
void glPopMatrix();

6.3.5.2 행렬 스택

...      //  1
glPushMatrix();     // 2
    glTranslatef();
    glRotatef();
    glScalef();
glPopMatrix(); // 3
...        // 4

그래픽스 중간고사를 정리 한것을 올립니다.😎 범위는 1장 그래픽 이론, 2장 그래픽 하드웨어, 4장 그래픽스 표준, 5장 그래픽 입력장치 6장 모델 변환과 시점변환