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렌더링은 조명, 재질, 텍스처를 시뮬레이션하여 3D 모델로부터 매우 사실적인 이미지를 생성하는 과정입니다. 렌더링은 영화, 비디오 게임, 제품 디자인과 같은 산업 분야에서 널리 사용되며, 설계나 개념을 시각적으로 보여 주기 위해 사실적인 표현이 필요할 때 활용됩니다. 렌더링은 실제 사진과 매우 유사한 이미지를 만들어낼 수 있지만, 조명, 반사, 그림자와 같은 요소를 정밀하게 제어하기 위해서는 전용 도구와 설정이 필요합니다.
하지만 FreeCAD는 예술적이거나 시각 효과 중심의 작업보다는 기술적 모델링에 주로 초점을 맞추고 있습니다. FreeCAD의 주된 목적은 공학, 설계, 제조를 위한 정확한 3D 모델을 만드는 것입니다. 이러한 이유로 FreeCAD에는 사실적인 렌더링을 위한 고급 내장 렌더링 도구가 포함되어 있지 않습니다.
하지만 FreeCAD에는 기본 작업대(workbench)는 아니지만, 애드온으로 설치할 수 있는 렌더 작업대(Render workbench)가 제공됩니다. 이 작업대는 FreeCAD 모델을 Blender Cycles, LuxCoreRender, POV-Ray와 같은 외부 렌더링 엔진과 연동할 수 있도록 해줍니다. 렌더 작업대(Render workbench)를 사용하면 FreeCAD에서 만든 모델을 그대로 활용하면서, 이러한 강력한 외부 도구들을 통해 사실적인 조명과 재질을 적용한 렌더링을 수행할 수 있습니다. 이러한 접근 방식은 FreeCAD를 가볍고 기술 모델링 중심으로 유지하면서도, 필요할 경우 사실적인 렌더링을 유연하게 사용할 수 있게 해줍니다.
FreeCAD의 렌더 작업대(Render Workbench)는 LuxCoreRender, POV-Ray, Blender Cycles와 같은 여러 외부 렌더러와 연동됩니다. LuxCoreRender는 현대적인 물리 기반 렌더러로, 매우 사실적인 이미지를 생성할 수 있지만, 특히 대규모 장면에서는 상당한 계산 성능을 요구합니다. POV-Ray는 비교적 오래된 렌더러이지만 여전히 신뢰할 수 있는 레이 트레이싱(raytracing) 엔진이며, 시스템 자원 소모가 적은 편입니다. 다만 최신 기술에 비해서는 사실성이 떨어집니다. Blender Cycles는 Blender가 설치되어 있을 경우 FreeCAD에서 사용할 수 있으며, GPU와 CPU를 모두 지원하는 강력한 렌더링 솔루션으로 고품질 이미지를 효율적으로 생성할 수 있습니다. 단, Blender를 별도로 설치하고 모델을 Blender로 내보내 렌더링해야 합니다. 각 렌더러는 사실성, 성능, 그리고 시스템 사양 간의 균형에 따라 서로 다른 장점을 제공합니다. 어떤 옵션이 가장 적합한지는 렌더링하고자 하는 이미지의 유형에 따라 달라지며, 가장 좋은 방법은 각 렌더링 엔진의 웹사이트에서 제공되는 예제들을 직접 살펴보는 것입니다.
설치
FreeCAD에서 Render 작업대(Render Workbench)를 사용하기 전에, 먼저 작업대 자체를 설치해야 하며(자세한 방법은 이 섹션 참고), 또한 LuxCoreRender, POV-Ray, 또는 Blender Cycles(Blender 설치 필요)와 같은 외부 렌더링 애플리케이션 중 하나를 함께 설치해야 합니다. 이러한 렌더링 애플리케이션들은 일반적으로 설치 과정이 간단하며, 다양한 운영체제를 위한 설치 파일을 제공하고, 리눅스 배포판의 경우 소프트웨어 저장소에 포함되어 있는 경우도 많습니다. 필요한 도구들을 모두 설치한 후에는 FreeCAD를 해당 렌더러들과 연동하여 고품질 이미지를 생성할 수 있습니다.
POV-Ray 또는 LuxCoreRender를 설치한 후에는 FreeCAD 환경설정에서 해당 렌더러의 주 실행 파일 경로를 지정해야 합니다. 이 설정은 보통 Windows와 macOS에서만 필요하며, Linux에서는 FreeCAD가 표준 위치에서 자동으로 실행 파일을 찾습니다. povray(Windows에서는 povray.exe) 또는 luxrender(Windows에서는 luxrender.exe)라는 이름의 파일을 시스템에서 검색하면 각 실행 파일의 위치를 확인할 수 있습니다. 환경설정(Preferences) 탭에서 이 실행 파일의 경로를 지정할 수 있으며, 동시에 몇 가지 관련 파라미터도 설정할 수 있습니다.
PovRay로 렌더링하기
이제 설명서:전통적인 모델링, CSG 방식 장에서 모델링했던 테이블을 사용하여 POV-Ray로 렌더링을 진행해 보겠습니다.
- 먼저 이전에 모델링했던 table.FCStd 파일을 불러오거나, 이 장 하단의 링크에서 파일을 받아 연 뒤
작업대(Render workbench)로 들어갑니다. - 사용 중인 렌더러에 해당하는 툴바 버튼을 눌러 렌더링 프로젝트를 생성합니다. 이 예제에서는
POV-Ray 렌더러를 선택합니다. - 프로젝트에 적합한 템플릿(template)을 선택합니다. 여기서는 povray_sunlight.pov 템플릿을 사용하겠습니다.
- 새 프로젝트를 생성한 후에도, 프로젝트의 Template 속성을 편집하여 다른 템플릿들을 자유롭게 시험해 볼 수 있습니다.
- 이제 새로운 프로젝트가 생성되었습니다:
- 원하는 객체를 선택한 뒤
렌더링 뷰(rendering view) 옵션을 눌러 프로젝트에 추가할 수 있습니다.
- 원한다면
재질(Material) 옵션을 눌러 객체에 재질을 적용할 수 있습니다. 이 예제에서는 무광(matte) 옵션을 선택하겠습니다. - 이제 버튼을 누르면, 렌더링 결과가 별도의 창에 표시됩니다.
솔직히 말해, 최종 결과는 그다지 인상적이지 않습니다. 렌더링 과정은 반복적인(iterative) 작업이며, 높은 품질의 결과를 얻기 위해서는 시간과 인내가 필요합니다. 또한 앞서 언급했듯이 POV-Ray는 사실성 측면에서 다소 한계가 있습니다. 다른 렌더러들도 자유롭게 시험해 보시기 바랍니다. 전체적인 절차는 거의 동일하며, 과정의 시작 단계에서 다른 렌더러를 선택하는 것만이 주요한 차이점입니다.
다운로드
- 테이블 모델: https://github.com/yorikvanhavre/FreeCAD-manual/blob/master/files/table.FCStd
- 이 예제에서 생성한 파일: https://github.com/yorikvanhavre/FreeCAD-manual/blob/master/files/render.FCStd
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이 페이지에서 인용한 것은 https://wiki.freecad.org/Manual:Creating_renderings