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GLSL 코드

다음과 같은 결과를 프레그먼트 쉐이더로 작성한다면 … ? 즉, 화면의 반을 가르고 가른 영역의 중심을 원점으로 삼으며 원점을 기준으로 gl_FragCoord 지점에 대한 좌표(x,y)에 대한 각도(atan(y,x))에 대해 왼쪽 영역은 cos 값으로, 오른쪽 영역은 sin 값으로 채움.

방식은 여러가지겠지만 여기서는 2가지 구현 코드를 언급함. 첫번째는 제시된 문제를 그대로 해석해 풀이한 것.

uniform vec2 iResolution;

void main2() {
    vec2 uv = gl_FragCoord.xy / iResolution;
  
    vec2 origin = uv.x < 0.5 ? vec2(0.25, 0.5) : vec2(0.75, 0.5);
    vec2 v = uv - origin;
  
    float angle = atan(v.y, v.x);
    float c = cos(angle);
    float s = sin(angle);
    
    vec3 color = uv.x < 0.5 ? vec3(c) : vec3(s);
    
    gl_FragColor = vec4(color, 1.0);
}

두번째는 삼각함수의 원리를 이해하고 상황에 맞게 최적화해 구현한 것.

uniform vec2 iResolution;

void main() {
  vec2 uv = gl_FragCoord.xy / iResolution.xy;

  vec2 normal = uv.x > .5 ? 
    normalize(uv - vec2(0.75, 0.5)) : 
    normalize(uv - vec2(0.25, 0.5));
  
  float t = uv.x > .5 ?  normal.y : normal.x;

  gl_FragColor = vec4(vec3(t), 1.0);
}
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Javascript의 스프레드 연산자(spread operator)를 적용해 보자

스프레드 연산자를 적용할 수 있는 클래스 AA가 있다고 할때 활용 예는 다음과 같다.

const aa = new AA();

aa.addItem(1);
aa.addItem(2);
aa.addItem(3);

console.log(...aa)

콘솔에 1 2 3이 찍힌다. 바로 … 연산자가 스프레드 연산자이다. 이처럼 스프레드 연산자를 적용할 수 있도록 하기 위해서 AA 클래스는 다음처럼 작성되어야 한다.

class AA {
  constructor() {
    this.items = []; // 이터러블한 내용을 저장할 배열
  }

  // 아이템을 추가하는 메소드
  addItem(item) {
    this.items.push(item);
  }

  // Symbol.iterator를 구현하여 이터러블하게 만듭니다.
  [Symbol.iterator]() {
    let index = 0;
    let data  = this.items;
    return {
      next: () => {
        if (index < data.length) {
          return { value: data[index++], done: false };
        } else {
          return { done: true };
        }
      }
    };
  }
}

참고로 스프레드 연산자는 매우 유용한 문법으로, 배열이나 이터러블 객체의 요소를 개별 요소로 확장하거나, 함수 호출 시 인수로 사용하거나, 객체 리터럴에서 속성을 복사할 때 사용된다. 예를들어 아래의 코드의 예시가 있다.

사례1

let arr1 = [1, 2, 3];
let arr2 = [...arr1, 4, 5]; // [1, 2, 3, 4, 5]

사례2

function sum(x, y, z) {
  return x + y + z;
}

let numbers = [1, 2, 3];
console.log(sum(...numbers)); // 6

사례3

let obj1 = { foo: 'bar', x: 42 };
let obj2 = { ...obj1, y: 1337 }; // { foo: 'bar', x: 42, y: 1337 }

스프레드 연산자는 얕은 복사를 수행한다는 점을 유념하자. 위의 예제를 보면 알겠지만 스프레드 연산자는 코드를 더욱 간결하고 가독성을 높여주며 데이터 구조를 쉽게 조작할 수 있게 해준다. 하지만 얕은 복사라는 점을 다시 한번 더 유념하자.

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GLSL의 mat4 타입에 대한 정리

mat4는 4×4 행렬입니다. 열을 우선(Column major) 순서로 해서 각 요소가 저장됩니다. 아래처럼요.

그래서 행렬의 첫번째 열과 세번째 열은 다음처럼 vec4 로 얻을 수 있습니다.

vec4 col1 = m[0];
vec4 col4 = m[3];

반면 첫번째 행과 세번째 행은 다음처럼 얻을 수 있습니다.

vec4 row1 = vec4(m[0][0], m[1][0], m[2][0], m[3][0]);
vec4 row4 = vec4(m[0][3], m[1][3], m[2][3], m[3][3]);

행렬의 특정 요소의 접근은, 예를들어 3번째 열의 4번째 행 요소는 다음과 같습니다.

float e = m[2][3];

행렬의 연산은 벡터의 수학적인 곱으로 많이 사용되는데 일반적으로는 다음과 같습니다.

vec4 v = ...;
mat4 m = ...;
vec4 t = m * v;

행렬과 벡터의 곱 순서를 다음처럼 바꿀 수 있는데, 그 결과는 위와 다릅니다.

vec4 t2 = v * m;

위처럼 벡터에 행렬을 곱하면 행렬을 전치시킨 것으로써, 위의 코드는 아래의 코드와 동일합니다.

vec4 t2 = traverse(m) * v;

행렬의 각 요소별 곱은 matrixCompMult이며 함수 이름에서 알 수 있듯이 거의 사용되지 않습니다.

마지막으로 역행렬을 구하는 함수는 inverse 입니다.

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Mix Color 노드의 Factor 인자의 역할

Blender의 쉐이더 노드 중 Mix Color 노드가 있습니다.

이 노드의 Factor 인자의 내용을 한가지 수식으로 정의하면 다음과 같습니다.

출력 색상=(1−Fac)×Color1 + Fac×블렌드함수(Color1, Color2)

위의 수식에서 블렌드함수에는 Mix, Darken, Multuply, Color Burn, Add, Screen 등이 있습니다. 이 중 Mix의 경우 블렌드함수는 단순히 Color2입니다. 즉, 다음과 같습니다.

블렌드함수 mix = Color2

또 다른 블렌드함수로써 screen은 다음과 같습니다.

블렌드함수 screen =1−(1−Color1)×(1−Color2)

사실 Mix Color 노드에서 블렌드함수에 대한 수학적인 내용보다는 그 목적과 용도에 집중하는 것이 좋습니다. 즉, mix의 경우는 2개의 색상을 섞는다거나, screen의 경우는 2개의 색상을 섞어 더 밝은 색상을 만들어낸다는 등의 실제 결과가 어떻게 표현되는지를 이해하는 것에 더 집중하는 것이 좋습니다. 물론 수학적인 이해가 이런 실제 결과에 대한 표현을 이해하는데 큰 도움이 될 수도 있습니다.