플레이트 촬영 시각에 맞는 태양 방향: 위도·날짜·시각으로 고도와 방위각 계산

vfx 잡학지식 2026년 10월 29일 최종 수정 10월 25일 읽는 시간 약 9분 조회 2

실사 플레이트에서는 그림자가 왼쪽으로 뻗는데 CG 그림자는 오른쪽으로 눕습니다. Sun 세기나 그림자 농도를 바꿔도 방향이 맞지 않으면 CG가 따로 놉니다. 이때 태양 위치는 위도와 현지 시각만으로 정할 수 있을까요?

태양 위치는 위도·경도·날짜·현지 시각에 해당 날짜의 UTC 오프셋을 더해 계산하고, 마지막에 씬의 북쪽 축과 맞춰야 합니다. 아래 계산기는 태양 고도와 방위각, Blender Sun 오브젝트의 회전값을 한 번에 보여줍니다.

먼저 좌표 부호를 맞추세요. 위도는 북쪽이 양수, 남쪽이 음수이고 경도는 동쪽이 양수, 서쪽이 음수입니다. 시간대에는 촬영 날짜에 실제로 적용된 UTC 오프셋을 넣습니다. 한국은 UTC+9이고, 서머타임을 쓰는 지역은 그 날짜의 오프셋이 달라질 수 있습니다.

플레이트 시각의 태양 위치 계산기

예시로 서울 좌표와 2025년 6월 21일 15:30, UTC+9를 입력해 두었습니다. 촬영지와 플레이트 메타데이터에 맞게 바꾼 뒤 계산을 누르세요.

태양 고도계산 중

방위각 (진북 기준 시계방향)계산 중

Blender Sun 회전 Euler XYZ (°)계산 중

Blender 회전값은 씬 X=동쪽, +Y=진북, +Z=위라는 가정입니다. 고도에는 NOAA의 대기 굴절 근사를 적용하며 실제 굴절은 날씨에 따라 달라질 수 있습니다.

1. 태양 위치의 고도와 방위각은 그림자의 방향을 어떻게 설명하나

방위각은 태양이 어느 쪽에 있는지를 나타냅니다. 진북을 0°로 놓고 시계방향으로 재므로 동쪽은 90°, 남쪽은 180°, 서쪽은 270°입니다. 고도는 수평선에서 태양까지의 각도입니다. 지평선은 0°, 머리 위는 90°이고, 수평선 아래면 음수입니다.

계산된 방위각은 태양을 바라보는 방향이지 그림자가 뻗는 방향이 아닙니다. 방향성 태양광에서 그림자는 바닥면을 따라 태양의 반대쪽으로 뻗습니다. 서울 예시의 방위각 262.34°는 서쪽에 가까운 태양을 뜻하므로, 수평면 그림자는 대략 동쪽 쪽으로 향합니다.

태양 위치 계산은 먼저 날짜와 시각으로 시간균시차와 태양 적위를 구합니다. 그 값으로 현지 시각을 진태양시로 바꾸고, 태양의 시간각을 구해 고도와 방위각을 계산합니다. 중심 식은 다음과 같습니다.

계산 단계	식
진태양시(분)	현지 시각(분) + 시간균시차(분) + 4 × 경도(°) − 60 × UTC 오프셋(시간)
시간각(°)	진태양시 ÷ 4 − 180°
고도	sin(고도) = sin(위도)sin(태양 적위) + cos(위도)cos(태양 적위)cos(시간각)

경도는 동쪽이 양수라서 서경은 음수로 입력합니다. UTC 오프셋을 한 시간 틀리면 시간각이 약 15° 달라집니다. 촬영지가 서머타임을 쓰는 지역이라면 촬영 날짜의 시각 기준을 확인하세요. 직접 찍은 HDRI에서 태양이 잘려 그림자가 약해지는 문제는 방향을 맞춘 뒤에도 남을 수 있습니다.

2. 태양 위치 계산을 NOAA Solar Calculator와 대조한 오차

계산기는 NOAA가 공개한 General Solar Position Calculations의 근사식을 사용합니다. 고도에는 NOAA 계산 세부에 공개된 대기 굴절 보정도 적용했습니다. 같은 좌표·날짜·현지 시각·UTC 오프셋을 NOAA Solar Calculator에 넣어 세 사례를 비교했습니다.

장소와 입력	NOAA 계산기	이 글의 계산기	절대차
서울 · 2025-06-21 15:30 · UTC+9	방위각 262.23° 고도 49.96°	방위각 262.34° 고도 49.88°	0.11° / 0.08°
런던 · 2025-03-20 12:00 · UTC+0	방위각 177.48° 고도 38.54°	방위각 177.25° 고도 38.02°	0.23° / 0.52°
시드니 · 2025-12-21 10:00 · UTC+11	방위각 86.18° 고도 50.94°	방위각 86.13° 고도 50.96°	0.05° / 0.02°

이 세 사례에서 가장 큰 차이는 방위각 0.23°, 고도 0.52°였습니다. 춘분에 가까운 런던 사례에서 차이가 가장 컸습니다. 이는 선택한 세 입력의 비교 결과일 뿐, 모든 날짜와 위도에서 오차가 이 범위 안이라는 뜻은 아닙니다.

NOAA의 공개 근사식과 온라인 계산기는 정밀도가 다릅니다. NOAA는 온라인 계산기가 Jean Meeus의 Astronomical Algorithms에 기반한다고 설명하고, 계산기 자체도 현재 적극적으로 지원·유지보수하지 않는다고 안내합니다. 대기 굴절도 기압과 온도 등 조건에 따라 달라지므로 계산값을 현장 관측값으로 단정하지 마세요.

3. Blender Sun 회전값을 씬 축에 적용하기

태양 위치 계산값을 Blender에 적용할 때는 씬 X축이 동쪽, +Y축이 진북, +Z축이 위라고 가정합니다. Blender Sun의 로컬 +Z가 태양 쪽을 향하고 빛은 로컬 −Z 방향으로 나간다고 보면, Euler XYZ는 X=0°, Y=90°−고도, Z=90°−방위각입니다. 각도는 −180°~180° 범위로 정리합니다.

서울 예시의 결과는 고도 49.88°, 방위각 262.34°입니다. 따라서 수동 회전값은 X 0.00°, Y 40.12°, Z −172.34°입니다. 이 값은 위에서 밝힌 축 가정에서만 그대로 쓸 수 있고, 씬의 +Y가 실제 북쪽과 다르면 방향이 빗나갑니다.

직접 각도를 넣기 싫다면 Blender Extensions의 Sun Position 확장 기능을 사용할 수 있습니다. 공식 설명은 실제 지리 위치·날짜·시간으로 태양을 배치하고 NOAA 온라인 계산기를 기반으로 한다고 안내합니다. Blender 4.1 공식 매뉴얼에는 Properties > World > Sun Position에서 Location의 Latitude와 Longitude, Time zone, Daylight Saving, North Offset, Show North를 다루는 순서가 나옵니다. 버전에 따라 설치 경로와 항목 표기는 다를 수 있습니다.

4. 촬영지의 실제 북쪽과 Blender 씬을 맞추기

Blender 공식 매뉴얼에서 기본 북쪽은 씬의 Y축, 즉 탑뷰 화면 위쪽입니다. 촬영지 북쪽이 화면의 위쪽과 다르면 먼저 씬에 북쪽 기준선을 만드세요. 지도나 측량 자료에서 진북 방향을 확인하고, 해당 선이 씬의 +Y를 가리키도록 바닥 기준을 정하면 계산기 회전값과 씬 방향이 맞습니다.

기존 씬을 돌리기 어렵다면 Sun Position의 North Offset으로 씬 방향을 보정하고 Show North를 켜 점선이 기준선과 나란한지 확인하세요. 사진 한 장만 있고 촬영 방향이나 북쪽 기준을 모르면 태양 방향을 정확히 복원할 정보가 부족합니다. 현장 메타데이터, 지도, 측량값처럼 북쪽을 확인할 기준을 먼저 찾아야 합니다.

방향이 맞는데 CG가 바닥에서 떠 보인다면 태양 각도를 계속 만지기보다 접지 그림자와 앰비언트 오클루전을 확인하세요. 그림자 방향은 맞지만 경계가 지나치게 딱딱할 때는 광원 크기와 그림자 경계를 따로 조정해야 합니다.