안녕하세요. 김재승입니다. 이번 시간에는 실사사진을 기반으로 3D모델링을 하는 포토그래메트리 작업의 준비사항들을 함께 알아보고자 합니다. 포토그래메트리는 삼각 측량 기법의 기본원리를 이용하고 있는데요. DSLR카메라 또는 스마트폰으로 다양한 각도로 대량의 사진을 찍고 포토그래메트리 소프트웨어를 이용하여 3D모델링 데이터를 제작합니다. 대표적인 활용 사례로는 구글어스 VR, 게임 캐릭터와 배경 제작, 문화재 3D 모델링 기록화, VR/AR용 리소스 제작 등이 있으며, 이외에도 다양한 곳에서 사용됩니다. 대표 소프트웨어로는 Photoscan, Reality Capture, Pix4D Mapper, Recap, 3DF Zephyr, PhotoModeler, MeshRoom 등이 있는데요. 이번 강의에서는 이 중 Reality Capture 소프트웨어를 사용할 예정입니다. 그런데, 이 포토그래메트리용 3D 모델링 소프트웨어인 Reality Capture 이외에도 카메라로 촬영한 RAW 데이터의 하이라이트와 음영 조절 그리고 파일 변환을 할 때는 LightRoom CC를 사용합니다. 그리고 변환된 이미지 파일의 배경 제거 및 편집을 할 때는 Photoshop CC로 하고, Mesh 데이터 편집과 리토폴로지 등은 지브러시를 사용하죠. 또 최종 3D 모델링 데이터를 확인하거나, 웹서비스 공유 플래폼을 활용할 때는 Sketchfab을 사용합니다.
포토그래메트리는 소프트웨어만 있으면 되는 것이 아니라, 다른 장비들도 필요합니다. 조명과 흰색 배경지 그리고 카메라를 준비해 주세요. 그밖에 삼각대와 무선 릴리즈도 준비해 주신 다음, 턴 테이블도 필요한데요. 저 같은 경우 모니터용 턴 테이블에 흰색 폼보드를 부착하여 사용하고 있습니다. 자, 이렇게 포토그래메트리 장비를 다 갖추었다면 이제, 촬영을 시작해 볼까요?
1. 촬영 전 준비사항
촬영에 앞서, 카메라 이외에 장비들을 촬영에 적절하도록 미리 준비 및 설정해 두는 것이 필요합니다. 먼저 카메라는 DSLR 또는 스마트폰을 준비하여 화질은 최소 1800만 화소를 사용해 주세요. 그러기 위해서는 무엇보다 고화소 카메라 사용이 유리하겠죠? 또 렌즈는 15미리 렌즈부터 망원렌즈까지 사용가능한데요. 이때 어란 렌즈도 가능하지만 결과물 형태에 왜곡이 심해져서 권장하지는 않습니다.
삼각대는 높이별 촬영이 가능 하도록 트라이포드에 모노포드를 부착하여 높이를 조절하며, L플레이트와 볼헤드를 이용하여 세로 모드로 촬영합니다. 촬영 시 카메라의 흔들림을 방지하는 것도 중요하기 때문에 무선 또는 유선 릴리즈를 사용하며, 조명은 스피드 라이트를 권장합니다. 이때 LED 지속광도 가능하죠. 향후에 Lightroom에서 화이트밸런스를 조절하기 위해서 컬러체커를 사용해주시고, 피사체를 회전하기 위해서 모니터용 턴테이블에 흰색 폼보드를 부착하여 사용하고, 자, 그럼 카메라 세팅은 어떻게 해야 할까요? 조리개의 경우 F11 ~ F22까지 설정하며 조리개 값이 높을 수록 심도가 깊어져 좋은 결과물을 얻을 수 있습니다. ISO는 400이하로 설정하는데, 권장 값은 100입니다. 이때 촬영 장소의 조도에 따라서 IOS는 달라질 수 있죠. 셔터 스피드는 조리개와 ISO 값에 맞춰 적절한 노출값으로 설정합니다. 화질 및 파일 포맷은 고화질 RAW촬영하고 LightRoom에서 하이라이트와 음영 부분을 보정하면 됩니다. 만약, RAW촬영이 불가능 할 경우에는 JPG 촬영도 가능합니다. 그리고 촬영 데이터에는 반드시 EXIF 정보가 기록되어 있어야 한다는 것도 놓치지 마세요!
2. 촬영 방법 및 유의사항
사진 촬영 준비가 끝났으니, 이제 촬영을 시작해 보겠습니다. 촬영 대상이 오브젝트일 경우 화면에 제시된 것과 같이 오브젝트 주위를 돌면서 약 70~80% 겹치도록 촬영을 해야 합니다. 그런데, 이때 주의해야 할 점이, 촬영 대상 피사체를 빈 곳이 없이 모두 촬영해야 한다는 것입니다. 왜 그러냐고요? 그 이유는 이렇게 촬영해야 후반 작업 시간이 단축되기 때문입니다. 만약, 촬영이 안된 곳이 있다면 후반 작업 때 직접 만들어야 하는 불편함이 있죠.
그래서 저 같은 경우 턴테이블을 사용하여 돌리면서 빈 곳 없이 촬영하고 모노포드를 이용해 높낮이를 조절하여 촬영 시간을 단축하고 있습니다. 촬영 할 때 유의사항을 정리하자면, 첫 번째로 흔들림이 없고 노이즈가 적어야 합니다. 두 번째, 하이라이트와 음영 부분의 노출 차이가 없도록 촬영해야 합니다. 그래서 HDR 촬영을 권장하고 있습니다. 계속해서 세 번째, 피사계 심도를 깊게 촬영해야 하며, 네 번째 오브젝트가 너무 작아서 초점이 안 맞을 경우 매크로 렌즈를 사용해야 합니다. 끝으로 촬영 대상 오브젝트가 배경과 분리 되도록 흰색 또는 단색 배경을 사용해야 합니다. 이는 품질 좋은 3D 모델링 데이터를 만들 수 있는 방법이기도 하죠. 포토샵과 같은 이미지 편집 프로그램에서 배경을 제거하는 것도 하나의 방법입니다. 그런데, 간혹 빛 반사가 되거나 통과되는 표면 이를테면 유광재질인 거울, 유리, 물 등이나, 형태가 없거나 변화되는 피사체인 머리카락, 줄, 종이 등처럼 작업하기 어려운 대상이 있을 수 있는데요. 그럴 때는 3D 스캔용 스프레이를 이용하여 표면을 거칠고 둔탁하게 처리 후 모델링하는 방법으로 촬영하는 것이 좋습니다.
3. 데이터 변환 처리
이제 Lightroom을 이용하여 RAW 이미지에서 데이터 TIF 이미지 데이터로 변환하는 방법을 알아보겠습니다. Lightroom을 실행하고 좌측 하단 Import 버튼을 클릭하여 촬영한 RAW 이미지 데이터를 모두 선택하여 IMPORT 합니다. Import가 완료 되면 상단의 Develop탭 메뉴를 클릭합니다. 오른쪽 패널에서 Highlights의 값을 -50 Shadows +50 으로 설정해 주세요. 그리고 나서 Develop에서 조정된 값을 모든 RAW 파일에 하이라이트와 음영을 설정해야 하는데요. 이를 위해 상단의 Library 탭을 누른 다음, 화면 중앙 하단의 Grid View를 클릭하여, 키보드의 Ctrl+A를 눌러서 모든 이미지를 선택합니다. 그런 다음 우측 패널의 하단에 Sync Settings 버튼을 클릭하고 Synchronize Settings 대화창이 나타나면 Synchronize 버튼을 클릭하여 모든 이미지에 동일한 설정값을 적용합니다. 적용 완료 후 이미지를 확대하여 Highlights와 Shadows가 변경되었는지 확인해 주세요. 계속해서 RAW 이미지 데이터를 TIF 이미지 데이터로 변환 하기 위해서 좌측 하단에 Export 버튼을 클릭합니다. Export files 대화창에서 Export Location의 Folder에 Choose...를 클릭하여 저장위치를 설정하고 File Settings 에서 Image Format의 값을 TIFF를 선택한 다음, Export 버튼을 클릭하여 이미지 데이터를 변환합니다. 이때 이미지 데이터의 크기와 수량에 따라서 시간이 많이 소요 될 수도 있는데요. 만약, TIFF 파일의 용량이 너무 클 경우 JPG 파일로 변환하면 됩니다. 이렇게 데이터 변환 처리에 대해 알아보았습니다. 감사합니다.
01. 이 강좌에 대해서
Photogrammetry를 이용하면 누구나 쉽고 빠르게 3D 데이터를 만들어 VR/AR, 홀로그램, 3D 게임 등에 활용할 수 있기 때문에 이를 위해 무엇을 준비해야하는지 먼저 알아보고자 한다.
02. 강사 소개
김재승 (㈜대승 대표)
03. 강사 이력
- 한국방송통신전파진흥원 대구스마트미디어센터(K-ICT) VR 영상 제작 강의 - 안동대 멀티미디어학과 영상제작 VR 강의 - 시흥여성인력개발센터 VR 전문가 양성 과정 강의