렌더링 합성에 대한 말씀을 드리겠습니다. 렌더링 합성 부분에 있어서는 라이팅에서 선행된 걸 받아서 렌더링 쪽에서는 기본적으로 장비에 의해 렌더링이 진행될 것이고요. 그리고 합성된 거를 최종 영상물을 만드는 과정이라고 생각하시면 됩니다. 렌더링 합성에 대해 알아보겠습니다.
(자막) 애니메이션 기획제작 워크숍7
-3D 애니메이션 렌더링와 합성(0분 34초)
(자막)김영석
경력: ㈜오콘 후반팀장
㈜아이프로덕션 후반팀장
작품:3D Animation Series ‘선물공룡 Dibo’
3D Animation Series ‘꼬마버스 타요’
3D Animation Series ‘뽀롱뽀롱 뽀로로’
KBS TV Comedy Show ‘개그콘서트 Title’(0분 44초)
질문: 렌더링이란?(0분 50초)
렌더링이란 장면을 이미지로 전환하는 과정입니다. 우리가 살고 있는 3차원 공간이 사진기에 의해 사진이라는 2차원 공간으로 바뀌어 규격 되는 것처럼 컴퓨터 속의 가상공간은 렌더링이라는 과정을 통해 2차원 이미지로 바뀌어 우리에게 보여 지는 것입니다. 사실 보통 우리가 렌더링이라고 부르는 과정은 100% 컴퓨터에 의해 이루어집니다. 이 과정 또한 여러분들이 할 수 있는 일은 아무 것도 없습니다. 하지만 그럼에도 불구하고 우리는 컴퓨터가 어떤 과정을 통해서 3차원 장면이 2차원 이미지로 바뀌는지 그 구체적인 방법을 잘 이해하고 있어야만 합니다. 왜냐고요? 그래야만 쉽고 빠르게 여러분들이 원하는 결과물을 얻을 수 있기 때문입니다. 렌더링 방식은 기술적으로 매우 다양하지만 그래픽 처리 장치 같은 렌더링 장치를 장치를 통해 그래픽스 파이프라인을 따라 씬 파일에 저장되어 있는 3차원 연출로부터 2차원의 그림을 만들어 내는 점은 동일합니다. 렌더링 계산은 모든 조명 효과는 계산하지 않으며 컴퓨터에 만들어진 비유적 조명을 계산합니다. 또한 렌더링은 마지막 비디오 출력물을 만들어내기 위해 영상 편집 파일의 효과를 계산하는 과정을 지칭하는데 쓰이기도 합니다. 3차원 그래픽의 경우 렌더링은 미리 렌더링을 하거나 실시간으로 처리하기 때문에 완성에 이르기까지 처리 시간이 늦을 수 있습니다. 미리 렌더링 하는 것은 많은 계산이 필요한 무거운 과정이며 일반적으로 영화 제작에 이용됩니다. 반면 실시간 레더링은 3차원 하드웨어 가속기를 갖춘 그래픽 카드에 의지하여 3차원 비디오 게임에 활용됩니다.
질문: 렌더링의 종류(2분 46초)
렌더링의 종류에 대해 말씀드리겠습니다. 첫 번째 광선추적법. 레이 트레이싱이란 가상적인 광원에서 나온 빛이 여러 물체의 표면에서 반사되는 경로를 추적하면서 각 물체의 모양을 형성하는 기법으로 실세계의 빛을 모델링하는 것과 유사합니다. 자연환경에서 빛은 빛 광선을 발사하며 표면까지 도달하게 됩니다. 표면에서는 광선이 흡수, 반사, 굴절, 형광 발산 요소가 결합되어 우리 눈으로 들어오는 색상이 결정됩니다. 네 가지 요소들은 서로에 따라 각각의 강도가 결정되며 반사 굴절에 의해 투명 혹은 반투명 효과가 나옵니다. 표면에 반사 굴절된 광선은 또 다시 다른 표면에 흡수, 반사, 굴절, 형광 발산 특징이 적용됩니다. 따라서 이러한 광선의 일부가 우리 눈에 들어와서 결국 장면 이미지를 생성하게 됩니다. 스크린 상의 모든 픽셀에 대한 광선을 모델링하는 것은 산술적으로 많은 비용이 들기 때문에 3차원 그래픽에서 잘 사용되진 않지만, 더 현실적인 결과를 보여줍니다.
두 번째 스캔라인 렌더링에 대해서 설명을 드리겠습니다. 스캔라인 렌더링은 폴리곤 하나하나에 근거한 방법 대신에 가로세로 1픽셀의 공간을 기초로 렌더링 되는 과정을 말합니다. 픽셀들의 수평선이 완성되면 이미지가 완성될 때까지 렌더러는 계속 다음 선으로 움직입니다. 스캔라인 렌더링은 대게 레이 트레이싱 같은 기법을 사용하지 않는 평범하고 기교 없는 렌더링입니다.
세 번째 GPU 가속과 하드웨어 렌더링입니다. 최근에 PC는 대부분 두 가지 타입의 프로세서 CPU와 그래픽 카드가 있는 GPU를 탑재하고 있습니다. GPU는 소프트웨어 렌더링 과정부터 하드웨어 렌더링, 인터랙티브 프리뷰잉 혹은 하드웨어 가속을 위해 사용할 수 있습니다. 하드웨어 렌더링은 그래픽 카드에 의해 생성된 이미지를 렌더링 과정의 최종 결과물로 사용하는 것을 말합니다. 현 시점에서 하드웨어 렌더링만 폭넓게 사용되고 있지만 텔레비전이나 필름, 프로덕션 작업에서 요구하는 수준만큼 올라가지는 못하고 있습니다. GPU 가속은 기타 작업 과정의 속도를 향상시켜주는 리소스로 GPU의 프로세싱 파워를 활용하는 소프트웨어의 렌더링 방식입니다. GPU 가속은 컴퓨터의 시스템 리소스를 더 완벽히 이끌어 내도록 보장해주며, CPU만으로 렌더링 할 때보다 더 빠른 렌더링을 제공합니다. 하지만 그래픽 카드에 의존적이고 다중 스레드 상태에서 작동시키기 힘들다는 약점이 있습니다. 그럼에도 GPU는 급속한 발전을 이루고 있으며 미래에는 렌더링 과정을 가속화하는데 보다 적합하게 변모할 것 같습니다.
질문: 합성(6분 2초)
컴포지팅이란 렌더링으로 만들어낸 여러 이미지들을 하나의 최종 장면으로 통합하는 기술을 말합니다. 앞에서 작업한 모델링, 맵핑, 애니메이션, 라이팅 등이 렌더링되면 2D의 평면적인 이미지로 출력되기 때문입니다. 여기에 멀티패스 렌더링과 컴포지팅을 함으로써 최종 영상 결과물의 질을 향상시키는데 그 목적이 있습니다. 아래 그림은 여러 레이어를 통해 결과물의 퀄리티가 얼마나 높아질 수 있는지를 보여주고 있습니다. 컴포지팅 요소들에 대해서 설명 드리겠습니다. 이러한 컴포지팅 작업을 하려면 한 장의 렌더링된 이미지로는 한계가 있습니다. 따라서 하나의 이미지는 각기 다른 속성별로 분류해 여러 장의 레이어와 알파채널, 패쓰별로 분리되어 렌더링 되어야만 하는 것입니다. 그래야만 가장 기본적인 색상의 톤을 맞추거나 대조, 밝기를 수정하는 일뿐만 아니라, 이펙트나 실사합성과 같은 일까지도 할 수 있게 되는 것입니다.
첫 번째, 레이어에 대해서 설명 드리겠습니다. 레이어란 여러 개의 화상을 겹쳐서 표시하기 위하여 사용하는 층이라고 정의할 수 있습니다. 별개의 이미지들이 투영판에 각각 만들어지고 완성된 이미지는 순서대로 겹친 후에야 볼 수 있게 됩니다. 간단하게 말하자면 투명한 셀로판지 같은 것인데 추가 할 수도, 순서를 바꿀 수도, 제거 할 수도, 병합할 수도 있다는 것입니다. 레이어는 이미지 보정 작업에서 매우 다양하게 이용되고 있습니다. 위에서도 말했듯이 레이어는 이미지의 부분 부분을 따로 분리하여 작업할 수 있도록 합니다. RGB, CMYK< HSL을 비롯한 컬러 모드에서는 기본 색을 분판하는데 쓰이기도 합니다. 한 레이어를 다른 레이어에서 분리하여 그 위에 작업할 수 있습니다. 그 레이어만 더 밝게 한다든지 필터를 적용시키고 다시 다른 레이어에 끼워 넣어 합칠 수도 있습니다. 단순하게 생각하면 크게 캐릭터, 배경, 이펙트, 그림자, 재질 등으로 나누어진 레이어들을 하나로 차곡차곡 쌓으며 최종 영상물들을 만들게 되는 것입니다. 하지만 이렇게 나뉜 재질조차도 또 다시 세세하게 디퓨즈, 스펙큘러, 리플렉션 등으로 레이어를 나누게 됩니다.
알파채널과 마스크에 대해 말씀드리겠습니다. 레이어는 여러 레이어의 내용을 합성하여 블렌딩하고 그 결과 이미지를 별도의 이미지 레이어로 옮기는데 이용할 수 있습니다. 이 과정을 이미지 합성 또는 블렌딩이라고 부릅니다. 이 과정에서 레이어의 내용을 결합시키는데 필요한 특수 기법이 요구되는데 알파채널이 일반적으로 많이 쓰이고 있습니다. 알파채널은 검정색과 흰색의 이미지로 구성되어 있으며 선택된 영역이 합성되지 않도록 막아주는 마스크 역할을 합니다. 한 개 혹은 그 이상의 알파채널이 이미지 합성에 이용됩니다. 알파채널에 포함되어 있는 마스크는 스텐실과 같은 역할을 합니다. 그림이나 글자 모양으로 구멍을 뚫고 이미지가 새겨지는 재료 표면 위에 덮습니다. 그 부분에 칠을 하면 뚫린 부분은 칠해지고, 막힌 부분은 그대로 남게 되는 원리입니다. 우리가 흔히 볼 수 있는 크로마키 또한 같은 원리입니다.
크로마키에 대해 설명 드리겠습니다. 크로마키는 블루스크린이라고도 불리는데 두 개의 영상을 합성하는 기술입니다. A와 B 이렇게 두 개의 영상이 있으면 B 영상으로부터 좁은 범위의 색을 제거하거나 투명하게 만들어서 뒤에 A 영상이 비추게 할 수 있습니다. 이 기술 또한 컬러키, 색 분리 오버레이, 그린스크린, 블루스크린이라고도 일컫습니다. 보통 기상 예보 방송에서 쓰이는데 예보자가 큰 지도 앞에서 서 있는 것처럼 보여주지만 실제로는 파란 배경이나 초록 배경의 스튜디오 안에서 있는 것입니다. 실시간 영상이나 방송 송출을 위해서는 크로마키를 사용할 수 있는 영상 믹서를 사용하며 영화 제작 등에 쓰는 후반작업 비선형 영상 편집을 위해서는 프리미어 프로 같은 영상 편집 프로그램을 가지고 크로마키를 활용할 수 있습니다. 크로마키를 반드시 파란색과 초록색만 사용할 수 있는 것은 아닙니다. 영상 믹서기나 영상 편집 소프트웨어를 사용하여 직접 색을 고를 수도 있고 스로틀 기능을 이용하여 겹치는 부분의 모서리를 부드럽게 표현할 수도 있습니다. 대한민국에서는 보통 파란색을 사용하는데 이 때 파란색이 아닌 다른 옷을 입은 채 동작을 취할 수도 있고 그러면 파란색이 투명해지면서 배경과 합성이 될 것입니다. 그러나 서양에서는 초록색을 자주 사용합니다. 그 이유는 서양사람은 눈이 파란색인 경우도 있기 때문에 블루스크린을 사용하면 파란색 눈이 투명하게 바뀌는 결과를 낳을 수도 있습니다. 보통 이러한 크로마키의 기능은 움직이는 영상이나 영화에서 직접 현실로 옮기지 못할 때에도 많이 쓰입니다. 이를테면 영화에서 나오는 하늘을 나는 슈퍼맨도 이 방식을 이용한 것입니다.
01. 이 강좌에 대해서
이 과정은 애니메이션 기획과 프로듀서의 역할, 그리고 3D애니메이션 제작과정에서 사용되는 여러 가지 노하우를 소개하는 과정입니다.
그동안 작업한 애니메이션을 드디어 최종적인 영상으로 제작해내는 단계가 바로 3D 애니메이션 '렌더링'과 '합성'입니다.
이번 강좌에서는 3차원의 장면을 2차원의 이미지로 바꾸는 '렌더링'과 최종 영상물을 만드는 '합성'에 대해 알아봅니다.
'렌더링'이란 무엇이고, 또 어떤 종류가 있는지와 '합성'이란 무엇이며 이 단계에서 어떤 일을 해야 하는지 들어보겠습니다.
02. 강사 소개
김영석
03. 강사 이력
[김영석] - ㈜오콘 후반팀장 - ㈜아이프로덕션 후반팀장
작품으로는 3D Animation TV Series ‘선물공룡 Dibo’, Animation TV Series ‘꼬마버스 타요’, 3D Animation TV Series ‘뽀롱뽀롱 뽀로로’, KBS TV Comedy Show ‘개그콘서트’ title 등이 있음.