CT 동향 영상 픽사스튜디오의 RenderMan, 과거에도미래에도 VFX 의절대강자! 픽사가개발해상용화한렌더링프로그램 ' 렌더맨 ' 은영화제작에즐겨쓰이는 3D 그래픽시스템으로, 픽사의기술력과경쟁력이응집되어있는핵심기술임. 빠른속도와높은안정성으로 3D작업의퍼포먼스를비약적으로향상시켜줌으로써시장에서최고의렌더링소프트웨어로손꼽힘. 2014 년가을비상업용도의무료버전이출시되면서이용자기반이더욱확대될것으로전망됨 1. 픽사 CG 기술의원천, 렌더맨 (RenderMan ) 같은 3D CG 를만들더라도땀구멍, 머리카락, 그림자, 빛의움직임등다양한렌더링표현에따라보는사람의느낌이크게달라지는데, 렌더링은 CG 품질을결정하는결정적요소로작용함 ( 전자신문, 2008.4.8) 렌더링이란장면을이미지로전환하는과정으로, 2차원의화상에광원, 위치, 색상등외부정보를고려해사실감을불어넣어 3차원화상을만드는것을말함 물체의모서리만을그려주는와이어프레임 (wireframe) 렌더링이가장간단한방법이고, 광선의굴절 / 반사등을계산해서각픽셀의색상을결정하는레이트레이싱 (raytracing) 렌더링이가장많이이용되며, 그외에광선이난반사될때주변의다른물체들과의관계를포괄적으로고려하면서렌더링하는래디오서티 (radiosity) 렌더링방법등이있음 ( 한국콘텐츠학회논문지, 2011.7) 렌더맨 (Render Man) 은가장대표적인렌더링소프트웨어로, 3D 애니메이션으로유명한픽사가직접개발하고상용화함 (BBC News, 2014.6.3) 픽사는 CG 영화사이기도하지만업계표준 3D 렌더링기술렌더맨을개발한세계최고의 3D 기술개발업체임 (Econote, 2005.1.16) 렌더링소프트웨어는영화의 3D 그래픽제작에즐겨쓰이며, 할리우드를비롯한전세계대부분의유명프로덕션들이이렌더맨을사용하고있음 ( 씨네21, 2010.8.5) 40
렌더맨은인터페이스와실행프로그램을모두포함하는데, 사물, 광원, 카메라 ( 시점 ), 대기효과등 3D 장면을묘사하는갖가지복잡한요소들의성질과질감등을정의해모델링된 3D 장면을다른시스템에서도그대로렌더링해주는고성능렌더링소프트웨어임 한번정의된 3D 모델은 PC, 매킨토시, 실리콘그래픽스워크스테이션등어떤플랫폼에서도완성할수있도록했기때문에렌더맨은 3D 제작을위한기술표준이됨 (Econote, 2005.1.16) 1985 년픽사가독자적으로그래픽용컴퓨터 ' 픽사 ' 를개발했는데, 이를구동시키는알고리즘및인터페이스가바로렌더맨이었음 (ebuzz, 2011.4.5) 픽사의전신인루카스필름에서개발한픽사이미지워크스테이션은 3D 영상제작비용을큰폭으로절감시켰으며, 일기예보에서부터병원의 CT 스캐너에이르기까지폭넓게응용됨 렌더맨은사실적인그래픽처리알고리즘을포함하고있었는데, 픽사는 ILM 등과의협력을통해 1990년대초 ' 터미네이터2' 를탄생시켰고, 이는컴퓨터그래픽분야및영화계에큰영향을끼침 이후픽사는 CGI(Computer-Generated Imagery) 분야에서렌더링알고리즘과그래픽처리기술력을바탕으로다양한단편영화를제작했으며, 월트디즈니와손잡고 ' 토이스토리 ' 를시작으로본격적인영화시장에뛰어듦 많은영화인들이픽사의 ' 몬스터주식회사 ' 와드림웍스의 ' 슈렉 ' 을비교하는데, 기술적측면에서미세한털의특징과움직임을표현해낸 ' 몬스터주식회사 ' 가더우수한것으로평가받고있음 픽사는 ' 몬스터주식회사 ' 의털보괴물을탄생시키기위해렌더맨알고리즘을새롭게보완했는데, 드림웍스는 ' 슈렉2' 에서야고양이캐릭터를등장시킴 그림 13 털표현을위한렌더맨기법 (Hair & Fur effect) 과이를적용한 ' 몬스터주식회사 ' 출처 :Pixar(http://renderman.pixar.com/) 41
CT 동향 영상 2. 3D 작업퍼포먼스의비약적향상 렌더맨은기본적으로명령어입력방식을사용해야하는데, 아이콘이나메뉴기능이제공되긴하지만이것만으로는성능을 100% 끌어낼수없음 과거에는 CG를만들려면 PC가아닌워크스테이션을사용했는데, 워크스테이션에서사용하는 CPU(MIPS, 스팍, 알파등 ) 가 PC와다르다보니윈도우가아예작동하지않는문제가발생함 때문에유닉스계열의아이릭스, 솔라리스, AIX를사용할수밖에없는데, 이들운영체제는윈도우와달리일일이명령어를입력해야하는경우가많음 따라서렌더맨은버전이업그레이드되면서각종메뉴와아이콘도개발해사용할수있도록하고있지만, 인터페이스에대한이용자의충성도를고려하여기본적으로운영체제환경에맞춰명령어를입력하는방식을고수하고있음 그림 14 렌더맨실행모습 출처 : 픽사 (www.pixar.com), 전자신문 (2008.4.8, http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=lsd&mid=sec&sid1=105&oid=030&aid=0001946924) 렌더맨의특징은크게포토리얼리즘, 고성능, 고품질, 통제용이성등의네가지로요약됨 (Pixar, 2014) ( 포토리얼리즘 ) 셰이더 (shaders) 와조명에기반을둔물리적시스템을통해매우사실적인이미지를생성할수있음 ( 성능 ) 방대한기능을통해큰장면을효율적으로렌더링할수있음 ( 품질 ) 진일보한필터링과정확한 3D 모션블러와같은기능을사용해최상의이미지만들수있음 42
( 통제 ) 렌더맨셰이딩랭귀지 (The RenderMan Shading Language) 와픽사의 3D 데이터형식 (RIB) 이창의적도전의모든유형에대한솔루션을개발할수있도록해줌 렌더맨의가장큰경쟁력은빠른속도와안정성인데, 수십대의렌더팜서버를가동시켜야하는렌더링작업에서이두가지는빼놓을수없는필수요소임 일반적으로동영상은인코딩과정에만만치않은시간이필요한데, 파일크기가클수록인코딩시간은늘어나고중간에오류가발생하면다시처음부터작업을시작해야함 렌더맨은메모리의존도가비교적낮고구조화텍스처접근을이용하므로렌더링시간이비교적짧아속도와안정성이우수해 CG 렌더링작업에서각광받고있음 렌더맨은눈에보이는부분만신속하게렌더링하는레이예스방식과빛의반사경로를추적해픽셀을만드는레이트레이싱방식을동시에지원해각각의장단점을목적에알맞게선택할수있게함 표 4 레이예스와레이트레이싱기법비교구분세부내용장점단점 -'Render Everything You've Ever 레이예스 (Rayes) Seen' 의약어로, ' 당신이원하는모든것을렌더링한다 ' 는것을뜻함 - 루카스필름 VFX 팀에서개발 - 속도가빠름 - 화려한 CG를만들기어려움 - 눈에보이는부분만렌더링하는방식임 - 엄청난양의데이터를 레이트레이싱 (Ray Tracing) -가상의광원에서나온빛이대상의표면에반사되는경로를역으로추적해픽셀색상과모양을만드는방법 - CG 품질이우수함 계산해야하기때문에시간이오래걸림 - 이과정에서오류가 발생할확률이높아짐 출처 : 전자신문 (2008.4.8, http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=lsd&mid=sec&sid1=105&oid=030&aid=0001946924) 을토대로재구성 영화에컴퓨터그래픽이적용된이래로, 픽사의렌더맨은터미네이터 2, 타이타닉, 쥬라기공원, 토이스토리, 스타워즈등다양한작품의시각효과 (VFX) 를위한렌더링작업에사용됨 (Pixar, 2014) 픽사최초의애니메이션인 ' 틴토이 ' 가컴퓨터그래픽영화사상최초로아카데미상을수상한후, 1995년최초의 100% 디지털장편애니메이션 ' 토이스토리 ' 를비롯해벅스라이프, 몬스터주식회사, 니모를찾아서, 몬스터대학, 월-E 등다수의애니메이션작품을발표함 애니메이션뿐만아니라터미네이터2, 타이타닉, 스타워즈, 아이언맨등실사영화의 3D 영상처리에도활발하게활용됨 43
CT 동향 영상 표 5 최근 3 년간렌더맨을사용해창작된작품들 연도 작품명 2013 2012 2011 47로닌 (47 Ronin), 애프터어스 (After Earth), 엘리시움 (Elysium), 슈퍼노바지구탈출기 (Escape From Planet Earth), 터키 (Free Birds), 겨울왕국 (Frozen), 지. 아이. 조2(GI Joe: Retaliation), 위대한개츠비 (The Great Gatsby), 호빗-스마우그의폐허 (The Hobbit - The desolation of Smaug), 아이언맨3(Iron Man 3), 잭더자이언트킬러 (Jack the Giant Slayer), 론레인저 (The Lone Ranger), 맨오브스틸 (Man of Steel), 몬스터대학교 (Monsters University), 퍼시픽림 (Pacific Rim), 비행기 (Planes), 리딕 (Riddick), 러시 (Rush), 토르 : 다크월드 (Thor - The Dark World), 공룡대탐험 (Walking with Dinosaurs), 더울버린 (The Wolverine), 월드워Z(World War Z) 링컨 : 뱀파이어헌터 (Abraham Lincoln: Vampire Hunter), 어벤저스2(The Avengers), 배틀쉽 (Battleship), 본레거시 (The Bourne Legacy), 메리다와마법의숲 (Brave), 댐버스터 (Dambusters), 다크나이트라이즈 (The Dark Knight), 다크섀도우 (Dark Shadows), 그래버스 (Grabbers), 호빗 : 뜻밖의여정 (The Hobbit: An Unexpected Journey), 헝거게임 : 판엠의불꽃 (The Hunger Games), 존카터 : 바숨전쟁의서막 (John Carter), 잃어버린세계를찾아서 2: 신비의섬 (Journey 2: The Mysterious Island), 콘-티키 (Kon-Tiki), 라이프오브파이 (Life of Pi), 맨인블랙3(Men in Black 3), 백설공주 (Mirror Mirror), 프로메테우스 (Prometheus), 파라노만 (ParaNorman), 더레이븐 (The Raven), 레드테일스 (Red Tails), 스노우화이트앤더헌츠맨 (Snow White and the Huntsman), 19곰테드 (TED), 토탈리콜 (Total Recall), 브레이킹던 part2(the Twilight Saga: Breaking Dawn Part 2), 언더월드 : 어웨이크닝 (Underworld: Awakening), 타이탄의분노 (Wrath of The Titans), 주먹왕랄프 (Wreck it Ralph) 틴틴 : 유니콘호의비밀 (The Adventures of Tintin), 월드인베이젼 (Battle: Los Angeles), 카 2(Cars 2), 퍼스트어벤져 (Captain America: The First Avenger), 카우보이 & 에어리언 (Cowboys & Aliens), 해리포터와죽음의성물 2부 (Harry Potter and the Deathly Hallows Part 2), 휴고 (Hugo), 아이엠넘버포 (I am Number 4), 미션임파서블 : 고스트프로토콜 (Mission Impossible :Ghost Protocol), 캐리비안의해적4: 낯선조류 (Pirates of the Caribbean: On Stranger Tides), 랭코 (Rango), 혹성탈출 : 진화의시작 (Rise of the Planet of the Apes), 셜록홈즈 : 그림자게임 (Sherlock Holmes: A Game of Shadows), 써커펀치 (Sucker Punch), 슈퍼에이트 (Super 8), 토르 : 천둥의신 (Thor), 트랜스포머3(Transformers: Dark of the Moon), 트리오브라이프 (The Tree of Life), 엑스맨 : 퍼스트클래스 (X-Men: First Class) * 한글은국내개봉시타이틀임. () 안은원제목. 출처 : Fixar(http://renderman.pixar.com/) 를토대로국내개봉타이틀등을추가하여재구성 3. 무료버전배포로이용자저변확대도모 픽사가시그래프 2014 에서업데이트된렌더맨의최신버전을선보임 (Computer Graphics World, 2014.8.22) 새롭게공개된새로운렌더맨은속도, 유연성및확장성측면이향상되었으며, 윈도우비스타이상의윈도우운영체제와맥 OS 10.7, 10.8, 리눅스등의 64비트운영체제에서가동됨 (Pixar, 2014) 신제품은라이선스당 495달러에구매할수있음 44
최신버전의렌더맨은비상업적이용을위해만들어진프리소프트웨어의표준버전으로, 교육, 연구등의목적하에무료로사용할수있으며 2014 년가을이후출시될예정임 (BBC News, 2014.6.3) 렌더맨최신버전의가장큰특징은픽사가정책을바꿔학생이나렌더링학습자들을대상으로하는 ' 비상업용버전 ' 을도입한점임 학생, 연구기관종사자, 개발자들은교육, 연구, 실험, 개발등비상업적인용도에한해렌더맨을무료로사용할수있음 무료버전은기능제한, 시간제한, 워터마크없이사용할수있으며, 픽사홈페이지에등록한후이용가능함 픽사의이같은행보는브이레이나아놀드같은렌더링소프트웨어와의경쟁을의식한결과로해석됨 참고문헌 김귀정 / 한정수 (2011.7). 3D 콘텐츠기반작업프로세스시뮬레이션개발, 한국콘텐츠학회논문지제11권제7 호 ebuzz(2011.4.5). 컴퓨터그래픽영화史 9-렌더맨의등장. Available at http://www.ebuzz. co.kr/news/article.html?id=20110405800017 씨네21(2010.8.5). 유머와감동이픽셀의옷을입고. Available at http://www.cine21.com /news/view/mag_id/61817 전자신문 (2008.4.8). 픽사 CG 기술의원천은?. Available at http://news.naver.com/ main/read.nhn?mode=lsd&mid=sec&sid1=105&oid=030&aid=0001946924 BBC News(2014.6.3). Pixar to give away 'Toy Story' 3D RenderMan software. Retrieved from http://www.bbc.com/news/technology-27677712 Computer Graphics World(2014.8.22). SIGGRAPH 2014 Wrap-up. Retrieved from http://www.cgw.com/press-center/siggraph/2014/siggraph-2014-wrap-up.aspx PIXAR(2014). RANDERMAN. Retrieved from http://renderman.pixar.com/view/renderman 용어정리 포토리얼리즘 (photorealism) VFX (visual effects, visual F/X) 시그라프 (SIGGRAPH) 대상에대한새로운해석이나주관을일절배재하고마치사진을보듯완벽하게재현하는극사실주의를뜻하며, 하이퍼리얼리즘, 슈퍼리얼리즘등과같은의미임. 주제가내용을대치하게된현대회화의경향에반해일상성으로회귀하여일상적풍경, 사물을일체의주관을배제하고냉담하게사진적으로표현함 시각효과를의미하며, 그림이나영화의프레임을만들어처리하는데쓰이는용어임. 보통실제같이보이도록하는환경을조성해야하지만촬영하기에위험하고고비용이들고여러여건상불가능한경우라이브액션동영상을 CGI 등과통합할때함께사용됨 Special Interest Group on Graphic(s) and Interactive Techniques 의약자. 원래미국계산기학회 (ACM) 컴퓨터그래픽스분과회 (SIG) 의명칭이나, 그보다는이분과회가 1974 년부터매년주최하는세계최대의컴퓨터그래픽스국제회의로더유명함. 컴퓨터그래픽분야의가장권위있는포럼으로, 논문발표, 강연, 세미나, 기기전시, 필름 & 비디오쇼등의프로그램으로구성됨. 2014 년행사는 8 월 10 일 ~14 일 5 일간캐나다벤쿠버에서개최됨 45