Maya 를이용한 3D 콘텐츠제작에서효과표현방법에대한 연구 * 김현우 O, 송특섭대전목원대학교컴퓨터공학과 dhsjfdl@gmail.com, teukseob@mokwon.ac.kr A Study of Effect Representation Method for 3D Contents Development Using Maya System Kim Hyun-Woo, Song Teuk-Seob Department of Computer Engineering, Mokwon University 요약본논문은마야 (Maya) 3D 콘텐츠를제작하는데있어서물, 불, 안개, 폭파장면과같은특수한효과를표현하는방법에대하여연구하였다. 마야를이용하여 3D 콘텐츠를제작시특수효과는주로마야의다이나믹스를활용한다. 본연구에서는마야로구현된객체에에프터이펙트를사용하여특수효과를표현방법을연구하였다. 마야다이나믹스에비해에프터이펙트는실시간이가능하고, 텍스쳐에니메이션이마야의다이나믹스보다사용하기편리하며, 다양한표현이가능하다. 본논문에서는마야다이나믹스의장단점과에프터이펙트의장단점을설명하고각각의효과를적용한결과를제시한다. 1. 서론 Maya 3D 콘텐츠 (Contents) 를제작하는데있어서불, 물, 연기등과같은자연현상과이러한자연현상을응용으로하는효과들을필요로한다. 이러한효과들은 Maya의다이나믹 (Dynamic) 과에프터이펙트 (After Effects) 에의해서구현이가능하다. Maya란 3D 프로그램을만들어오던 Alias Wavefront사가 1995년에합병하여 1998 년발표한가장진보적인차세대캐릭터애니메이션프로그램으로현재 8.5 까지출시되었다. Maya 는기본적으로넙스 (non-uniform Rational B-spline) 와폴리곤그리고독자적인방식인섭디비젼을사용하여모델링할수있다. 현재 Maya 는영화, 게임, CF 등널리이용되고있으며영화산업에서는 Matrix', ' 니모를찾아서, 반지의제왕 등의 CG(Computer Graphic) 가 Maya 로이루어져있으며 Academy 시상식등에서많은시각효과상을휩쓸고있다 [1]. 요즘우리나라에서는많은온라인게임에서의동영상및캐릭터제작에사용되어지고있다. 에프터이펙트란영상합성및모션그래픽과시각효과를위한필수도구로영화에서의특수효과나여러가지 * " 이논문은 2007년정부 ( 교육인적자원부 ) 의재원으로한국학 술진흥재단의 지원을 받아 수행된 연구임 " (KRF-2007-331- D00429) 영상에쓰이는효과등을만들수있다. 최근들어서는 3D 프로그램동영상제작에많이쓰이고있는강력한영상합성프로그램이다. 에프터이펙트는기존의영상에새로운움직임과효과, 색보정합성등에있어서없어서는안될중요한툴로서, 모션그래픽디자이너, 영화, 방송등의분야에서훌륭하게활용되고있다. 현재의에프터이펙트는 2D/3D 합성, 섬세한애니메이션컨트롤, 다양한비주얼이펙트, 오디오기능, 뛰어난호환성, 다양한입출력포맷지원등의기능과 16 비트컬러지원및벡터페인팅툴과모션, 키잉, 이펙트, 오디오, 3D 채널등을위한다양한패키지를제공하고있다 [2]. 본논문에서는차후 2 장에서는 Maya 3D 콘텐츠제작과정, 3 장 Maya 3D 콘텐츠에서의효과, 4 장 Maya 다이나믹, 5 장에프터이펙트에대해서연구하였다. 2. Maya 3D Contents 제작과정 Maya 다이나믹과에프터이펙트의사용에대하여알아보기전에 Maya 3D 콘텐츠제작과정에대해알아보았다. [ 그림 1] 은 3D Maya 콘텐츠제작과정을나타낸다. 3D Maya 콘텐츠제작과정은캐릭터를만드는모델링과정, 캐릭터와촬영에필요한카메라에움직임을부여하는애니메이션과정, 그외의효과를주기위한다이나믹을거쳐결과물을출력하는과정을갖게된다 [3]. 그후 Maya 다이나믹과정에서부족한효과를표현하는에프터이펙트과정과완성된영상을편집하는
마무리과정을갖는다. 광 (Halos) 은빛을방하는물체가볼륨감있는형태를이루는것을돕고 Light fog 와같은경우는거리의지각을생성하여깊이와사실성을추가한다. 파티클효과 (Particle Effects) 는질량이나크기를가지지않는오브젝트이다. 이것들은다른 Maya 의오브젝트와다르게일반적으로동적인힘에의해서움직인다. 그러한이유는각각의파티클을애니메이션하기에는너무나많은시간이요구되므로움직임을갖게하는환경을확립함으로파티클의애니메이션을제어한다. 종류설명 [ 그림 1] 3D Maya Contents 제작과정 과정내용 모델링 (Modeling) 애니메이션 (Animation) 다이나믹 (Dynamic) (Rendering) 모델링은스크린상에서형태와형식을제작하는과정이다. 오브젝트 (Object) 를움직이고, 회전시키고, 계속해서형태를변형시키는과정이다. 만들어진작품에추가된액션을표현하기위한과정으로효과에는폭발, 불, 비, 중력, 부력등자연현상들도포함한다. 은모델링, 텍스처라이트, 카메라, 효과등을셋업하여하나의최종이미지, 또는영상을만드는작업이다. [ 표 1] 3D Maya 콘텐츠제작의과정별내용 3. Maya 3D 콘텐츠효과표현방법 3D 콘텐츠제작에서효과는시각적인흥미를추가하기위해서주로사용된다. 비, 불, 연기와같은자연적효과뿐만아니라타이틀, 자막등과같은모션그래픽또한이러한효과중하나라고할수있다. 그중 Maya 다이나믹과에프터이펙트에대해서알아보도록하자. Maya 다이나믹비, 불, 연기와같은자연적효과들은전통적인서페스 (surface) 와쉐이더 (shader) 를사용하여만들기가어렵다. Maya 의다이나믹은이러한효과들뿐만아니라키프레임으로잡기힘든여러가지움직임이나효과들을제작할수있도록해준다. Maya 의다이나믹관련기능들은메뉴가많고응용방법또한방대하다 [4]. [ 표 2] 는 Maya 다이나믹중활용도가높은 3 가지를정의한것이다. Opticla and Fog Lighting Effects(Opt-FX) 의효과는 3D 로라이트닝하는물체를지각할때사실감과깊이감을준다. 백열 (Glows), 렌즈플레어 (Lens flares), 원 과학, 안개, 조명효과 (Opti-FX) 파티클효과 (Particle) 페인트효과 (Paint Effects) 백열과안개를가진기본적인빛으로서빛을보다사실적으로표현하기위해대기의효과를빛에추가한것이다. 동적인표현들을사용하여시뮬레이션이가능한공간상의포인트로움직임이매우복잡한, 연기와증기같은자연의효과를만드는데아주적합하다. 실시간효과를장면에추가하는여러가지브러시를제공하는것으로 2D 또는 3D 장면에서작업을할수있다. [ 표 2] Maya 다이나믹종류 페인트효과 (Paint Effects) 는단순한펜선에서부터바람에흔들리는나무같은복잡한브러시까지사전에세트된많은브러시를제공한다. 페인트효과의성질은약 274 가지속성을가지며이러한속성들은유화또는수채물감브러시에서조명, 불, 머리카락, 식물등과같은 3D 브러시까지많은효과의브러시를만들수있다 [5]. 에프터이펙트에프터이펙트는영화, 비디오, DVD, 웹등다양한멀티미디어매체에서활용하고있는시각효과프로그램의표준이다. 특히, 모션그래픽분야에있어서는타의추종을불허하며초보자에게서부터전문사용자에이르기까지개인용홈비디오에서영상매체의최상위에존재하는영화에이르기까지그활용범위는매우다양하다. 활용분야설명 합성작업, 특수효과 모션그래픽영상 마스크나키를이용한 Matte 작업, 3D 나 2D 오브젝트와실사와의합성작업, 그리고컬러컬렉션작업등과같은영상과특수효과에사용 모션그래픽이란, 움직임과그래픽디자인그리고사운드의조합을통해사람의의사를전달하는강력한수단으로, 뮤직비디오, 광고, 영화타이틀등과같은여러분야에서사용 [ 표 3] 에프터이펙트의활용분야
에프터이펙트는쉽게말하면 2D( 즉, 평면 ) 를기본으로하는특수효과편집프로그램으로서, 화면상에보이는번개의빛줄기, SF 영화에주로등장하는광섬검, 그리고움직이는타이틀등대부분의영상이펙트작업을가능하게해준다. 뿐만아니라어도비 (Adobe) 사의포토샵 (Photoshop), 일러스터 (Illustrator), 프리미어 (Premiere) 등과의호환성또한뛰어나작업을하는데있어서사용자로하여금편리함을제공해준다 [2]. 4. Maya 다이나믹을이용한효과 에적용되어지는파티클에대한무수한옵션값들에대해서도고려하여만들어야한다. 과정설명 파티클만들기 파티클렌터타입지정 파티클박스나파티클 Emitter 등으로파티클을만든다. 파티클렌더타입 (Sphere, Point, Blobby Surface 등 ) 에의해사용자는파티클을다양한형태의이미지로표현한다. Maya 다이나믹의경우는배경, 캐릭터등의모델링작업이이루어진하나의작업창안에서효과또한만들어진다. 파티클 Attribute 편집 S/W, H/W 파티클 Attribute 는파티클마다가지는속성값을편집하여파티클의움직임이나형태등을표현한다. 파티클렌더타입에따라특정렌더를이용하여파티클을이미지로저장한다. [ 표 5] 파티클효과의생성과정별설명 [ 그림 2] Maya 다이나믹표현원리 때문에무엇보다높은완성도를만들수있다. 그러나작업이나그외의실시간으로다이나믹효과를보기위해서는작업창안에존재하고있는오브젝트들로인해많은시간적소요를필요로하고있다. [ 표 4] 의경우는이러한다이나믹의장 단점을표로나타낸것이다. 4.1 파티클효과의활용 파티클효과는다양한입자들의움직임을표현하기위한방법으로 Maya 다이나믹부분의가장중추적인방법이라할수있다. 매우작은점들의역동적인움직임을이용하여만들어진다. 연기, 폭발, 물과같은효과를만드는데있어서유용하게사용된다. 분류 Maya 다이나믹장 단점 장 단 점 점 다이나믹과모델링의작업이하나의창에서이루어짐으로부드러운결과물출력이가능하다. 활용이되는다이나믹효과의옵션값들을각각조정함에따라다양한표현이가능하다. 과정에모델링과다이나믹이모두포함되어시간의소비가많다. 다이나믹효과의결과물을확인하는데어려움이있어차후수정이어려움 다이나믹효과의옵션값들을각각조정함에따라다양한표현이가능하나처음효과를만들기위해서는많은작업과어려움이따른다. [ 그림 3] 파티클효과를이용한폭파장면 [ 그림 3] 은파티클시스템을이용한폭파장면을연출한것으로왼쪽의그림이 Maya 작업창으로본파티클효과의실제적인구동원리이다. 수많은작은점들이폭파장면을연출하고있는것을볼수있다. [ 표 4] Maya Dynamic 의장 단점 [ 표 5] 는 Maya 에서기본적으로제공해주는효과들이다. 이러한기능또한파티클에의해서구동되어진다. Maya 다이나믹의효과들은파티클에의해서이루어지는데이러한효과를사용하기위해서는오브젝트의움직임과크기, 회전등을고려해야할뿐아니라그오브젝트 [ 그림 4] 파티클효과과정 무수한점들에색상과움직임등을더해주고렌더과정을거쳐오른쪽그림과같은폭파장면이연출가능하다. Maya 에서파티클을이용하여결과물을만들기위해
서는기본적으로 [ 그림 4] 와같은 4 단계과정을필요로한다. [ 표 5] 는파티클효과의생성과정을정의한것으로파티클효과는우선자신이사용할효과를표현하기위해서작은오브젝트의모임인파티클을생성한다. 다음으로효과에맞게파티클의모양을결정할후각각의파티클에생상및움직임을부여한다. 마지막으로 S/W 나 H/W 을통해결과물을생성한다 [6]. Dynamic Effects 종류 Fire Smoke Fireworks Lightning Shatter Curve flow Surface flow 내 용 오브젝트를기준으로솟아올라가는불효과오브젝트를기준으로솟아올라가는연기효과어느한포인트를기준으로삼각형모양의불꽃이솟아오르는효과두개의오브젝트를기준으로둘사이의전기효과오브젝트를작은단위의파티클로쪼개는효과 선를따라움직이는파티클효과 면를따라움직이는파티클효과 [ 표 6] Maya 다이나믹종류 분류 장점 단점 에프터이펙트의장 단점 사용한효과를실시간으로확인이가능하다. 플러그- 인 (Plug-in) 의사용으로쉽게표현이가능하다. 다이나믹부분을따로작업하기때문에차후수정이용이하다. 다른프로그램과의호환성이뛰어나다. 사용자가직접조정하는값보다플러그인의활용에의해표현에한계가있다. 하나의작업창에서이루어지는작업이아니기때문에표현이부드럽지못하다. [ 표 7] 에프터이펙트효과의장 단점 [ 그림 7] 에프터이펙트를사용한 Maya 3D 콘텐츠제작과정 5. 에프터이펙트를이용한효과 에프터이펙트의구동원리는 Maya 를이용하여완성된결과물에 [ 그림 6] 과같이투명한프레임 (Layer2) 을올린후이펙트작업을진행하는방식으로이루어진다. [ 그림 7] 은에프터이펙트를사용하였을때 Maya 3D 콘텐츠제작과정이다. 분류특징 에프터이펙트에서는모든결과물을실시간으로확인할수있다. 플러그인 텍스트애니메이션 플러그 - 인의많은보급과수많은종류에의해서보다쉽게작업할수있다. 새로운접근방식의텍스트애니메이션도입으로유연성있는디자인이가능하다. [ 그림 5] 에프터이펙트구동 [ 그림 5] 와같은특성때문에에프터이펙트의경우작업에사용한효과를확인하는데있어많은시간의소비가필요없다. 뿐만아니라차후수정에있어서여러개의효과들중수정이필요한효과들에대해서수정이용이하다. 그러나모든작업이각각의다른창에서이루어짐에따라결과물의완성도면에서비약한점이있다. 5.1 에프터이펙트의활용 Maya 3D 콘텐츠제작에있어서에프터이펙트의활용은여러가지면에서효율성을제공해준다. [ 그림 7] 에서볼수있듯 Maya 다이나믹과에프터이펙트의효과중중복되는부분은에프터이펙트를사용함으로써제작과정의시간을줄일수있다. [ 표 8] 에프터이펙트의특징 [ 표 8] 은에프터이펙트의특징중 Maya 다이나믹과비교하였을때확연히나타나는특징들이다. 본논문에서는 [ 표 8] 에서분류된 3 가지특징에대해세부적으로연구하였다. 플러그 - 인을사용한파티클효과 Maya 파티클효과의경우하나의효과를주기위해서많은시간을소비해야한다. 이에반해에프터이펙트의경우에는플러그 - 인을통해보다쉽게작업을할수있다. Maya 또한플러그 - 인을갖고있으나완성된효과를갖고있는에프터이펙트의효과와달리 Maya 의경우사용자가플러그 - 인을사용하는데있어서수동적인면을필요로한다. 반면에프터이펙트의플러그 - 인은하나의완성된제품으로나온다 [7].
에프터이펙트의실시간에프터이펙트는조명및카메라조정, 레이어변형, 텍스트레이어조작, 음영조정및타임라인 (Timeline) 스크랩시거의즉각적인결과를볼수있다. [ 그림 9] 는에프터이펙트를사용하여만든텍스트애니메이션으로플러그 - 인을사용한파티클효과이다. 6. 결론 [ 그림 8] 에프터이펙트의효율성 [ 그림 8] 은에프터이펙트작업과정중과정의효율성에대해서나타낸그림이다. Maya 다이나믹의경우과정에있어서모델링부분을같이실행함으로서많은시간을소비하는반면에프터이펙트의의경우이펙트부분만을따로실행함에있어작업시간을줄일수있다. 또한 Maya 의경우결과물을확인하기위해서는과정을거쳐야만하는반면에프터이펙트의경우는모든결과물을실시간으로확인할수있는장점을갖고있다. 이것은파티클효과의사용시확연한차이를볼수있다. 파티클시스템은매우작은점들의역동적인움직임을이용하여만들어지는만큼 Maya 의경우하는과정에서많은시간이소비되는반면에프터이펙트의경우에는파티클효과또한실시간확인이가능하다. 에프터이펙트의텍스트애니메이션 Maya 의단점중하나는텍스트입력자체가어렵다는것이다. 에프터이펙트의경우는이러한점을보안하여텍스트도구함에서새로운입력도구를선택하고작업창에직접입력함으로써단순하게입력이가능하다 [8]. 또한에프터이펙트의텍스트는단일문자, 단어또는줄전체를애니메이션할수있고, 텍스트레이어전체를한단위로애니메이션할수있다. 결과물의완성도면에서는 Maya 의다이나믹이에프터이펙트보다우위에있다. 그러나표현력이좋은 Maya 다이나믹의경우는그러한표현력을표현하기위해서많은시간의시간이소요가되며뿐만아니라사용자가하나의효과를표현하는데있어서많은어려움을갖게된다. 뿐만아니라차후수정또한어렵다. 이에반해에프터이펙트의경우에는효과를다른작업창에서작업하는데있어서작업의완성도면에서다소완성도가떨어지는데반해서사용이수월하며플러그 - 인과실시간으로작업을확인할수있는장점을갖고있다. 뿐만아니라이펙트작업을영상물이완성된후제작함으로차후수정또한편리하다. 이러한특성을분석한결과에프터이펙트의효과는 Maya 의다이나믹보다는낮은완성도를갖고있지만작업을하는데있어서의효율성은높다고할수있다. 앞으로완성도면에서좀더높은결과물을추출할수있을경우에프터이펙트의활용도는더욱높아질것이다. 참고문헌 [1] 이승엽, 정재환, 3D 초급자를위한 Maya7.0 50 일완성, 가메출판사, 2006 [2] 하철중, After Effects6 Reality, 디지털북스, 2004 [3] L. Pertovic, B. Fujito, L. Williams, A. Finkelstein, Shadows for Cel Animation, Siggraph 2000, Computer Graphics Proceedings, 2000, 511-516 [4] 정재민, 오규환, 석혜정, 파티클을이용한로고애니메이션제작사례연구, 게임 & 엔터테인먼트논문지, 2006, 15-23 [5] 최유미, 이은경, the art of Maya, 영진닷컴, 2002 [6] 서창호, Maya7 Dynamic, 2006, 정글프레스 [7] 양훈찬, 백창렬, 김효래, After Effects 모션그래픽실무테크닉 33, 성안당, 2006 [8] 고창민, 모션고선생과함께하는 After Effects 모션그래픽기법, 도서출판대림, 2007 [ 그림 9] 에프터이펙트를사용한텍스트애니메이션