시각효과 프로덕션에서 크리처의 모발표현을 위한 새로운 단계적 방법론[Noble incremental approach for making furry creature in visual effect production]

기본 정보

본제목

시각효과 프로덕션에서 크리처의 모발표현을 위한 새로운 단계적 방법론[Noble incremental approach for making furry creature in visual effect production]

부제목

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대등제목

-

국가구분

국내

생산일자

2012-**-**

언어

한국어

크기(mm)

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페이지

106

ISBN/ISSN

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판차

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마스터파일

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생산자

유태경 (중앙대학교 첨단영상대학원 영상공학과 예술공학 박사 논문 저자)

내용

(논문요약)[국문초록]영화 영상 산업과 시각효과 기술이 발전함에 따라 시각효과 프로덕션에서 디지털 크리처가 차지하는 비중이 날로 커지고 있다. 크리처를 사실적으로 제작하는 기술은 물론 크리처의 모발과 의복 등을 제작하는 기술은 프로덕션의 기술 경쟁력을 좌우하는 기준이다. 특히 국내 프로덕션은 할리우드 메이저 스튜디오에 비해 이러한 기술의 개발이 부족한 실정이기 때문에 지속적인 연구 개발이 필요하다. 본 연구에서는 모발 있는 크리처를 제작하기 위한 모발 다듬기와 모발 시뮬레이션 기술을 제안하고 단계적 크리처 모발표현 파이프라인을 소개한다. 본 논문에서는 영화 『미스터 고』 제작을 중심으로 고릴라 크리처를 제작하기 위해 모발 다듬기와 시뮬레이션에 단계적 접근법을 사용하여 효과적으로 파이프라인을 구축하는 방법론에 대해 제안한다. 가이드 모발 가닥, 중간 모발 가닥, 최종 모발 가닥의 세 단계로 크리처의 모발을 모델링하고, 시뮬레이션에서도 장면의 클로즈업 정도에 따라 적합한 수준의 단계에서 시뮬레이션을 계산하는 시스템을 구현하였다. 또한 각 파트 간에 데이터를 어떤 흐름과 형태로 전달하지가 적합한지에 대한 효율적인 디자인을 제시한다. 제안하는 단계적 모발 표현 방법론은 이전 방식과 비교하여 다음과 같은 장점을 가진다. 첫째, 제안한 모발 다듬기 방법은 크리처의 모발표현에 효과적이다. 제안한 가이드 모발 가닥, 중간 모발 가닥, 최종 모발 가닥, 3 단계 모발표현 시스템은 품질 높은 모발을 제작하는 데에도 적합하지만 무엇보다도 프로덕션 환경에서 의사 결정을 효율적으로 하는데 적합하다. 모발의 분포, 실루엣, 덩어리짐을 포함한 자세한 형태, 곱슬거림을 포함한 모발의 느낌 순으로 모발을 다듬어 나갈 수 있는 계층적 구조를 가지기 때문이다. 또 수정이 용이하다. 가이드 모발 가닥에서는 전체 곡률만 정의하고 세부 형태는 수정자의 조합으로 생성하기 때문에 수정 사항이 생겼을 때 반영하기 쉽다. 둘째, 제안한 모발 시뮬레이션 방법은 크리처 모발의 움직임 표현에 효과적이다. 모발의 움직임을 만드는 방식도 기존의 일반적인 질량 스프링 모델을 이용하여 시뮬레이션을 하는 것이 아니라 단일 스프링으로 목표점을 정하고 역운동학을 이용하여 모발을 변형함으로써 계산이 간단하고 빠르다. 많은 양의 데이터를 관리하는 크리처 파트의 피드백을 원활하게 함으로써 전체 파이프라인이 원활하게 운영될 수 있도록 하는 역할을 할 것으로 본다. 향후 연구에서는 모발 다듬기를 보다 직관적으로 할 수 있도록 커브 디포머(curve deformer)와 같은 유틸리티(utility)를 모발표현 시스템에 추가하고 모발 뭉침 표현 알고리즘을 개선하여, 보다 다양한 제어가 가능하게 할 계획이다. 시뮬레이션에서는 모발과 모발 사이의 상호작용을 고려하여 더 자연스러운 움직임을 만드는 연구를 진행할 계획이다. (영문초록)[영문초록]In spite of increased demand for furry creatures in the visual effects and feature animation industry, modeling realistic fur remains a very hard challenging process. There are many researches to model a comparatively small number of hair strands over the past two decades, but there is no solution for controlling a number of animal’s fur strands that is widely accepted in the graphics industry. In this paper, we propose effective fur grooming approach which can be used in production pipeline. This approach was developed to make a movie in which a gorilla is a main character. Most of fur grooming artists is accustomed to controlling curves directly as modeler. In general, artists try to groom fur using existing tools like Shave and Haircut, however, it is limited to control the detail shape of curve also brush interface is not intuitive. Intuitiveness of interface equals familiarity with interface [Jef Raskin, 1994]. We provide artists with direct control of the shape of the fur strand using curve deformer or curve components (CV or hull). In the method, incremental grooming approach is employed for efficient control, which allows artist to control a large number of curves through three steps. Proposed approach is aimed at fur grooming artist who has experienced in modeling. Proposed incremental grooming approach is divided into three stages, which are stage of guide strands, stage of mid strands, and stage of fur strands (final renderable strands). We model a fur strand as a Catmull-Rom spline [Catmull et al. 1974], which is defined by and passes through a sequence of control points {p1, p2, ..., pn}. In each step, several modifiers are applied to the fur system to tweak the shape of curve. Every modifier has parameters to use texture map, white noise, and Perlin noise. The following steps are our grooming process by artist. 1. Divide creature’s body into sections. (manually) 2. Model representative curves per section. (manually) 3. Place roughly guide strands on body to be proper resolution. (manually) 4. Find closest point on mesh and place exactly guide strands on body surface (automatically) 5. Enter target number for mid strands in consider of clumping (grooming system). 6. Add modifier to make rough curl on mid strands (in grooming system). 7. Generate mid strands (in grooming system) 8. Tweak the shape of mid strands directly (manually or with curve deformer). 9. Enter target number of fur strands (in grooming system). We have introduced incremental grooming approach for furry creatures. This approach is well-suited for production decision-making because we can control the distribution of fur, the silhouette of overall shape, detail shape, and the texture of fur in order. Our technique also allows an artist to revise fur strands easier by less tweak with separation of orientation control and detail shape control. In our fur grooming system, what we tweak is what we get, but there is typically a tradeoff between the amount of user control and the amount of manual input time. Furthermore, it is possible to apply hierarchical dynamics and clumping. Our pseudo dynamics model can be applied for entire fur strands. However, it is not necessary to do that for efficiency.

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