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처음 제작하는 3D 시각화 콘텐츠

  • 작성일 2020-06-17       조회 179


처음 제작하는 3D 시각화 콘텐츠


3D 시각화 콘텐츠 알아보기

3D 시각화는 3D 소프트웨어를 이용해 모델 데이터를 제작하고 그 데이터를 렌더링하여 확인할 수 있는 결과물을 제작하는 과정을 말합니다. 건축 엔지니어링 및 제조 산업부터 영화 및 게임 분야에 이르는 많은 산업 분야에서 3D 시각화를 활용하고 있습니다. 제작 단계에 들어가기 전에 3D 시각화를 통해 제작될 제품이나 건출물을 시각화 하여 살펴보거나 영상을 제작해 소비자들에게 효과적으로 정보를 전달하는 콘텐츠를 제작하여 활용하거나, 작업된 디자인에 대한 사전 검토에도 효과적으로 사용될 수 있습니다.

또한, 최근에는 리얼타임 3D 기술을 활용하여 단순한 시각화의 의미를 뛰어넘어 사용자의 인터렉션을 활용하여 보다 폭넓고 다이나믹한 가상의 콘텐츠를 경험할 수 있도록 제공합니다.


 

3D 시각화 콘텐츠 워크플로우


3D 시각화 콘텐츠의 종류로는 가장 일반적인 이미지와 동영상이 있고, 최근에는 사용자의 경험까지 충족할 수 있는 리얼타임 콘텐츠로 나뉘어 집니다.

이미지와 동영상은 사용자로 하여금 일방적인 콘텐츠만 전달 받게 되지만, 리얼타임 콘텐츠의 경우는 사용자의 행동에 따른 변화를 실시간으로 경험할 수 있게 해줍니다.


 

Off-Line / Real-Time 렌더링이란?

3D 와이어프레임(Wireframe) 모델을 사실적이거나 3D 효과를 적용한 이미지로 전환하는
과정으로 가장 큰 차이점은 이미지가 계산되고 처리되는 속도라고 할 수 있습니다.

 

Off-Line 렌더링은 이전까지 우리가 가장 일반적으로 접할 수 있는 콘텐츠의 형태 입니다.

자동차 회사의 브로셔에 인쇄된 자동차 그래픽이나, TV애니메이션 또는 영화에서 보는 CG나 광고 영상등이 지금까지 Off-Line 렌더링 기반으로 제작이 되었습니다.

일반적으로 3D Animation 영상을 제작한다고 하면 3D 소프트웨어에서 작업한 장면을 한장 한장 렌더링하여 이미지 파일(.JPG 등)로 저장하고, 이렇게 연속된 이미지를 모아서 1초에 30장 이미지를 연속 재생하여 파일로 제작하는 것이 바로 우리가 알고 있는 MP4와 같은 동영상 파일이 됩니다.

다만, 이미지를 한장 한장 렌더링하는 과정에서 많은 시간이 소요되어 러닝타임이 긴 애니메이션을 제작한다면 그 만큼 더 오랜 렌더링 시간이 소요되어 작업시간이 길어지게 됩니다.


 

Real-Time 렌더링은 위에서 설명드린 Off-Line 렌더링과 다르게 각각의 연속된 이미지가 바로 화면에서 움직이며 표현됩니다. 즉, 용어 그대로 화면에 실시간으로 연속된 이미지를 렌더링하므로 사용자는 기다리는 시간없이 바로바로 최종 결과물을 확인하거나 가상의 공간을 자유롭게 다닐 수 있습니다. 우리가 주변에서 흔하게 접할 수 있는 3D게임이 여기에 해당됩니다. 실시간으로 캐릭터의 애니메이션이 그려지고, 사용자의 입력에 즉시 반응하는 콘텐츠라고 할 수 있습니다.

또 다른 Real-Time 렌더링의 장점은 바로 작업시간의 단축입니다. Off-Line 렌더링은 동영상 제작 작업에 많은 시간이 소요되는데, 만일 이미 렌더링된 부분을 수정해야 한다면 해당 부분을 다시 렌더링하여 수정된 이미지를 생성하는데 시간이 발생하고, 이후 이와 같은 작업은 필연적으로 수 없이 반복적으로 발생하게 됩니다. Real-Time 렌더링은 수정 사항이 실시간 반영이 되므로 빠른 수정과 미리보기가 가능하여 작업 시간을 크게 줄일 수 있습니다.

다만, 현재까지는 Off-Line 렌더링이 Real-Time 렌더링에 비하여 좀더 세밀하고 정확한 이미지를 생성할 수 있습니다. Off-Line 렌더링은 시간이 오래 걸리는 대신 Ray-tracing 연산을 적극 활용하여 사실적인 이미지를 제작할 수 있지만, Real-Time 렌더링은 빠른 속도 대신 상대적으로 디테일이 간소화된 이미지 제작에 최적화 되어 있습니다. 하지만 최근 CG기술의 발전과 그래픽 하드웨어(GPU)의 성능이 빠르게 향상되어 감에 따라 그 격차는 빠르게 줄어들고 있어 앞으로는 Real-Time 렌더링이 지금보다도 훨씬 더 다양하게 활용될 것으로 보여집니다.


 

다양한 3D 시각화 결과물

Off-Line Rendering  (3DS Max & Arnold Rendering) Real-Time Rendering  (Unity Engine)


왼쪽 이미지는 3DS Max에서 Arnold로 렌더링된 이미지 이며, 오른쪽은 동일한 장면을 3DS Max를 거쳐 Unity 환경에서 추가 작업 후 실시간 공간 이동을 캡춰한 영상 입니다.

Arnold를  사용한 렌더링 이미지는 매우 정교한 렌더링 이미지를 보여주고 있으며 사실적인 그림자와 반사효과를 반영하고 있지만, 최종 이미지 1장 렌더링에 1시간 이상이 소요 되었습니다.     

오른쪽은 별도의 인터렉션을 추가하여 별도의 렌더링 시간 없이 바로 사용자 입력에 따라 확인이 가능합니다.
라이팅과 반사 표현이 왼쪽 Arnold에는 미치지 못하지만, 일정 수준 이상의 품질을 포함하면서도 1초에 20프레임 이상의 빠른 속도의 렌더링을 통하여 사용자는 장면을 자유롭게 움직일 수 있고 다양한 상호작용도 해 볼 수가 있습니다.

 

Off-Line Rendering (3DS Max & V-Ray Rendering) Real-Time Rendering  (Unity Engine)

 

또 다른 예시로, 왼쪽은  3DS Max를 이용하여 애니메이션 작업 후 한장 한장 렌더링하여 최종 동영상 파일로 제작한 것 입니다. 이렇게 제작된 동영상이 YouTube나 웹페이지 등에서 자주 접하게 되는 3D 애니메이션 동영상 콘텐츠 입니다.

반면, 오른쪽은 Unity를 사용해 제작한 자동차 뷰어로 사용자의 입력에 따라 자유롭게 회전하고 자동차의 색상이나 작동을 시뮬레이션 해볼 수 있는 기능도 추가가 되어 있음을 확인 할 수 있습니다.

지금까지 다양한 시각화 콘텐츠의 사례를 살펴 보았습니다.
다음 시간에는 시각화 콘텐츠 제작에 중요한 여러가지 시각적 요소에 대하여 설명해 보도록 하겠습니다.

 

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