스캔하기 까다로운 역사적인 보물을 사실적인 비디오 게임 모델로 바꾸는 방법

Artec Leo로 3D 스캔하는 동안 중세 기사의 갑옷을 입은 배우

실제 사람, 물체, 환경을 실제와 같은 TV, 영화, 비디오 게임 모델로 바꾸는 데 있어 사진 측량은 여전히 업계 표준으로 남아 있습니다.

카메라로 가득한 부스 형태로 배치되는 경우가 많으며, 고해상도 중첩 사진으로 모델을 생성하는 이 프로세스를 통해 실제 물품을 가상 영역에서 정확하게 재현할 수 있습니다. 그러나 3D 스캐닝은 소품과 캐릭터 모델을 단 몇 초 만에 정확하게 디지털화할 수 있는 빠르고 유연한 대안으로 빠르게 부상하고 있습니다.

이러한 이점은 이론적인 것이 아니라 실제로 업계에서 활용되고 있는 기술입니다. 현재까지 Artec 3D 스캐닝은 온라인 FPS World War 3의 고해상도 군사 비디오 게임 모델부터 공포 영화의 히트작인 Sleepy Hollow의 놀랍도록 사실적인 VFX에 이르기까지 모든 것을 제작하는 데 도움이 되었습니다.

3D 스캐닝이 최첨단 CGI 툴로서 이미 그 효용성을 입증하고 있다는 점을 고려할 때, 이 기술을 도입하는 것이 얼마나 간단한지 그리고 스캔을 어떻게 시각 효과로 바꿀 수 있는지 궁금해하는 사람이 많을 것입니다. 다행히도 Artec의 전문가인 Mikhail Shumikhin이 프로세스를 단계별로 안내하고 결과를 최적화하는 방법을 설명합니다.

빛나는 갑옷을 입은 기사의 디지털화

Dark Souls, Dragon Age 또는 기타 수많은 대형 타이틀 등 게임 어디를 보더라도 기사의 갑옷은 흔한 광경이 되었으며, 이는 개발자들이 놓치지 않는 의상 트렌드입니다.

이러한 이유로 Shumikhin은 3D 스캐닝 시연에 갑옷을 선택했습니다. 보존 전문가와 배우들이 시대 의상을 복원하고 공연함으로써 국가의 역사를 생생하게 간직하고 있는 Medieval Kotor 생활사 박물관의 사례를 빌려 3D 스캐닝이 가장 어려운 표면까지 어떻게 캡처할 수 있는지 산업 관련 사용 사례를 통해 보여주고자 했습니다.

사진 측량을 수행하는 데 필요한 일련의 사진을 통해 기존의 고해상도 카메라로 힘들게 디지털화 작업 중인 기사

캡처할 의상을 확인하고 동료에게 캐릭터 모델 역할을 해 달라고부탁한 후, Shumikhin은 Artec Leo를 사용하여 의상을 3D 스캔하기 시작했습니다. Leo는 초당 3,500만 포인트의 스캔 속도로 전체 물체와 사람을 단 몇 초 만에 디지털화할 수 있습니다. 여기에 장치의 무선 특성까지 더해져 디지털화가 빠르고 간단한 프로세스로 진행되었습니다.

Shumikhin은 이러한 배우를 디지털화할 때 미세한 움직임을 고려하여 스캔을 여러 부분으로 나누라고 조언합니다. 갑옷 프로젝트에서 그는 이를 통해 "품질을 더 잘 제어"할 수 있었고 "미세한 움직임으로 인한 인공물"을 피할 수 있었다고 말합니다.

AI에 기반한 HD 모드는 Leo와 오랜시간 테스트를 거친 저가형 Artec Eva 사용자에게 공개된 기능으로, 해상도를 최대화하고 광택으로 인한 데이터 손실을 최소화하는 데 도움이되었습니다.

Shumikhin은 "HD 재구성은 매우 유용한 도구입니다. 이를 통해 축적할 수 있는 데이터의 양을 늘려 2배, 4배, 심지어 8배까지 수집할 수 있습니다. Leo를 사용하면 스캔을 일시 중지하고 물체의 반대편으로 이동한 다음 계속 스캔할 수도 있습니다."라고 설명했습니다.

"당사 3D 스캐너의 가장 큰 장점은 이동성과 텍스처 및 형상의 캡처 품질입니다. 스캐너를 전 세계 어디로든 쉽게 운반하여 고해상도로 물체를 캡처할 수 있습니다."

Artec Studio에서 메시 정리

내보내기를 위해 스캔을 정리하고 준비하는 과정에서 Artec Studio의 고급 도구 세트는 Shumikhin이 작업하는 데 큰 도움이 되었습니다. 특히 그는 스캔 캡처 및 데이터 처리 소프트웨어의 전역 정합 알고리즘이 단순하기 때문에 사용자 친화적이고 빠르게 오류를 수정하고 캡처된 프레임에서 최고 품질의 메시를 생성할 수 있다고 말했습니다.

Shumikhin의 3D 모델에서 캡처한 갑옷의 반짝이는 표면 중 일부

스캔 융합 중 해상도 최적화와 관련하여 Shumikhin은 자신의 작업 흐름을 복제하려는 사람들에게 최고의 조언을 제공합니다. 그는 최상의 결과를 위해 융합 해상도를 Eva와 Leo가 지원하는 완전 0.1mm일 필요는 없고 0.5mm로 설정하는 것이 좋다고  제안합니다.

또한 Shumikhin은 Artec Studio의 구멍 채우기 도구는 반사로 인해 전체 데이터를 캡처하지 못하는 메시 간격을 좁히는 데 매우 효과적이며, 해상도를 더욱 높일 수 있는 기능인 사진 텍스처링도 사용하지 않았다고 덧붙였습니다.

Shumikhin은 "Artec Studio는 사진 텍스처링 및 정합을 위한 매우 멋진 알고리즘을 가지고 있습니다. 이를 통해 매우 세밀한 모델을 얻을 수 있습니다. 이번 프로젝트에서는 그것을 사용할 필요가 없이 Leo로 고품질 텍스처를 캡처했지만, 다른 많은 프로젝트에서는 사진 텍스처링이 매우 유용할 것입니다."라고 말했습니다.

메시에서 모델로 전환

Shumikhin은 메시를 정리한 후 텍스처 베이킹, 렌더링 및 또 다른 일반적인 CGI 모델링 문제인 대칭 문제 해결을 위해 메시를 몇몇 타사 프로그램으로 보냈습니다. 그는 이를 실현하는 것은 비디오 게임에 사용할 수 있는 모델을 만들기 위한 '기본 규칙'이라고 칭합니다.

배우가 정확히 대칭으로 서 있게 하는 것은 거의 불가능하기 때문에 편집 소프트웨어를 통해 디지털 방식으로 메시를 균일하게 만들어야 한다고 그는 말합니다. 이를 위해 Shumikhin은 메시의 왼쪽과 오른쪽을 미러링하여 대칭성을 높이기 위한 '안내'로 사용할 수 있는 ZBrush와 같은 플랫폼으로 메시를 내보낼 것을 권장합니다.

그런 다음 Shumikhin은 면이 적은(low-polygon) 형상을 생성하고 소프트웨어의 UV 레이아웃 툴(텍스처 매핑용)을 활용하기 위해 모델을 Maya로 내보낸 다음  Marmoset Toolbag과 Substance 3D Painter로 보냈습니다.

애니메이션용으로 렌더링 및 준비 중인 몬테네그로 기사의 갑옷 모델

Shumikhin은 Toolbag을 사용해 모델을 렌더링하고 조명을 완성한 후 텍스처를 구웠습니다. 하지만 그는 대부분의 모델의 경우 표준 텍스처 맵 굽기 설정으로 충분하지만, 파일 크기를 최소화하기 위해 미리 4K로 축소하는 것이 좋다고 조언합니다. 그는 '스타일화'를 위해 서브스턴스(Substance)에서 텍스처를 정리한 후, 모델을 다시 Maya로 보내 소프트웨어의 Ornatrix 플러그인을 통해 캐릭터에 사실적인 머리카락을 추가했습니다.

마지막으로 텍스처링이 끝나면 Maya의 자동 골격 생성 및 '스키닝(skinning)' 툴을 사용하여 애니메이션이나 리깅(rigging)에 사용할 수 있도록 준비만 하면 되었습니다. 그는 "Maya를 사용하는 사람들의 거대한 커뮤니티"가 있고 이는 때문에 리깅 및 기타 프로세스의 다른 부분에 대해 "일반적인 질문에 대한 답을 찾고 조언을 얻을 수 있는" 완벽한 장소라고 덧붙여 말합니다.

3D 스캐닝: CGI의 미래는?

배우와 중세 시대의 갑옷을 완전히 애니메이션화된 의상을 입은 캐릭터로 바꾸는 데 성공한 Shumikhin은 이제 자신의 3D 스캐닝 프로세스는 CGI 산업뿐만 아니라 다른 산업에서도 활용할 수 있다고 생각합니다.

(이전에 설계한 검 및 방패 모델과) Shumikhin의 최종 기사 갑옷 모델

스캐닝 전문가인 Shumikhin은 비디오 게임 모델링과 관련하여 자신의 역할에는 "광범위한 기술을 필요하지 않다"라고 말합니다. 대신에 그는 "발전하고자 하는 내면의 열정과 열망"이 "3D 분야에서 위대한 발견을 하고 꾸준히 노력"하게 이끈다고 말합니다.

이와 같이 그는 이제 다른 야심 찬 3D 아티스트들에게 그가 걸어온 길을 따르고 "적용할 수 있는 교훈과 새로운 요령을 찾고" 스캔을 사용하여 자신만의 모델을 개발하라고 권유합니다.

Shumikhin은 "현대 사회에서 우리가 보는 모든 것은 3D 모델로 재현할 수 있습니다. 이러한 방식으로 3D 스캐너는 현실 세계와 가상 세계를 잇는 가교 역할을 합니다. 게임 스튜디오, 영화 회사 및 VR 산업에서 고품질의 VR 콘텐츠가 계속 필요하기 때문에 Artec 3D 스캐닝과 Artec Studio를 통해 이를 제공할 수 있습니다."라고 결론지었습니다.

"3D 스캐닝은 이미 매우 사실적인 소품, 환경, 갑옷, 차량, 캐릭터, 배우를 제작하는 틈새시장을 수월하게 찾아냈습니다."