주메뉴바로가기.. 본문바로가기

[캐릭터 만드는 비법 ②] 피부의 완성은 적분!

카카오스토리 네이버밴드 구글플러스

2016년 07월 02일 10:00 프린트하기

영화 ‘빅 히어로’의 로봇 ‘베이맥스’는 비닐 풍선에 바람을 채운 듯 푹신푹신해 보입니다. 영화 ‘주먹왕 랄프’ 속 나이든 신사의 벗겨진 이마는 반질반질, 딸기코는 발그레하지요. 비닐에 바람을 채우고, 코에도 물감을 칠해야만 할 것 같은 이들의 분장은 놀랍게도 ‘적분’으로 충분히 완성할 수 있답니다.

 

ⓒ2014 Disney 제공
ⓒ2014 Disney 제공

투명하고 쨍한 피부, 부드러운 피부, 속이 불투명하고 딱딱한 피부는 모두 ‘빛’을 조절해 만듭니다. 조명에서 나온 빛줄기의 경로를 계산해서 원하는 피부를 만들 수 있지요. 빛줄기의 경로란, 조명에서 나온 빛이 캐릭터의 표면에서 반사돼 카메라의 렌즈로 들어가기까지의 길을 뜻합니다. 빛의 경로와 빛의 세기를 계산해 캐릭터에 질감과 색깔을 입히는 과정을 ‘렌더링’이라고 합니다.


조명에서 나오는 무한히 많은 빛줄기의 경로를 모두 추적하기는 거의 불가능합니다. 그 중에는 캐릭터의 표면에서 반사된 뒤에 카메라 렌즈 바깥으로 뻗어나가는 빛도 있습니다. 렌즈 안으로 들어오지 않으면 사람이 볼 수 없기 때문에 경로를 추적할 필요가 없는 빛이지요.

 

렌더링 공식 - 수학동아 제공
렌더링 공식 - 수학동아 제공

거꾸로, 빛이 카메라에서 나와 캐릭터의 표면에 부딪힌 다음 조명으로 들어간다고 상상해 보세요. 카메라로 들어오는 꼭 필요한 빛을 훨씬 적은 계산으로 추적할 수 있습니다. 이렇게 골라낸 빛줄기가 결국 조명에서 나와 캐릭터의 표면에 부딪힌 뒤 카메라의 렌즈로 들어가는 빛인 셈이거든요. 꼭 필요한 빛만 고려하니까 계산을 줄일 수 있지요.


캐릭터의 표면 위 한 점에 부딪히는 빛줄기가 많을수록 그 부분은 환하고 부드럽게 보이고, 빛줄기가 적을수록 어둡게 보인답니다.

 

수학동아 제공
수학동아 제공

적분으로 빛줄기를 모아라!


마지막으로, 눈에 보이지 않는 수많은 빛줄기를 모두 더하는 건 ‘적분’의 몫입니다. 우선 만들려는 캐릭터 표면 위의 한 점에 접하는 반구를 그립니다. 그 다음 반구 속으로 들어오는 빛줄기를 나타내는 벡터 함수를 적분합니다. 적분은 곧 ‘모두 더한다’는 뜻입니다.

 

렌더링의 원리를 이용해 만든 전혀 다른 질감의 공 - Brent Burley 제공
렌더링의 원리를 이용해 만든 전혀 다른 질감의 공 - Brent Burley 제공

이때 캐릭터의 피부가 원래 빛을 잘 반사시키는지 아닌지도 고려해야 합니다. 그래서 얼굴의 경우, 피부의 반사율을 뜻하는 함수를 빛의 세기와 방향을 나타내는 벡터 함수에 곱하지요. 반사율 함수의 값이 클수록 피부가 밝겠지요?

 

영화 ‘주먹왕 랄프’에 나오는 풍선을 닮은 할아버지의 딸기코는 3D 그래픽스 기술 덕분에 실제 풍선이 없어도 만들 수 있다. - 디즈니 위키아 제공
영화 ‘주먹왕 랄프’에 나오는 풍선을 닮은 할아버지의 딸기코는 3D 그래픽스 기술 덕분에 실제 풍선이 없어도 만들 수 있다. - 디즈니 위키아 제공

만약 피부가 유리처럼 투명한 캐릭터라면 조명에서 날아온 빛의 일부가 몸통의 표면 안쪽으로 들어가 몸통 안에서도 여러 번 반사될 겁니다. 이렇게 몸통 안에서 반사되는 빛의 세기도 계산해야 할 때는 캐릭터의 표면 위 한 점을 중심으로 하는 ‘구’를 그립니다. 즉, 적분 영역이 반구면 불투명한 피부, 구면 투명한 피부가 됩니다.

 

도움| 김민혁(KAIST 전산학과 교수), 노준용(KAIST 문화기술대학원 교수), 민조홍(이화여대 수학과 교수), 최완호(덱스터 스튜디오 창작연구소장)


고은영 기자

eunyoungko@donga.com

카카오스토리 네이버밴드 구글플러스

2016년 07월 02일 10:00 프린트하기

 

혼자보기 아까운 기사
친구들에게 공유해 보세요

네이버밴드 구글플러스

이 기사가 괜찮으셨나요? 메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

9 + 4 = 새로고침
###
과학기술과 관련된 분야에서 소개할 만한 재미있는 이야기, 고발 소재 등이 있으면 주저하지 마시고, 알려주세요. 제보하기

관련 태그뉴스