그래픽스 컴퓨터

최근 수정 시각 : 2019-07-21 15:18:25 분류 컴퓨터 그래픽 영화 기법

개요 2. 예시 3. 종류 3. 1. 2차원 컴퓨터 그래픽스 3. 2. 3차원 컴퓨터 그래픽스 4. 한국의 CG 제작 환경 5. 대학 과목 6. 외부 링크 7. 관련 문서
1. 개요 [편집]Computer Graphics ( CG )
컴퓨터 화상처리 보통 컴퓨터를 사용하는 모든 회화적 작업을 말한다. 이건 컴퓨터가 할 일이 너무 많은 탓이야. 소프트웨어는 급속도로 진보한 분야 중 하나다.CG를 사용하면 애니메이션이든 광고든 뭐든 비용이 절감되고 질은 높일 수 있는 장점이 있기 때문이다. 사실 그보다 더 중요한 이유는 다른 소프트웨어 분야와 달리 연구를 하면 그만큼 결과가 금방 보인다는 점이다.
할리우드에서는 터미네이터2: 심판의 날과 쥬라기공원이 CG 기술시대를 연 대표적인 작품이다. 2010년대에 들어서는 매우 큰 발전을 해 사실상 현실과 차이가 없어 보이는 수준에 이르렀다. [1] 다만 그 정도의 그래픽을 바라기에는 컴퓨터 살 돈이 많이 부서지고 예산이 부족한 프로덕션에서는 클라우드 컴퓨팅을 활용하고 있다. 물론 계산량을 효율적으로 줄이기 위한 알고리즘도 많이 개발돼 있다.
영화 광고 등의 영상에 한해 현재는 보통 시각효과(Visual Effects줄여서 VFX)라고 부른다.[2] 블록버스터 영화의 스태프 롤을 보면 이 분야를 시각효과라고 정의한다. 참고로 해외에서는 “CGI(Computer-Generated Imagery)”라는 말도 많이 사용한다.[3]
노골적으로 CG임을 알 수 있는 장면을 발 CG라고 말하기도 한다.
2. 예시 [편집] 존재하지 않는 이미지입니다.터미네이터 제니시스 장면
위의 장면은 대표적인 CG 기술 발전 사례이다. 왼쪽이 2015년 터미네이터 제니시스의 CG로 만든 아널드 슈워제네거이고 오른쪽이 1984년 터미네이터 장면이다.[4]
3. 종류 [편집] 3.1. 2차원 컴퓨터 그래픽스 [편집] 가로와 세로, x와 y라는 두 좌표만을 가진 평면의 그림을 컴퓨터로 그려내는 것. 2D 애니메이션, 일러스트, 문자 디자인 등이 그 예이다. 여기서 세부 분류에 래스터그래픽과 벡터그래픽이 나뉜다.
비주얼 노벨 계열에서는 이벤트로 떠오르는 일러스트를 CG라고 부르기도 한다.
아래 3D 그래픽에 밀려 사용 빈도는 줄었겠지만 인쇄물, 영상편집, 일러스트, 만화, 애니메이션 등 아직은 수요가 넘쳐흐른다. 3D 그래픽 텍스처를 만드는 기술이 2D 그래픽으로 애니메이션에 3D 기술이 많이 쓰인다지만 2D가 완전히 배제된 애니메이션은 실험적인 작품 외에는 전무하다. 심지어 디즈니 픽사 애니메이션에서도 배경이나 잡다한 소품까지 일일이 3D로 모델링하지는 않는다.
특히 비실실실적 그림체인 만화/애니메이션 분야에서 2D기술을 완전히 배제하고 생각하기는 어렵다. 3D 그래픽은 컴퓨터가 계산하는 것이어서 데포르메를 전혀 허용하지 않지만 이것이 불쾌한 골짜기로 작용한다. 현대 3D 애니메이션은 인위적으로 데포르메 알고리즘을 적용하거나 아예 데포르메가 가능한 모델링을 해 위화감을 없애고 있다.
2차원 컴퓨터그래픽의 최고 난이도를 자랑하는 분야 중에서 일러스트와 함께 칼라그레이딩이 최근에는 상당한 중요성을 차지하고 있다. 영화나 드라마 분야에서는 VFX 작업 등의 3차원 컴퓨터그래픽기법을 많이 사용하지만, 영상의 색감을 구현하기 위해서는 여전히 2차원적인 작업이 필요하다. 그리고 컬러그레이딩은 VFX 작업 못지않게 영화의 분위기를 좌우하는 큰 요소가 되기 때문이다.
3.2. 3차원 컴퓨터 그래픽스 [편집] 모든 현상은 3차원 공간에 존재하는 단순 정량자와 몇 가지 법칙에 지배되는 운동에 의한 것이다. 르네 데카르트
CG의 진수. 3개의 좌표를 가진 공간, 물체 등을 모델링 및 렌더링 하는 것이다. 다양한 모델과 수학적 물리학적 이론 등을 바탕으로 질감 양감 명암을 표현하고 폴리곤(희귀하지만 다른 방식도 사용)을 이용해 물체를 렌더링한다.
특히 3차원 CG 애니메이션의 역사는 곧 픽사의 역사라고 해도 과언이 아니다. 현 픽사의 CEO 에드윈 캣멀이 CGI 제작의 핵심 개념을 정립한 인물 중 하나이기 때문이다. CG애니메이션 문서 참조.
3D 그래픽스 분야에도 2D 래스터 방식과 벡터 방식과 비슷한 세부 분류가 존재하는데 크게 복셀 그래픽과 폴리곤 그래픽으로 나뉜다.[5] 복셀그래픽은 너무 높은 연산부하 때문에 의료영상 등 극히 한정된 분야에 사용되며 대부분의 사람들이 접할 수 있는 것은 폴리곤그래픽이다. 폴리곤그래픽도 하이폴리곤과 로폴리곤으로 나뉘는데 하이폴리곤은 그래픽의 퀄리티는 뛰어나지만 프레임 하나를 그리는 데 몇 시간이 걸릴 정도로 연산량이 많아 오프라인 렌더링이 가능한 애니메이션 등에 주로 쓰이고, 로폴리곤은 적당한 성능의 연산보조장치(GPU)로만 초당 수십수백장을 그릴 수 있어 게임 등에 주로 쓰인다.[6] 현대에는 연산카드의 성능이 매우 향상되어 초기 하이폴리곤 모델정도는 실시간으로 그릴 수 있기 때문에 게임과 같은 실시간 렌더링 분야에서도 부분적으로 복셀 그래픽이 사용되고 있다.
하이폴리곤과 로폴리곤은 화면에 그려야 하는 폴리곤의 수를 다소 말하지만 좀 더 엄밀히 말해 하이폴리곤 모델에서는 텍스처를 거의 사용하지 않는다. 대신 폴리곤 하나가 단색으로 칠해지는 경우가 많다. 반면 로폴리곤은 텍스처를 이용한 속임수에 크게 의존한다. 로우 폴리곤 모델에서 텍스처를 제거해 보면 화면이 너무 큰 택배박스와 합판을 세운 형태가 되는 반면 하이 폴리곤 모델은 텍스처를 제거해도 단지 모델에서 색이 떨어진 정도만 그래픽 품질이 떨어진다.
4. 한국의 CG제작환경 [편집]2010년대까지는 충무로의 CG 기술이 한국의 CG 기술이라고 해도 과언이 아니었다. 지금은 영화 VFX회사 대부분이 일산, 파주, 광주, 부산, 부산으로 떠났던 4th… 아니, 모회사는 다시 서울로 돌아갈 준비를 하고 있다고 한다. 이곳저곳으로 이전(물론 서울에도 남아있다) 그 이유는 각 지방자치단체의 다양한 지원(장비지원이나 세금혜택 등)이 있었기에 굳이 유지비가 비싼 서울에 있을 이유가 없어졌기 때문이다.
최근 한국 영화의 CG 기술력 자체는 예전에 비해 크게 향상된 편이다. 그러나 할리우드 블록버스터는 전체 예산의 30%, 많게는 50% 정도가 CG 제작에 투입되는 데 비해 한국 영화는 CG 제작비가 차지하는 비중이 전체 예산의 10%에도 못 미치는 경우가 많다. 이는 시장 크기에서 비롯된 것으로 공개 후 기대할 수 있는 수익 이상은 투자할 수 없는 게 당연해 어쩔 수 없는 부분이다. 국내 개봉과 전 세계 개봉은 시장 규모가 다르다. 최근에는 CG의 중요성이 크게 부각되면서 점차 큰 폭으로 늘어나고 있다. 단지, CG에 몰입한 영화가 대실패하는 경우가 많은 것이 안쓰럽다. CG를 많이 사용한 영화가 대박을 터뜨려야 CG 분야 투자도 늘어난다는 점을 감안하면 실망스러운 일이다.
여기에 부실한 프레덕션(사전기획)과 테스트 촬영 부족도 CG 퀄리티를 떨어뜨리는 큰 요인이다. 대표적으로 7광구에 등장하는 괴물의 외모는 포스트프로덕션(후반작업) 단계에 가서야 결정됐다고 한다.[7] 컴퓨터 그래픽의 특성상 투자 시간이 길어질수록 그 질이 향상된다는 점을 고려할 때 아쉬운 부분. 그리고 할리우드는 정교한 미니어처와 애니매트로닉스를 동원하여 CG의 완성도를 보완하지만 한국은 그 두 분야에서 크게 뒤진다. 이런 이유는 할리우드는 제작비가 방대하게 드는 경우가 많고 흥행 실패 시 그에 따른 리스크가 방대하기 때문에 위험을 줄이는 차원에서 더욱 사전에 철저히 검증하기 위해서이기도 하다.
또 하나는 조명 문제다. 밝은 장면에서 CG합성을 하는 것과 어두운 부분에서 합성을 하는 것은 시간과 예산면에서 큰 차이가 있다. CG 기술이 별로 발전하지 않았던 초기 할리우드 영화들이 주로 밤 장면에서 CG를 입힌 것은 모두 그런 이유에서다. 따라서 CG를 넣는 장면의 조명을 어떻게 세팅할 것인가, 그 장면을 다른 장면과 조화시키려면 전체적인 영화색을 어떻게 맞춰야 할 것인가를 차근차근 계획해야 하는데, 빛과 색을 완벽하게 통제하는 할리우드에 비하면 한국 영화계는 이 부분에서 많은 약점을 갖고 있다.
CG 작업에서 선택되는 제품은 주로 어느 업계냐에 따라 다르다. Autodesk Max 는 게임 및 영화, Maxon Cinema 4D 는 주로 모션 그래픽, 광고, Autodesk Maya 는 영화 및 애니메이션 제작업, Foundary Modo 는 제품 디자인 및 광고에 많이 사용되는 추세이다. 여기서 CAD류는 제외한다.
간단한 그래픽 툴을 사용하는 일도 매우 많다.
5. 대학과목 [편집]말 그대로 컴퓨터그래픽 컴퓨터공학과 학생이라면 전공 선택과목으로 접할 수 있다. 대부분 그래픽 라이브러리 Open GL에서 배우게 된다. 이론에서는 이전에 배운 선형대수 및 공학수학이 사용되며(특히 고등학교 시절에 배운 기하와 벡터가 사용된다), 이러한 수학적 지식이나 원리를 바탕으로 한 GL의 기능과 원리를 주로 배운다. 흔히 고등학교, 대학교재에 나오는 3차원 공간좌표계와는 x, y, z축이 조금 다른 좌표계를 사용한다.[8] DirectX도 z축이 반대일 뿐 똑같다 축이 다른 이유는 x가 모니터 스크린 상의 가로축이고, y가 세로축이면 z축은 깊이를 표현할 때 사용하기 때문이다. 그 때문에, open GL 의 옵션안에 「GL_DEPTH_TEST」를 이용해 z축을 표시할 수 있다.
대개 컴퓨터공학과 학생들이 처음에는 공학수학을 듣고 나서 점점 이산계열의 수학통계학 등으로 옮겨 접하다 보면 상당히 어렵다. 컴퓨터그래픽의 본질을 배우는 과목으로, OpenGL에서는 함수를 몇 개 사용하면 그려지는 것의 원리를 배우게 된다. 어파인 공간이라는 공간을 이용해서 점벡터를 표현하거나, x, y, z축을 기준으로 회전/반사/전단시키는 행렬을 다루거나, 컴퓨터로 그려진 영상이 모니터에 출력되면서 지나는 다양한 변환의 공식이나 원리, 채색 알고리즘 등이나,