실제와 같은 워터(water) 시뮬레이션은 3D 세계에서 구현할
수 있는 가장 복잡한 효과중의 하나라고 볼 수 있다. 워터를 표현하는 방법으로는 크게 보아서 두가지 타입의 액체효과 구현 방법이 있다.
1. 일반적으로 단 한가지의 표면(surface) 변형으로 이루어지는 웨이브가 그 첫번째 방법인데, 이는 화면에 나타나는 바에 따라
실제적이고 물리적인 측면에 알맞게 보이도록 하는 것이다(적어도 이것은 원하는 결과이다.).
2. 유리잔에 채워진 물이나, 샤워꼭지에서 물이 나오는 모습, 어떤 물체가 흘러 떨어지는 모습, 심지어 한가지 형태에서 다른 형태로 물의
모습이 변형되는 것과 같은 볼륨 효과를 시뮬레이트하기 위한 것으로, 스프레이나 흐르는 물에 베이스를 둔 파티클이 그 두번째 방법이다.
조만간 컴퓨터는 보다 더 강력해질 것이고 코드도 가장 능률적으로 변할 것이므로, 이러한 효과들을 구분짓은 선은 단독의 “액체”솔루션을
구현하는 것으로 진보하게 될 것이다. 하지만 그때까지는, 서로 거의 관련이 없는 별도의 워터 효과로서 다루어야 할 것이다.
Nextlimit는 지금까지 실사적인 액체 시뮬레이션 문제에 대한 해결책을 모색해 왔다. RealWave와 RealFlow는 둘다 각자
고유의 특수작용을 하도록 전문화된 별도의 응용프로그램들이다. 그래서 맥스나 마야 등의 프로그램에서는 그것을 링크해주는
접속부(connection)가 있어서, 일련의 스크립트와 플러그를 사용하여 형상(geometry)과 애니메이션을 임포트(import) 혹은
익스포트(export) 한다.
RealWave
RealWave는 바다나 수영장, 기타 물로 된 물체와 같은 표면들의 효과를 구현하기 위한 ‘표면을 베이스로 한 워터 시뮬레이션
프로그램’이라고 할 수 있다. 이 방법은 컴퓨터에서 비교적 쉽게 할 수 있는 작업이며 대부분의 경우에 상당히 적용이 잘 된다. 이 프로그램은
유저들이 웨이브와 표면의 변형을 쉽게 구현할 수 있도록 해주는 한 세트의 툴을 제공하고 있다.
설치도 상당히 쉬운편인데, 내 경우에는 임시 디렉토리에 설치하니까 마야 접속 용으로는 자동 설치가 작동을 하지 않았다. 스크립트와 플러그의
매뉴얼 카피를 실행하면 매뉴얼의 사용설명서도 볼 수 있으며, 아무 문제가 없었다.
인터페이스는 3dsmax-esque(맥스의 구형버젼)와 아주 흡사하여 대부분의 아이콘들이 친근하게 느껴졌다. 옮기고자(translate)
하는 프로그램과 조화를 이룰 수 있도록 환경 옵션 용의 드롭다운 메뉴가 있다. 예를 들면 네비게이션(the navigation), 오비트(Orbit),
팬&줌(pan and zoom)과 같이 처음부터 친숙한 몇가지 사항들이 각각 LMB, MMB, RMB에 배치되어 있어서 금새 보다 쉽게 익숙해질
수 있다. 또다른 것은 모든 숫자판이 실제로 virtual slider 라는 사실이다. 값(value)을 바꾸기 위해서는 유형 구분없이
수직선상으로 클릭 앤 드래그만 하면 된다. 마야 유저들에게는 이 옵션이 수평 슬라이더로 설정되어 있어서, 내 생각에는 다소 단점이 될 수도 있을
것으로 보인다.
RealWave doc은 html이나 pdf로 나타나며 아주 단순해 보인다. 실제로도 아주 설명적이며, 각 feature와
setting을 전부 볼수 있도록 하기위해서 모든 것을 이미지로 표현한다. 나는
nextlimit 웹사이트에서 아주 유용하면서도 배우기 용이한
몇가지 비디오 튜토리얼을 발견했다.
튜토리얼들을 살펴보니까, 몇가지 setting들은 다소 진부한 것 같아서 그대로 따라하지는 않는 것이 좋겠다는 생각이 들었다. 비디오에
있는대로 geometry 스케일을 0.01 로 세팅 하기보다는 1로 세팅하는 것이 더 나은 결과를 낳았다. (튜토리얼에 맞추어 충실하게) 조금만
플레이를 했는데도 어느정도 멋진 결과가 구현되었다.
RealWave는 또한 표면을 변형하는데 사용할 수 있는 몇가지 기본적인 파티클 이미터들을 가지고 있다.
뿐만 아니라, RealWave는 어떤 물체가 표면과 충돌할 때 자동으로 파티클을 생성하는 기능을 가지고 있다. 파티클의 양과 속도도
충돌하는동안의 그 물체의 속도와 크기에 따라 달라진다.
RealFlow
RealFlow는 좀더 양적인 면에 바탕을 둔 리퀴드 시뮬레이터이다. 물의 흐름을 조절하기 위해서는 파티클을 사용하며, 표면은 “metaballs”와
유사한 방법을 사용하여 생성된다. 일단 RealFlow 내에서 메쉬가 살이 입혀지고 조정되면 접속을 경유하여 애니메이션 용 메쉬로서 마야로
이송된다.
RealFlow의 설치도 RealWave 설치와 거의 같은데, Flow와 Wave용의 접속은 함께 이루어지므로, 그것을 움직이기위해 마야
쪽에서 추가적인 셋업을 할 필요가 없다.
FealFlow 2.0을 보고 처음 느낀 소감은 인터페이스가 Wave의 인터페이스와 거의 흡사하다는 것이었다. 기능적인 측면에서 몇가지
부분들이 약간 더 장치되었을 뿐이다. 예를 들어, 실제로 작동하는 물체를 움직일 때는 핸들(handles)이 모두 보인다. 이것은
RealWave에서 주변 물체들을 움직이려면 쏟아야하는 어느정도의 노력들을 제거하고 맥스와 마야 유저들이 보다 더 편안하게 느끼도록 해준다.
RealFlow용 비디오 튜토리얼에 따라 몇번의 실수를 거듭한 끝에 나는 실제로 한 컵의 물을 채울 수 있었다. 아~ . 보기보다는 좀 더
어려웠고, 메쉬와 부딪히는 파티클을 얻기위해서는 Scene Tree (connection editor)를 꽤 많이 만지작거려야 했다.
RealFlow는 투명한 액체 및 혼합 액체 등을 모두 시뮬레이트할 뿐만 아니라, 실제적으로는 부서지고 찢어질 수 있는 젤리나 점토와 같은
탄성이 있는 유동체들을 시뮬레이트하는데도 이용될 수 있다.
오른쪽 이미지 클릭 : Fracture.mov
접속(connections)
RealFlow 와 RealWave는 모두 플러그인과 Scene Data (*.sd) 파일을 경유해서 최종적으로 3D 프로그램들과 접속된다.
RealWave로부터 익스포트될때, 그 변형되는 워터 메쉬는 *.bin 시퀀스로서 익스포트되어 3D 프로그램으로 임포트된다. 거품(the
foam/white cap)과 같은 자료는 RealWave로부터는 targa시퀀스로서 익스포트되는데, targa시퀀스는 후에 애니메이션 맵으로
임포트된다. 익숙한 본래의 3d 환경 안에서 그 동작을 직접적으로는 볼 수 없지만, 이 방법은 나름의 여러 장점을 지닌다. 한가지 장점은
solving의 속도가 여러분의 개별적인 응용프로그램의 구성에 의존하지 않으므로 실제로 아주 빠르다는 점이다. 안정성 면에서도, 소위 말하는
“한 바구니 속에 담긴 계란” 보다는 응용프로그램들 간의 시뮬레이션 방식의 관계를 즐길 수 있다.
RealFlow 의 작업 흐름도
(3D package)
scene data .SD file 을 익스포트
SD 플러그인 익스포트
(RealFlow)
그 .SD 파일을 임포트
File 선택>SD scene 임포트
(RealFlow)
시뮬레이션을 진행하고 파일 시퀀스를 저장
환경과, 유동체와 daemon을 설정
파티클 데이터와/또는 메쉬에 맞추어 (LWO/BIN/OBJ) 파일들을 저장
이것은 RealFlow와 3d 응용프로그램 간의 접속방식을 나타낸 것이다.
Flowtracer
Flowtracer는 렌더링이 되는 3D 환경과 소프트웨어 내에서 파티클에 사용될 수 있는 용적측정 유동체 쉐이더(volumetric
fluid shader)이다. 표면 appoximation은 Arete의 P_Liquid와 유사한 metaball 베이스 엔진을 사용하고 있다.
최종적인 표면에 대한 제어는 좀 적긴 하지만, Flowtracer는 사용이 빠르고 고유의 장점을 가지고 있으며 RealFlow가 적용될 수 없는
몇가지 경우에서도 사용될 수 있다. 좋은 점은, 이미 사용법을 알고있는 파티클 시스템을 사용하기 때문에 편안하고 빠른 결과를 얻을 수 있다는
점이다. Flowtracer가 RealFlow 와 RealWave 속에 함께 포함된다는 것도 즐거운 일이다.
보다 진보된 단계는 어떤 것일까.
RealWave와 RealFlow는 다른 솔루션과 한쌍를 이루는 와중에서 진보된 단계를 얻을 수 있는 한 세트의 모습(couple
features)을 가지고 있다. 예를 들어, RealWave에서 어떤 물체를 물에 띄울때 물의 표면은 여전히 그 물체를 침투하고 있다. 이것은
Arete의 Psunami에서도 일어나는 현상이지만, 시정되어야 하는 점이다. 나는 실행 가능성이 있는 두가지 해결책을 제시하고자 한다.
첫째로, 물체 내부를 제거하기 위한 마스크를 들수 있는데, 말하자면 내부에 어떤 메시지가 있는 병을 생각할 수 있을 것이다. 분명히 병 안쪽에
침투된 물의 표면을 볼 수 있겠지만 그것은 가려질 수도 있을 것이다. 두번째 방법은 시간이 좀 더 걸리고 프로세서가 필요하겠지만, 보다 나은
방법일 수도 있다고 생각한다. 즉 물체를 둘러싼 물의 표면에 구멍을 내는 것이다.
Nextlimit는 훌륭한 제품 세트를 보유하고 있다. 그러나 몇가지 작업경로의 요소들은 손볼 필요가 있으며 약간의 단점들도 보완해야 할
필요가 있다. 파티클을 위한 “초기 설정 상태”의 모습들이 보다 편리하게 나와야 할 것이며, 액체가 흩어지는 효과 또한 조금이라도 덜 “빈약해”
보이게 할 수 있을 것이다.
완벽한 모습의 액체 시뮬레이션으로 거듭나고 다른 애니메이션 물체와 진정한 상호작용이 될 때, RealWave와 RealFlow는 분명
필적할 상대가 없을 것이다.
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