"영화 Troy의 CG VFX 제작기"

런던의 Framestore CFC의 Jon Thum(VFX Supervisor) 와 Ben Morris(CG Supervisor)가 영화 Troy에서 1000 대의 함대와 군대를 제작했던 과정을 소개합니다.

목차
- The Greek Armada
- Building the CG Boats
- Animation Boat Sails
- Integrating CG Boats with Live Action
- Image Based Lighting & Rendering
- The beach Landing
- Creating the Army

The Greek Armada

제작 초기에 가능한 한 실제 움직임처럼 만들기로 결정을 했습니다. 우리에겐 두개의 실제크기의 배와 바다 뿐이었습니다. Wolfgang Peterson의 퍼팩트 스톰에서 처럼, 우리가 원하는 파도와 거대한 스케일의 실제 바다를 필름에 담을 수 없었기 때문에 여기서도 완전히 컴퓨터에 의해 바다를 만들었습니다. Troy에서 우리들이 기대했던 영화의 장면을 고려하면 그것이 실제적인 모양에 훨씬 더 가깝게 될 것이라 판단했었지요. 비록 배들이 추격해오는 장면에 대한 여러 가지 문제가 있을지라도, 우리들은 실제 바다와 주변환경을 가지고 있었기에 현실적인 장면에 충분한 근거를 두고 만들 수 있었습니다.

바다에서의 실제 배들을 촬영하는 문제에 대해 많은 의견들이 있었습니다. 좋은 점은 나중에 주변 가장자리를 제거해야 하는 번거로움이 없다는 것이고, 안좋은 점은 다양한 바다 물결들과 변덕스러운 날씨에 대해 예측할 수 없다는 것입니다. 어떤 날은 거친 바다였다가 또 어떤 날은 아주 고요했었기 때문이죠.

그리스 함대의 주요 장면들 중의 하나는 앞장서서 돌진하는 아킬레스(Brad Pitt)의 군함이었습니다. 카메라는 많은 배를 나타내기 위하여 뒤로 점점 더 당겨
지고, 마침내 1000대의 배들이 나타납니다. 이 장면을 위해 카메라를 헬리콥터 위에 놓고 가능한 멀리 담을 수 있도록 했습니다. 우리들은 함대의 추격 장면이 중요한 문제가 될 것 같았습니다. 왜냐하면 파도들도 움직이고 배들도 움직이고 모든 것이 움직이고 있다는 것 때문이지요. 제한된 비쥬얼 이펙트의 예산을 가지고 우리들은 두 개의 작은 배들과 12개의 부표(하나의 배마다 여섯개씩)를 사용하여 각각의 배 뒤쪽에 20 미터정도 떨어뜨려 묶기로 결정하였습니다. 이 부표들과 작은 배들은 이 장면을 위한 추격 간격의 표시가
되었던 것입니다.

바다 장면들을 촬영하기 위해, 우리들은 2d3(http://www.2d3.com)의 Boujou 와 RealViz(www.realviz.com)의 MatchMover 를 결합하여 사용하였습니다. 쉽지 않은 시도였기 때문에, 양쪽 회사 모두 우리 프로젝트를 돕기 위해 전력을 다 해주었지요. 특히, 2d3 의 선임 연구원 중의 하나는 바다에 단지 배들만 보이고 부표들이 보이지 않게 하는 것에서부터 많은 장면들까지 실제로 우리를 도와 주었습니다.

pull-back 장면을 만드는데 있어 또 다른 중요한 것은은 촉박한 시간과의 싸움이었습니다. 영화의 가장 큰 장면들 중의 하나임에도 불구하고 마감기간까지 6개월의 기간 밖에 없었습니다. 비록 timeframe이 타이트 하였지만, 배들과 캐릭터들을 이미 제작이 되었었고, 모든 사람이 열심히 일했기에 완성할 수 있었습니다. 이 장면은 다른 장면들을 준비하는 과정의 파이프라인으로 세우기에 훌륭했습니다.



Building the CG Boats

8~12 주 기간 동안, 실제 배들이 Malta에서 만들어지고 있었을 때 우리들은 동시에 디지털 배들을 모델링 했습니다. 사진뿐 아니라 우리 모델러들은 레퍼런스로 사용했던 오리지날 그림들까지도 사용했습니다. 그 CG 모델들은 Maya의 Subdivision Surface로 만들어졌습니다. ambient-occlusion 과 normal maps. Color, bump, displacement,Specular maps 등을 기반으로 실제 사진을 참조로 직접 손으로 그리는 방법을 택했습니다.

실제 촬영에 앞서 배의 사진과 오리지날 참고자료를 가지고 있었지만, 아트팀에서는 촬영 전에 조금 변경을 시켰습니다. 우리들은 이러한 수정에 앞서 단지 세팅만 하였고 마지막으로 배의 사진을 촬영했습니다. 이렇게 해서 만들어진 이 디지털 사진들은 마침내 최종 텍스쳐로 사용되어졌습니다.

1000대의 함대를 만들 예정이었고, 그것들을 개별적으로 만들려 하지 않고 기본 형태의 조합으로 만들었습니다. 뱃머리, 배의 뒷부분 그리고 중앙의 갑판(노젓는 사람들이 앉았던)과 같이 세부분으로 모델링 됐습니다. 각각의 구성에 6개에서10개의 형태으로 모델링 됐습니다. 예를 들면 몇몇은 긴
배의 뒷부분과 하나의 노 그리고 2명의 선원이 있었고 다른 것은 위치와 수를 달리해서 모델링 됐던 것입니다. 각각의 구성들이 함께 잘 조합되도록 모든 모델들은 공통적으로 맞는 위치가 필요로 했으며 이것을 'Meta RIB Armada Pipeline' 이라고 불렀습니다.

렌더링 할 때, Render Man DSO는 각각 함대들의 임의의 수를 자동적으로 생성하기 위해 RIB들을 재구성했고,그 조합들을 무작위로 추출하였습니다. Laurent Hugueniot (TD Supervisor)는
80명 이상의 사람들을 하나의 배에 표현해내기 위해 Maya를 사용했습니다. Framestore CFC는 빠른 프리뷰를 위해 가능하면 Maya씬을 가볍게 유지해야 했으며 디테일한 모델을 렌더링 할때나 또는 우리가 필요로 하다면 필요에 따라 처리를 해야 했습니다.

우리들은 배들이 화면의 1/4 정도만 보이도록 모델링 해달라고 요구 받았습니다. 어떤 장면들에서는 풀 사이즈의 배들이 필요로 했었지만, 우리는 훨씬 더 높은 해상도의 배들을 만들었습니다.
배들에 배치되어 있는 군사들은 모션 캡쳐와 키 프레임의 적절히 사용된 CG 캐릭터었습니다. 가끔은 뼈대를 가진 캐릭터들이 유기적으로 연결됐습니다. 배들은 정적인 모델이었지만 군중 시스템은 캐릭터들의 애니메이션을 위해 사용되었습니다. 가능한 한 렌더링 씬을 가볍게 유지하기 위해서 'Level of Detail'기법이 사용 되었는데 모든 캐릭터와 배의 장면들은 상당한 양들의 디테일한 것(low, medium, high)들의 복잡한 구조로 연결되어 있었습니다.

Director와 Visual Effects Supervisor가 기본 샷(예를 들면, 모델의 형태, 텍스쳐, 사람, 배 애니메이션 등등)에서 약간의 변화를 원했습니다. 각각의 배를 위해 조정될 수 있었던 수백가지의 파라미터가 있었지만, 요구에 맞는 특정 함대들은 완전히 랜덤으로 처리했습니다.


군함들과 군인들의 애니메이션은 2000 프레임의 시퀀스로 만들어 졌습니다. 대부분의 장면들은 길이가 1000 프레임 이하 였기 때문에, 단점을 보완할 수 있었고 Director의 요구에 맞춰 절충할 수 있었습니다. Maya에서 좀 더 유용하게 접근할 수 있도록 방대한 애니메이션 라이브러리를 만들었습니다. 우리들이 필요로하는 기술적인 모든 소스들을 준비했었지만 대부분의 변화가 돛에 있다는 것을 알게 되었죠.



Animating Boat Sails

돛이 함대에서 가장 두드러진 특징이었던 것처럼, 진행하는 배들의 돛은 아주 중요한 것이었습니다. 그 돛들의 펄럭이는 효과를 만들기 위해, Maya의 Syflex 플러그인을 사용했습니다. 애니메이션의 관점에서 보면, 돛들은 바람에 반응해야 하고, 배가 물 때문에 앞뒤로 흔들릴 때 사람들은 밧줄을 당기면서 비스듬히 앉아야 했습니다. 기존 라이브러리 자료에서, 돛의 동작을 표현하는데 있어 모든 예측할 수 있는 전체 돛 중의 2000 프레임으로 된 약 40개를 다시 사용했습니다. 이 애니메이션들은 함대에 랜덤하게 분배되었고, 그런 후에 각 배마다 변화를 주었습니다.

2000 프레임의 모델 용량이 너무 무거웠기 때문에 돛의 실제 텍스쳐 시퀀스들이 있는 PMap(Absolute Vector Based Displacements)들로 애니에이션들을 전환했습니다. 이것은 원하는 돛의 애니메이션을 더 상세하게 만들거나 자연스러운 2D 이미지로 표현하는데 유용했습니다.

군인들이 해변에 상륙하는 배의 돛을 끌어당기는 애니메이션이 가장 복잡했습니다. 우리들은 실제크기의 위치에서 돛을 끌어당기는 다섯 명의 남자들을 모션 캡쳐 했고, 이 데이터를 배의 군인 캐릭터에 적용했습니다. Dynamics solvers으로 시뮬레이션 처리를 했습니다. 이런 모든 요소들이 그럴듯한 효과를 만들기 위해 함께
잘 어우러졌던 것입니다.

Integrating CG Boats with Live Action

실제 바다와 잘 어우러지는 CG 배를 만들려고 할 때, 우리들은 각종 혼합책을 생각해 냈습니다. 우리들은 가능한 한 많은 실제 동작들을 사용했고, 필요한 만큼의 부분적인 효과를 시뮬레이션을 하여 이 완성도를 높였습니다. 뱃머 리에 충격을 주는 파도의 처럼, 수많은 파도의 상호작용 장면을 위해, 우리는 공해상에서 배의 실제 동작을 촬영했습니다. 그리고 뱃머리를 때리는 파도의 효과를 시뮬레이션 하기 위해 CG 배에 이를 합성했지요. 배가 전속력으로 달리면서 뱃머리를 때리는 파도를 만들기 위해 그 배 앞에 작은 배가 지그재그 모양으로 움직여 만들도록 했습니다. 우리는 배들이 실제보다 더 거친 바다 속에 있었던 것처럼 만들었습니다.

배의 항적을 만들기 위해서, 간단한 항적 애니메이션 텍스쳐 맵을 만들었습니다. 노 젖는 부분은, 실제 동작을 촬영했고 애니메이션 텍스쳐로 이를 합성했다. 노 젓는 사이
즈와 규모를 결정하기 위해 각각의 노의 속도와 각도를 계산하는 것이 중요한 팁이었지요.

모든 물의 움직임은 3D로 만들어 졌습니다. 급류 소용돌이 자국, 배가 지나간 흔적, 뱃머리의 철썩거림과 같은 실제 움직임들은 CG 배 모델에 의해 애니메이션 텍스쳐 맵으로 처리 했으며 합성은 Shake로 처리했습니다.

실제 움직이는 바다와 CG 배와의 합성에서 문제 중의 하나는 배가 수면을 따라 그럴듯하게 가로질러 가야 한다는 것이었습니다. 이를 위해, 우리는 물이 놓여있는 곳의 차단선인 'occlusion skirt’을 만들었습니다. 평평하지 않는 실제 배의 수면은 파도의 상호작용 때문에 다양한 물결을 일으키고 있었습니다. 이것은 각각의 CG배 밑의 평평한 Grid를 만들고 실제 감광판을 투영하였고, 디스플레이스먼트 맵으로 처리한 투영된 텍스쳐를 luminance level로 사용하였습니다. 그런 다음 우리는 각 배의 'occlusion skirt’을 대체하기 위해 이 맵을 사용하였던 것입니다. 이것는 배가 수면을 가름으로써 그것이 마치 파도에 의한 물결을 일으키는 것처럼 보이게 되었죠.



Image Based Lighting & Rendering

기존에 Environment Map으로 HDRI 맵을 얻는 방법은 크롬 볼과 카메라를 사용 하는 것입니다. 문제는 우리가 세팅하는 위치가 좋지 않다는 것이었습니다. 우리는 멕시코와 Malita의 해변가 뿐 아니라 공해상에서도 촬영을 하고 있었습니다. 그래서 우리는 HDRI Map과 Environment Map을 캡쳐하는 신속한 방법이 필요했습니다. 조사결과 우리는 Canon 1DS digital SLR이 전체 35mm CCD의 백 플레이트를 갖는 뛰어난 제품이라는 것을 알게 되었습니다. Sigma 8mm 어안 렌즈를 부착할 수 있었고 자잘한 인공물들과 함께 전체 이미지를 찍을 수 있었습니다. 또한, 캐논 카메라는 원셔터에 의해
F-stops을 변화시켜 자동으로 5개의 화면을 찍는 프로그램을 사용할 수 있었습니다. 이 모든 장치는 각 측면에 전체적인 반구형태의 사진을 찍기 위해 회전할 수 있었던 iPix rotator에 고정 됐습니다. 그 결과 어떤 위치에서도 전체 HDRI Map을 캡쳐하는데 단지 20초의 사간 밖에 걸리지 않았습니다. 우리는 이 이미지들을 함께 묶기 위해 Panoweaver를 사용했고, 필요하다면, Image-Based Lighting 과 standard CG lighting을 통합하기 위해 디자인 된 shaders로 모든 HDR 이미지와 환경맵을 처리했습니다.

우리들이 부닥쳤던 문제 중의 하나는 노출된 환경이였습니다. 우리는 세가지(Red: 뜨거운 태양, Gree
n: 하늘, Blue: 바다)로 나누어 명암을 만들고, 3가지 채널의 Color Level을 만들었던 컴퍼지터들을 위해 추가적인 lighting의 감쇠를 위해 HDR 맵을 가지고 몇 가지 트릭을 적용하였습니다. 그런 다음 우리는 이 RGB Intensity 맵을 가지고 렌더링 했고, 컴퍼지터들로 하여금 Contrast ratio를 조정하도록 했습니다.

모든 사람이 얇은 돛, 아름다운 역광, 반투명한 느낌을 주는 오늘날 요트 항해에 대한 선입견을 가지고 있습니다. 우리는 실제 배에 사용되는 무거운 캔버스의 돛과 돛 바로 뒤에 선명한 태양의 햇빛도 체크했습니다. 바로 거기에 translucency가 생깁니다.우리는 우리의 Shaders에 BRDF (Bidirectional Reflectance Distribution Function)모델를 확장했으며, 돛의 반사율을 계산하기 위해 반사율 측정기를 만들었습니다. 그러므로 결국 관객들이 스크린에서 보는 돛들은 그 시대에 사용됐던 돛들을 정확하게 표현했다고 볼 수 있는 것입니다.



The Beach Landing

Troy의 해안에 닿는 그리스 함대를 늘리기 위해, Framestore CFC는 다양한 군중 씬을 연출했습니다. 해변에 군인들의 배가 상륙하는 장면은 헬리콥터를 타고 해변주위를 돌면서 정확한 프리비주얼라이제이션 통해 처리했습니다.

처음에 카메라는 해변 아래쪽으로 가까워지며, 천천히 기울어지면서, 습격하는 모습을 Full Scale로 담았습니다. 400여명의 엑스트라는 강하게 모션블러(motion-blurred)되어 해변 끝에 배치되었으며 몇 명의 엑스트라는 해변 여기저기 다양하게 배치되었습니다.

이전에 CG를 이용해서 군인들을 테스트를 했기 때문에 해변에 엑스트라를 만들어내는 것에 대해서는 자신이 있었습니다.
그러나 문제는 상륙하는 군함에 있었습니다.

파도가 20 피트가 넘도록 크게 일어나기 때문에 실제 물리적으로 배를 상륙 시키기란 여간 어려운 문제가 아니었죠. 너무 위험한 상황이었습니다.
어쩌면 파도의 크기는 너무 높았기 때문에 아예 더 편하게 생각하고 큰 파도가 있는 상황에서, CG로 제작한 배들이 합성되길 희망했는데, 이것이 그대로 실현 되었습니다.

Creating Army

반지의 제왕에서 사용했던 Massive가 매우 인상적이었지만 우리들이 요구하는 것을 만족시켜주기에는 조금 부족했습니다.
Andrew Chapman (Senior Technical Director)는 Framestore CFC 만의 군중 시스템을 쓰기로 결정하였습니다. 여러 가지 Maya 플러그인과 Renderman DSOs을 사용하여 캐릭터들을 렌더링을 했습니다.

군인들의 움직임은 모션캡쳐를 사용했으며 영국의 지역 모션캡쳐 기관인 Artem Digital 과 The Moving Picture Company의 지원을 받았습니다.
Artem은 Vicom System을 사용하여 모션캡쳐를 받았고, C3D 포인트 데이터와 FBX 스켈리톤들로 데이타를 처리하여 Framestore와 MPC에 애니메이션 데이터를 전달했습니다.

우리들이 필요로 했던 군중시스템은 매우 규칙적인 움직임이었기 때문에
군중 씬을 제어하기 위해 인공지능 시스템을 제한해야 했습니다.
군인들의 행군에 관한 정보는 없지만 조금은 복잡한 상호작용이 필요 했기에 모션 캡쳐를 사용했던 것입니다.

Flow filed나 Terrain 제작 등은 군인들의 움직임을 제어한 Maya에서 처리를 했습니다.

군대 행렬에 의한 특정 액션이나 그 수를 제어하기 위해, 필요했던 맵을 세밀하게 페인팅했습니다. 그 예로 브래드 피트가 아폴로신전에서 걸어나가고 그가 칼을 휘두룰 때 군인들의 환호가 물결 치는 장면을 꼽을 수 있습니다.

우리들의 목적은 렌더링 될 때 까지 가능한 한 장면을 가볍게 하는 것이었으
며 Andrew의 플러그 인은 마야에서 사람들의 디테일 정도를 다르게 묘사될 수 있도록(Level of Detail) 처리를 했습니다.
디테일 정도는 필요에 따라 Wireframe Skeleton이나 Full Geometry으로 기본 배치되었습니다.

렌더링 하기 전에 군인들의 애니메이션 데이터를 캐쉬에 저장했습니다.
각 군인들의 제어값(Armor, Army, Animation, Character)들은 대규모의 Character Component Library가 연결된 RenderMan DSO로 넘겨져 렌더링 되었습니다.

렌더링된 모든 장면은 필요에 따라 작은 디테일에서 부터 점점 디테일 정도를 높여갔습니다.
결국 우리가 만든 CG Character는 실제 캐릭터 처럼 완벽한 신뢰를 보이게 되었지요.

재미있었던 점은 프로듀서가 헬기를 타고 다니면서 실제 군인들에게 "이봐~ 사람들이 가짜로 보여~!" 라고 지적하던 것이었습니다.


관련 링크
Framestore CFC
‘Troy’the movie website
Alias Maya


기사 출처
cgnetworks 기사 원문
www.cgnetworks.com