" G.I Renderer 특집 - finalRender"
컴퓨터 그래픽스에서 Rendering을 한다는 것은 최종 결과물을 만드는 과정을 말합니다.
그 중 3D로 특정 Scene(Still Image)을 구성할 때 모델링, 매핑, 라이팅, 렌더링, 어느 하나 중요하지 않은 요소는 없으며 기술적으로 4가지의 요소가 완벽히 조화가 되어야 좋은 결과를 얻을 수 있습니다. 특히 최종 질감에 있어 라이팅과 렌더링 부분이 차지하는 비중은 매우 크며 이 또한 라이팅과 렌더러가 서로 조화를 이룰 때 그 결과물의 퀄리티가 크게 상승하게 됩니다.
렌더러라는 것은 자동차로 보면 엔진에 해당하는 가장 중요한 부분입니다.
아무리 수 많은 기능이 포함되어도 그것을 뒷 받침해 줄 수 있는 렌더러에 따라 결과물이 차이가 나게 마련이죠.
하드웨어와 소프트웨어의 급속한 발전으로 글로벌 일루미네이션 (Global Illumination)기법의 렌더러가 등장하여 훨씬 실사 느낌의 Scene을 구성 할 수 있게 되었습니다.
실사 느낌의 고 퀄리티의 이미지를 만들어주는 G.I Renderer는 느린 렌더링 속도와 잦은 버그등 때문에 실무에서 사용 여부가 불투명하였으나 많은 베타테스터와 꾸준한 기술 개발노력으로 현재는 가장 유저들에게 사랑받는 Renderer로 자리 매김을 하고 있습니다.
현재 3dsmax와 연동하여 G.I(Global Illumination) 및 다양한 효과를 연출하게 하여주는 렌더러들은 FinalRender, Brazil, Vray, Lightscape, MentalRay등이 있으며 인테리어나 익스테리어등의 건축 시뮬레이션 CG 분야 뿐만 아닌 제품 디자인, 애니메이션, 영상, CF, VFX등 대부분의 3D 분야에서 많이 활용되고 있습니다.
그 예로서는
finalRender - Harry Poter3 (Toon Render)
Brazil - The Day After Tomorrow, Rock Fish, Sponge Bob
V-ray - Final Destination 2, Last Samurai
Mental Ray - Matrix, Star Wars: Episode II "Attack of the Clones", Terminator 3: "Rise of the Machines"
등의 작품들을 들 수 있겠습니다.
각 Renderer에는 각기 특징이 있습니다. 장점이 많은 반면 단점도 존재합니다. 각 렌더러의 특징에 맞는 환경을 이해하고 프로젝트 진행을 한다면 보다 효율적인 작업 프로세스를 구성하는데 도움이 될 것이라 생각합니다.
cgLand는 finalRender를 시작으로 총 4회에 걸쳐, finalRender, Vray, Brazil, Lightscape 의 분석을 통해 보다 효과적인 G.I Renderer 활용에 대한 방법을 제시해드리고자 합니다.
기획 연재 순서
1.
finalRender
2. Brazil
3. V-Ray
4. Lightscape
HDRI
최근 제품 모델링쪽에서 오브젝트의 리플렉션에 가장 많이 쓰이는 맵 타입입니다.
(테스트에 가장 많이 쓰이는 주전자 입니다..호호)
HDRI를 사용하면 간단한 설정으로도 이미지가 포함하고 있는 Illumination 정보를 이용하여 빛을 표현하며 반사 효과도 적용하수 있어 사실적인 분위기를 연출할 수 있게 됩니다.
각 렌더러들은 새로운 HDRI 플럭인을 지원하고 있으며 finalRender 또한 FR HDRI라는 Map을 사용하여 HDR 이미지를 지원합니다.
HDRI의 단점이 있다면 각 픽셀마다 Illumination 정보를 갖고 있어 때로는 1픽셀만 옆으로 움직여도 빛의 강도가 100배 이상(?)의 차이를 나타내고는 합니다.
이유에 대해 간단하게 설명을 한다면, 하늘 이미지에 보이는 구름은 하얀색으로 255 입니다. 그리고 태양 가운데 점 또한 하얀색으로 255 입니다. 이것은 단지 모니터가 표현할수 있는 한계를 나타낸것이고 실제 Illumination의 정보를 본다면 구름과 태양의 수치는 어마어마 하게 차이가 생기기 때문입니다. 이런 경우 렌더링을 해보면 곰팡이 가 생긴듯 보일것입니다. 이런 빛의 정보를 어느 정도 평균치를 내어 빛을 조금더 Smooth하게 발산 하게 하여주는 HDRI Cover Range 라는 옵션이 FR HDRI 에 들어 있으며 따로 HDRI SHOP이라는 프로그램을 이용하지 않아도 이미지에 Blur를 줄수가 있습니다.
이 옵션은 finalRender에만 들어 있는 기능이라 설명을 하였습니다.
MTD ( Micro Triangle Displacement )
Micro 라는 단어를 보면 아시겠지만 한 면을 수십 수백개의 면으로 나누어 Displacement 효과를 적용하는 식입니다. 하지만 수많은 면으로 나누어진 부분은 버켓이 계산할시에만 메모리에 로드 되며 버켓이 지나가면 메모리에서 언로드 하는 방식이므로 효율적인 메모리 관리를 합니다.
Motion Blur
finalRender는 3d Object Motion Blur 를 지원 합니다. Stage-1초기에 문제가 되어 Modifier Blur가 지원이 안 되었던 것을 Stage-1 Sp2b에서 완전히 해결하여 오브젝트 Modify 채널에 들어있는 Bend, Twist 등의 애니메이션시에 Blur가 정확하게 표현됩니다.
(Cylinder에 Bend Modify를 적용후 모디파이에니메이션 블러)
현재 Brazil Renderers는 위의 모디파이 에니메이션 Blur가 적용이 안됩니다.
FR Stage-1 sp2 에 들어온 이미지의 Brightness와 Contrast 를 조절할수 있는
Color Mapping 이란 옵션이 있습니다.
이 옵션은 주로 인테리어와 같은 신에서 자주 사용이 되며 GI 솔루션을 저장하고 나면 다시 재 계산을 할 필요 없이 이미지를 렌더링 해 줍니다. 아주 자주 쓰이는 옵션입니다. (Lightscape의 Radiosity Solution과 같은 개념)
이와 같은 다양한 기능 외에 finalShader라른 새로운 매터리얼 Collection이 있어 다양한 재질의 느낌을 쉽게 빠르게 표현하실수가 있습니다.
fR-CarPaint
펄의 느낌을 만들어주며 자동차 재질등에 적합합니다.
fR-CD
CD의 Dispersion 효과를 만들어 줍니다.
fR-Dirt
오래된 느낌의 재질을 만들 경우 사용됩니다.
fR-Distant Fur
실제 털 효과는 아니며 재질로서 털의 느낌을 주며 털의 길이, 곱슬거림등의 다양한 옵션이 가능합니다.
fR-Electron
fR-Elevation
fR-Skin
fR-ThinFilm
fR-Velvet
fR-Volumetric
fR-Wax
왁스,양초느낌의 재질감 표현
fR-Wet
젖은 느낌의 재질감 표현
fR-Wire
기존 지원되지 않았던 Wire Frame Rendering을 해결
fR-XRay
투시효과
fR-3D Gradient
3dsmax의 Gradient Map보다 더욱 다양한 3D Map을 제공
다음은 실무에서 finalRender를 사용하시는 유저분들의 의견을 모아 보았습니다.
현재 JoyCG 와 인테리어 사이트에서 활동중이신 Nillilya(emaxism@hotmai.lcom)님의 글 입니다.
finalRender
Stage-1이 많은 기대를 모았으나 Vray에 밀려 현재 유저층이 매우 얇은 편이다. G.I Render 중 그나마 빠른 편이 었으나, 역시 Vray에는 많이 밀린다.
현재 서비스팩2b 까지 나와있으며, 프리셋 개념의 쉐이더가 따로 설치된다.
쉐이더는 사용이 편하고 유저 나름대로의 개성이나 생각을 담기에 적당하다. 품질 역시 뛰어난 편이다.(옵션이 많아 투덜되는 유저도있다.)
finalRender의 장점으로는 타 Renderer 들에 비해 인테리어 Scene에서 성능이
탁월하고, G.I에 있어 오브젝트 로컬로 옵션 조정이 가능하다는 특징이 있다.
우선 인테리어에서는 많은 배광파일의 사용으로도 비교적 안정적인 시간의
렌더링이 가능하며, 다양한 셰이더로 재질표현 역시 편하다.
그 외에 MTD나 3D모션블러는 상당한 품질을 나타낸다. 아쉬운점은 Vray의 2D Displacement(Land scape)같은 개념이 없다는 것이다.(이것은 Vray만 가지고 있는데 카페트나 잔디의 효과를 주는데에 상당히 용이하다.)
그래도 Vray에 비해 느린편이지만, 레이트레이싱 방식의 GI 렌더러로서 빠르고 좋은 품질을 내는 Renderer 임에는 틀림없다.
멀티패스렌더링
맥스에서 기본적으로 지원되는 앨레먼트 추출이 가능하며, finalRender의 G.I등 몇가지가 추가로 생긴다. PSD매니져를 통해 더 다양한 앨레먼트의 추출이 한번의 렌더링으로 가능하며, 포토샾에서 레이어 단위로 저장이 가능하다.(PSD매니져 사용시에 PSD파일로 저장되며 각 엘레먼트가 레이어 형태로 저장된다.) 렌더링 시간은 당연히 추가된다.
Distributed
위에 나열된 Brazil이나 Vray에 비해 좋은 성능을 나타낸다.
물론 네트웍 상태가 좋아야 한다는 전제 조건이 붙는다.
일반적인 PC여러대로 싱글프레임을 렌더링 하기위해서는 대략 1000Mb이상의 네트웍 전송속도가 나와야 실무에서 안정적으로 사용될 수 있을거라 생각된다. 물론 렌더팜을 가지고 있다면, 더 없이 좋은 시스템이라고 할 수 있다.
폭포수와 나무는 포토샾에서 합성한 것이며, 나머지는 파이날렌더에서 렌더링
된 것이다. 바위는 MTD를 사용했다.
기타 인테리어 이미지
BuffClub(buffclub73@msn.com) 님의 finalRender 에 대한 내용입니다.
Brazil 이후 접한 finalRender...
아직도 인상이 남는 finalRender의 자동차 동영상물...HDRI와 함께 표현된 자동차의 모습은 실제와 같았다.
독특한것은 당시 finalRender에서 제공하는 Light 였다.
라이트를 이용하여 인테리어에 사용하였는데 꽉 막힌 공간에서 조명을 밝히고 테스트 했을 때 브라질보다 좋았으며 지금까지 finalRender를 꾸준히 사용하는 중이다.
아직도 부담은 가지만 자동차렌더링에 아주 좋은 것 같다. 특히 출력용으로 자동차 렌더링을 할 때 말이다.
(Rendered by BuffClub with FinalRender)
finalRender를 사용하면서 물론 부족한 느낌도 들기도 하지만 포기하지 않고 다른 방법으로 응용을 하여 사용할수 있도록 연구를 하곤 한답니다.
Final Render 에 대한 글은 이상으로 맞추며 세부적인 내용과 사용법에대해서는 조만간 시작할 cgLand Edu의 동영상 강의에서 다룰 예정입니다.
다음은 BRAZIL 렌더러에 대해 알아보도록 하며 더 좋은 내용으로 찾아뵙겠습니다.
감사합니다.
finalRender
CEBAS의 제품을 구입하는 동시에 정식 사용자 라이센스를 받아 공식포럼에 등록을 하게되면 다른 어떠한 회사들보다도 빠르고 정확하며 효율적인 정보를 제공받으실수 있으며 그외 업그레이드 등의 서비스를 받으실수 있습니다.
CEBAS는 고객지원을 잘하는 회사로 해외에서는 널리 알려져 있으며 finalRender는 현재 Discreet 사에서 공인한 Renderer 입니다.
다양한 옵션과 기능들이 있어 처음 사용하실때에는 약간의 혼돈을 줄정도로 복잡하지만 옵션들의 존재의 이유를 이해하며 접하다 보면 다른 렌더러들 처럼 셋팅하기 편하다는 것을 느낄수 있습니다.
처음 Final Render Stage-0 이 나왔을 당시에 가장 문제가 되었던 곰팡이 현상은 Stage-1에서 말끔히 해결되었으며 초반 Architecture Industry를 타겟으로 G.I 기법을 다루었지만 Architecture는 물론이며 영상 시장을 겨냥하여 더욱 향상된 AA(Anti-Aliasing)와 3D모션블러, DOF, 방대한 장면을 랜더링 할수 있는 Memory Management 시스템, 에니메이션을 위한 GI 렌더 방식중 하나인 Hyper GI 를 Stage-1에서 선보였습니다.
GI 방식으로는 Quasi Monte Carlo 와 FR Image, Hyper GI 3가지 엔진을 탑재하고 있습니다.
Quasi Monte Carlo는 Brazil에서 사용하는 렌더링 기법으로 Brazil을 다룰 때 설명을 드리겠습니다.
FR Image가 finalRender의 핵심 렌더 엔진입니다. (Core Engine) 인테리어나 익스테리어, 에니메이션 모든부분에서 완벽한 셋팅으로 사용되며 Stage-0부터 발전되어온 렌더러 입니다. 초반에는 곰팡이 현상으로 문제가 많아서 많은 유저들의 불평을 받았으나 지금은… 좋습니다.~ 곰팡이 현상도 해결 되었고. 렌더링 속도도 훨씬 빨라졌죠.
(Rendered by QMC)
Hyper GI 는 Radiosity 방식의 진보된 형태이며 초기에 모델에 면을 정해준 수치만큼 분할하여 분할 면에 Illumination 정보를 함축하여 근거리의 면끼리 빛에대한 정보를 공유 계산하는 방식입니다.
Hyper GI는 현재 계속 개발중인 렌더링 엔진으로 에니메이션을 위한 정확도는 FR Image 보다 떨어지지만 최대한 근사한 Quality와 빠른 계산 속도를 요하는 작업을 위해 개발되었습니다.
필자가 사용해본결과 애니메이션 렌더링시에 순수한 GI에 의존할 경우에는 그림자나 불규칙한 색상등의 문제가 약간 발생되었지만 추가적인 라이트 셋팅과 약간 G.I를 Faking 한다는 개념으로 접근하면 전혀 문제가 없다라는 결론이 나왔습니다.
SSS (Sub Surface Scattering)
현재 나와있는 랜더러들보다 렌더링 속도가 월등히 빠르다고 보고 있습니다.
FR 은 SSS 를 계산시 Geometric Sampling 이라는 방식으로 오브젝트의 Volume 을 설정합니다. 여기서 정의해준 가상의 볼륨으로 SSS 와 Ultra Blur 를 계산하여 줍니다.
그림과 같이 Geometric Sampler 창에서 수치를 적용하여 오브젝트의 볼륨을 정해줍니다.
비록 디테일이 높은 오브젝트라도 여기서 수치를 낮게 설정해주면 표면이 단순한 오브젝트로 인식하여 SSS or Ultra Blur를 계산하여 줍니다.
Ultra Blur
Ultra Blur 라는 새로운 Blur가 Stage-1에 들어왔습니다. Ultra Blur는 Blurry Reflection과 비슷한 기능이지만 Blurry Reflection (Reflection Blur)보다 더욱 빠르고 이 역시 Geometric Sampler에서 수치를 조정하여 Blur의 퀄리티와 속도를 조정하실수 있습니다.
Blurry 와 Ultra 블러 입니다. 렌더 시간의 차이를 보면
Blurry Reflection : 17초
Ultra Blur : 8초
Ultra Blur는 물리적으로 보았을때 Blurry Reflection보다는 정확성이 떨어진다고 봅니다. 하지만 Ultra Blur 가 나온 배경은, 어차피 리플렉션에 Blur가 들어간다면 반사 이미지가 흐려짐으로 정확성이 떨어진다는 사실에 근접한 가정을 세우고 만들어진 기능이기 때문입니다. 이 기능과 Geometric Sampler의 수치를 적절히 혼용하여 사용하면 타 G.I Renderer에 비해 시간대비 퀄리티가 높다는 것을 알 수 있습니다.
