"게임 그래픽의 이해 - 3편"
게임 캐릭터 모델링의 제작방법

저번 시간에는 간단한 레벨 디자인을 다루었습니다. 디테일 높은 배경작업은 이런 지형 제작과 엔진의 이해, 그리고 디테일 높은 다양한 건물 등의 오브젝트 제작에서 나옵니다. 좋은 자료를 많이 찾아보고 많이 만들어 보는 습관이 중요합니다.
이 연재는 개괄적인 게임그래픽의 부분을 다루는 것으로 오브젝트 제작이나 빌보드 오브젝트 제작 버텍스 페인트 등의 자세한 작업은 기회가 있을 때 다시 한번 다룰 수 있기를 바랍니다.
글은 언제나와 같이 존댓말을 쓰지 않겠습니다. 양해를 부탁합니다.

자 그럼 이번엔 캐릭터 모델링에 대해 다루도록 하겠다.
캐릭터의 작업 흐름은 Modeling- mapping- Rigging- Animation의 단계로 작업을 하게 되며 각 파트의 파이프 라인이 유기적으로 결합되어야 완성도 높은 결과물이 탄생하게 된다
캐릭터의 모델링은 바디 밸런스의 이해와 근육을 이해해야 좋은 작품이 나온다. 정성스럽게 만든 매핑이라도 바디밸런싱과 근육을 이해하지 않은 모델링에선 좋은 작품이 나올 수 없다. 미술에서도 뎃셍에 해당하는 가장 기본적으로 중요한 부분이므로 좋은 모델링이 나올 때까지 정성스러운 작업과 생각하는 자세가 필요하다.

Body Modeling

1. MAX VIEWPORT상에 바이패드를 하나 만든다. 바이패드 Phisiqe모드로 들어가 Height 는 70정도로 잡는다. 잘 아시다시피 맥스 좌표계는 inch 좌표로 70인치는 약 180Cm의 성인 남자의 표준 키이다. 특히 공동작업을 할 때 이러한 기준을 잡는 것은 굉장히 중요하다. 또한 위치를 x=0,y=0으로 놓는다.

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2. 캐릭터를 생각하는 만큼 프로포션을 잡자. 먼저 이렇게 작업하는 이유는 나중에 작업량을 꽤 줄여주는 효과와 기준선을 잡아서 모델링 하면 그만큼 안정적이기 때문이다. 이때 원화가 있다면 원화를 기준으로 바이패드를 피직 세팅하는 것이 가장 빠르고 좋은 결과물을 얻을 수 있다. Structure의 구조는 현재 Spine이 3개 손가락이 3개 손가락 링크는 2개, 발가락 링크는 한 개를 잡았다.
바이패드의 피직모드를 기준으로 좌우대칭이 되게 작업한다.

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이때 너무 T자형으로 작업하지 않았다. 모델링이 조금 불편할 수 있으니 이런 것이 어깨부분을 자연스럽게 만들어 주어 개인적으로 선호하는 편이다.


3. 가슴을 덮는 실린더를 하나 만든다. Side 8 Height 1의 segment22.5도의 각을 틀어준 후 크기를 맞춘 후 실린더를 비대칭 스케일로 가슴 쪽을 줄여 주자.

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4. 마우스의 오른쪽 버튼을 누르고 실린더를 Editable poly로 바꾼다. 그런 후 세로로 흐르는 엣지 부분을 선택하고 Modifier스택의 Connect를 눌러 두개의 라인을 추가한다 그런후 간단히 프로포션을 맞추어준다.

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5. 22.5도 만큼 축을 회전해 주었으므로 바뀐 축이 올바른 축이 될 수 있도록 오브젝트를 reset XForm시켜준다.

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reset XForm한 후 다시 마우스 오른 클릭을 한 후 Convert Editable Poly로 전환해준다.
reset XForm은 회전된 축을 뷰포트 기준으로 다시 맞추어 주는 역할을 한다.


6. 폴리곤의 왼쪽 반 부분을 선택한 후 지워준다. 그리고 나서 Modifier Stack의 Symmetry(좌우 대칭) 모디파이어를 선택한다.
Symmetry는 예전에 쓰던 MIRROR기능을 대폭 강화한 것으로 겹쳐지는 부분을 알아서 잘라주고 WELD시켜주는 강력한 툴이다. 이 툴을 적절히 사용하기 위해서는 축부분이 원래의 OBJECT의 가운데 반으로 자른 OBJECT의 왼쪽 끝부분에 위치해야 하며 축의 회전되어 어긋나는 부분이 없도록 전에 RESET XFORM을 시켜준 것이다.

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7. 이제 팔 부분을 끄집어 내도록 하겠다. 팔 부분을 만들기 위해서는 팔부분이 돌출될 면을 짤라 놓아야 한다.

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8. 이제 이 면을 Extrude하거나 면을 지워 Edge Extrude하는 방법이 있지만 폴리의 강력한 기능을 이용해 Extrude Along Spline이라는 기능을 한번 사용해 보겠다. 우선 팔의 흐름을 따라 line을 그린다.

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9. 이제 아까 자른 면을 선택한 후 Extrude Along Spline을 적용한다. Pick Line을 눌러 아까 만든 라인을 누른다. 라인을 따라 면이 생성될 것이다.

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10. Segment를 3정도로 하여 폴리곤을 최적화 시킨다. 그 후 뼈대에 맞춰 vertex를 조정한다.

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Front view와 Right view Perspect view를 번갈아 보면서 위치를 조정해 간다.
손가락은 발과 함께 나중에 뽑아 내도록 하자.




11. 맨 하단 부분의 폴리곤을 선택해 지운다. 여기서 엣지를 끌어내어 모델링을 하도록 하겠다. 이런 방법이 여러 가지 방법 중에 가장 좋은 모델링 방법 중 하나라고 본다. 폴리곤을 지운 후 하단 엣지만을 선택하여 Shift버튼을 누른 후 move시킨다. 폴리곤이 생성될 것이다.

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적절히 회전시키고 위치를 맞춘다. 새로 생성된 이 폴리곤들은 골반이 될 폴리곤들이다.


12. 이제 늘려진 최하단 엣지에서 다리를 뽑아내겠다. 로우폴리곤이므로 다리를 몇각형으로 뽑아낼 것인가를 염두 해 두자. 필자는 밖으로 형성된 5각을 포함해 안으로 2각을 늘려 7각형으로 뽑아내겠다. 좌우대칭의 허벅지를 만들기 위해서는 8각이 좋지만 허벅지 안쪽은 잘 보이지 않으므로 한 변을 줄인 것이다.

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13. 이제 하단의 가운데 세로 부분 엣지를 늘려서 면을 하나 만든 후 위의 두점을 컬렙스 시커서 삼각면으로 만든다.

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14. 골반 부분의 한 변을 끌어낸다.

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15. 늘린 변을 엉덩이 쪽으로 target weld시켜서 붙인다.

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target weld는 vertex뿐 아니라 edge도 붙는 다는 것을 기억해두면 편리할 것이다.


16. 이제 새로 생성된 가랑이 부분의 엣지 두 개를 선택해서 컨넥트나 컷으로 나누어 준다. 다리를 7각형으로 뽑으려면 2개로 8각형으로 뽑으려면 3개로 나누어 준다.

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나눈 다음에 조금 정리해 주자.


17. 이제 다리로 생성될 7각형의 엣지들을 선택하자. 보더로 선택하면 바로 선택 가능 하다.
엣지를 Shift버튼을 누르고 끌어내 면을 생성시킨다.

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무릎 부분 등의 vertex를 정리해 준다.


18. 한번 더 보더를 선택한 후 무릅 부분을 만든다.

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역시 늘려준 후 모양에 맞게 vertex를 정리해 준다. 정리해 줄 때 front, right, Perspective뷰에서 번갈아 보면서 입체감을 살려준다.


19. 정리된 후에 다시 Border부분을 선택한 후 종아리 부분을 만들어 준다.

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20. 이제 발과 손을 뽑아내기 전에 프로포션을 맞추어 준다. 현재 만든 모델링은 front뷰에서 보면 그나마 볼만하지만 right나 Persperctive에서 보면 엉성한 것을 알 수 있다. 보통의 게임 파이프라인에서는 원화가 나오기 마련이나 원화나 인체모델링의 아웃라인이 있다면 그것을 참조해 프로포션을 맞추는 것이 합리적이다. 보통은 front용 프로포션 라인과 right용 프로포션 라인 정도만 있으면 충분하다.
프로포션 라인 없이 감으로 작업할 수도 있지만 자칫 초보자들은 밸런스를 놓치기 십상이다.

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여러 뷰에서 보면서 입체감을 살리도록 하자.




21. 여기까지는 사람모양의 사지를 끄집어 낸 정도에 불과하다. 이제 여기에 근육을 컷팅줘가면서 모양을 살리도록 하겠다.
우선은 사람 특히 남자의 경우 발달 되게 되는 어깨 근육을 만들어 내겠다. 어깨 모양을 염두해 두면서 커팅해간다. 컷을 누르면서 그림을 그리듯이 짤라 주는 느낌으로 제작하자.

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자른 선을 기준으로 어깨의 도톰한 모양을 형성시켜준다. 남자의 건장할수록 그 느낌이 선명하다는 것을 염두 해 두어가며 작업하도록 하자.


22. 폴리곤이 허락하는 한도에서는 최대한 둥근 느낌을 살려가야 한다. 지금의 뾰족한 느낌은 좋지 않으므로 여기에 폴리곤을 하나 한 줄 정도 더 삽입해보자. 컷이나 커넥트 등을 이용해 라인 하나 정도를 늘린다.

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23. 이제 각 부분에서 각이 심하게 보이는 부분을 선택해 엣지를 추가한 후 최대한 도톰한 느낌을 주도록 해보자. 개인의 그림 성향에 따라 틀릴 수도 있겠지만 현재에서는 종아리 부분이나 허벅지 등에 폴리곤을 추가하는 것이 좋을 듯하다. 우선 종아리 부분부터 추가해 주겠다.

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만든 후 점을 정리한다. 항상 여러 뷰에서 조절하는 습관을 들이자.


24. 이젠 가슴 근육을 만들어 주겠다. 남자의 가슴은 여자와 틀리게 네모난 모양에서 출발한다. 어깨와 마찬가지로 가슴 모양을 그리듯이 컷팅해 간다. 도중에 쓸데없는 vertex등이 생길 수 있으나 두려워 하지 말고 컷팅한다 . 쓸모 없는 점들은 모아서 나중에 collapse를 해준다.

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25. 만든 가슴선을 기준으로 다는 부분과의 연결선을 만들어 준다. 근육의 흐름을 생각하며 컷팅해 준다.

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가슴의 위치와 크기를 vertex를 조절해 맞추어준다. 캐릭터의 모델링에 있어서 가장 중요한 것은 디테일보다 프로포션과 밸런스임을 잊지 말자.


26. 이제 목을 만들 차례이다. 목부분이 나올 부분의 vertex를 정렬하고 폴리곤을 지워 엣지를 끌어내던가 폴리곤을 extrude시켜 목의 밑둥 부분을 끌어낸다.

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이 곳은 몸의 쇄골이 위치할 부분이다. 쇄골뼈의 위치를 감안해서 vertex를 조절한다.


27. 몇 가지 부족한 부분을 보충한다. 가슴선 등을 입체감 있게 컷팅해 준다.
여기까지 간단한 몸의 모델링 부분이 끝났다. 이제 이 layout으로부터 디테일 업을 들어간다. 상기했듯이 정성이 들어간 캐릭터만이 완성도를 보증해 준다는 점을 명심해 두자.


28. 여지껏의 모델링을 보자. 팔부분의 각이 많이 있는 것을 볼 수 있을 것이다. 이것은 폴리곤이 너무 없어서 생기는 현상이므로 폴리곤을 넣어 준다. 손등 부분의 경계가 되는 edge를 선택한 후 Selection부분의 ring을 선택해 보자. 팔 윗부분을 흐르는 엣지가 선택될 것이다.

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29. 몸까지 연결되어 있으므로 팔의 윗부분을 흐르는 edge 만을 선택해 Connect : 1로 엣지들을 나눈다. 컷보다 정확하게 한번에 나누어 주는 것을 알 수 있을 것이다.

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30. 팔의 둥근 모양을 만들어 줄 것이므로 방금 생성한 Edge들을 약간 올려주고 약간 밖으로 빼준다. 모양이 둥근 느낌이 나는 것을 알 수 있을 것이다.

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31. 이제 팔의 상박부분의 알통 부분을 모델링 해보겠다. 팔 상박 근육은 위의 어깻죽지에서 시작에서 도톰하게 나오게 된다. 역시 컷을 이용해 그림을 그리듯이 잘라간다.

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32. 모델링은 근육을 기준으로 시작하는 것이 가장 Polygon이 최적화되고 퀄리티 있게 나온다.
불필요하게 생긴 vertex를 정리하고 edge를 cut으로 연결해 준다. 생긴 근육부분을 Right뷰에서 보면서 Valance와 크기를 조절한다.

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33. 알통부분을 좀 더 둥글게 하고 싶으면 가운데 부분을 cutting해 도톰한 느낌을 준다.

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34. 팔의 하박 느낌도 도톰한 느낌을 주기 위해서 잘라주자. 물론 폴리곤 여유가 없다면 이작업은 안 해도 된다.

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35. 이제 배 부분을 만들어 주겠다. 역시 그림을 위에 그리듯 가볍게 cut한다.

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생성된 Edge를 기준으로 주변 Edge들을 컷으로 연결해주고 위치를 정리한다. 갈비뼈를 만들어 줄 수도 있겠지만 그것은 lowpoly의 범위를 넘어가는 것으로 보아 하지 않겠다.


36. 이제 전에 만든 다리에 디테일을 추가하자. 허벅지 부분의 Edge를 선택하고 Connect:1로 폴리곤을 추가한다. 생성된 Edge들을 약간 부풀려주고 위치를 여러뷰에서 보면서 수정한다.

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37. 애니메이션시의 Setting과 모양을 고려하여 가랑이 부분을 한번 더 나누어 준다. 이것은 Character Rigging시간에 다시 다루겠다.

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38. 이제 앞부분은 대충 정리하고 뒷부분을 만들어 보겠다. 뒷부분은 중요한 근육으로는 등에 있는 견갑골의 근육 그리고 엉덩이 부분이 중요하다. 우선 견갑골에 해당하는 부분의 근육을 만들어 주자. 역시 견갑골의 모양을 생각하면서 모양을 그리듯이 만들어 보자.

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최종 모양은 다음과 같이 목으로부터 시작해서 흐르는 듯한 선으로 만든다.

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39. 이제 이렇게 생긴 면을 한 번 Extrude해서 끄집어 낸다.

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Vertex의 크기와 위치를 조절해 준다. 역시 Side View의 참고가 필요하다. Extrude를 할경우에는 이렇게 면이 각이지는 데 이것은 폴리곤 전부를 선택한후 AutoSmooth 각도는 90정도로 주면 부드러워진다. Vertex를 조정해 Volume감을 맞추자.

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40. 이제 엉덩이 부분을 만들어 보자. Heap의 흐르는 선을 감안하면서 역시 그리듯이Cutting한다.

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Cutting후 Heap의 덩어리감을 생각하면서 Vertex의 위치를 조정한다.


41. back 뷰에서 보면 괜찮지만 Side뷰에서 보면 아무래도 Heap의 덩어리감이 부족하다. 이것은 폴리곤이 부족하기 때문인데 중심 라인에 컷팅으로 라인을 하나 더 집어 넣어준다.

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생긴 Edge들을 밖으로 도톰하게 끄집어준다. 입체감이 살아나는 것을 알 수 있을 것이다.
맨몸일 경우 좌우 heap이 말려들어가는 부분도 만들어 주어야 한다. 하지만 여기선 옷을 입히는 작업을 할 것이므로 그것까지는 하지 않겠다.

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42. 이제 뒷모습이 얼추 이루어 졌다는 것을 알 수 있을것이다. 보이는 것을 편하게 하기 위해 색깔을 바꾸고 스펙큘러 값을 좀 높여보겠다.
필요에 따라 뒷부분 팔의 모양도 폴리곤을 가감시켜가면서 Detail Up을 한다.

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43. 이제 몸부분은 거의 완성되었다. 이제 해야할 일은 손과 발, 목을 만드는 작업이 남았다. 얼굴은 중요하므로 한 Chapter로 다루겠다.
우선 목을 빼내자. 목부분의 엣지를 선택한 후 그대로 Shift키를 누른 채 이동시키면 면이 생성될 것이다.

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크기와 위치를 맞춘다. 목 윗부분은 목 아래 부분보다 작다는 것을 염두 해 두자.




44. 옆 부분을 보자 목은 실제로 앞으로 약 5도 정도 기울어 있다고 한다. 윗부분을 조금 앞으로 보내준다.

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만들어진 vertex들을 정리하고 각이진 면을 Polygon: AutoSmooth : 90으로 부드럽게 해준다.


45. 이제 손을 빼줄 차례이다. 손가락을 만들 때는 캐릭터에게 허용된 폴리곤 수를 반드시감안해야 한다. 아무 생각 없이 손가락 5개를 다 뽑아 내었다가는 폴리곤이 감당할 수 없기 때문이다. 로우 폴리곤에서는 보통 엄지손가락과 검지 손가락, 그리고 나머지 손가락을 세트로 뽑는 방법, 엄지와 4손가락을 뽑는 방법 등이 있다. 좀 더 폴리곤이 허용되면 5손가락을 다 만들 수 있으며 약간 둥근 느낌을 위해 손가락을 5각형으로 뽑아내기도 한다.

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여기서는 엄지와 검지 그리고 나머지 손가락을 만들어 보겠다. 이 방법이 폴리곤은 적절히 쓰면서 손가락으로 방향을 지시하는 애니메이션도 가능한 등 꽤 쓸모가 있다고 생각한다.


46. 우선 검지 부분을 뽑아낼 부분의 폴리곤을 컷팅 해보자.

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47. 세 손가락이 나올 폴리곤을 지운 후 두번 Shift+ Move하여 면을 생성한다.

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48. 위치를 조정한 후 비어있는 부분을 Cap으로 막아준다. Vertex를 조정하여 위치를 맞춘다. 역시 여러 View에서 보고 참조하는 것을 습관화 하자.

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49. 이제 같은 방법으로 검지를 뽑아내어 보자.

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50. 마찬가지 방법으로 엄지를 뽑아낸다. 엄지를 뽑기 위해서는 역시 엄지 부분이 나올 폴리곤 부분을 컷팅하고 뼈의 위치에 맞게 Vertex의 위치를 조정해 준다.

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51. 이제 발을 뽑아내 보자. 발이 나올 부분의 Border를 선택한 후 Shift + Move로 2번정도 폴리곤을 생성한다. 로폴리에서는 맨발인 경우는 거의 없으므로 신발을 신은 것으로 간주하고 작업하겠다.

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52. 신발 바닥 부분을 cap으로 면을 생성해 막고 앞부분을 선택해 발의 앞부분을 만들어 내도록 하자. 역시 면을 지운 후 Boarder를 Shift Move한다. 굴곡을 만들기 위해 역시 두 번 정도로 면을 생성한다.

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53. 크기를 적절히 조정하고 마지막 부분을 Cap하여 막는다. 이것으로 간단한 로폴리 모델링 바디 제작이 끝났다. 이제 이것을 디테일업해 모델 제작의 퀄리티를 높여간다. 옷이나 장식이 필요한 경우 이러한 것들을 Edge를 나누어 Detail Up을 하던가 장식 같은 것들은 새로 object를 만들어 제작한다.

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항상 명심할 것은 가장 중요한 것은 Valance라는 것을 잊지 않으면서 작업하자. 디테일업은 그 후의 문제이다.

※ 연재 순서 ※
1. 폴리곤 모델링과 레벨 디자인을 통한 감각 익히기
① 폴리곤 모델링의 고급 기능 익히기
② 배경 레벨 디자인을 통한 게임 그래픽 감각 익히기

2. 로우 폴리곤 캐릭터 만들기
① 로우 폴리곤 캐릭터의 모델링(1200여개 정도의 저폴리곤 캐릭터)
② 로우 폴리곤 캐릭터의 Unwraping 작업(256 맵소스 한장의 캐릭터 만들기)
③ 로우 폴리곤 캐릭터의 Mapping
④ 로우 폴리곤 캐릭터의 Biped Rigging

3. 캐릭터 애니메이션
①Footstep과 FreeForm을 이용한 애니메이션
② Ik를 이용한 애니메이션 작업
③ Motion Flow를 이용한 애니메이션의 합성과 루프 애니메이션 만들기

4. 로우 폴리곤에서 미들 폴리곤으로 가기
① 근육과 모델링 기법의 이해(4000여개 정도의 미들 폴리곤 캐릭터)
② 노말맵의 활용
③ Render To Texture를 이용한 랜더링 흉내내기
④ 멘탈레이를 이용한 Render To Texture 라이팅 최적화
⑤ 모션 캡쳐의 활용

글.김상원
Ism Korea 조감도 파트 주임
유니아나 아케이드 1팀
톱니소프트 팀장
소프트 액션 개발 2팀 팀장
현 주성대학 북경 사무국 교재 편찬위원