By Peter Plantec

하루가 다르게 성장해 나가는 컴퓨터 시뮬레이션은 VFX의 세계에서 아주 중요한 역할을 하고 있다. 이전에는 이러한 시뮬레이션이 어떻게 만들어지는지 지식을 가지고 있지않는 아티스트들은 예전부터 수치를 조절하고 계속해서 수정을 해가면서 만족할만한 결과물을 얻기위해 노력해왔다.

하지만, 이러한 주먹구구식의 작업들속에서 놀라울정도로 뛰어난 두뇌들이 아이디어를 모아 시뮬레이션을 멋지게 실현하게되었다.이렇게 멋진 컴퓨터로 제작된 가스나 액체를 만드는 플루이드 다이나믹을 구현한 업계의 리더중 두사람을 꼽아보았다.한사람은 스탠포트대학의 뛰어난 조교수인 Ron Fedkiw씨로 얼마전 시그라프2005에서 중요한 연구발표를 한 사람이다. 그리고 또한 사람은 뛰어난 독일 VFX 영화제작자이자 독일의  Scanline Studios의 대표인 Stephan Trojansky씨이다. Ron Fedkiw씨는 학술과 기술적연구를 배경으로 하고 있고 Stephan Trojansky씨는 실용적인 영화제작에 종사하고 있다.각자 자기 분야에서 그 재능을 인정받고 있는 스페셜리스트로 나름대로의 기술적 능력과 함께 예술가로서의 비전을 가지고 있다.

왜, 플루이드다이나믹에 VFX에서 그렇게 중요한가? 간단히 말하면 최고의 플루이드 다이나믹으로 사실적인 시뮬레이션을 구현하는 것은 그만큼 비용이 많이 드는 일이기 때문이다.물이나 불과같은 효과들은 관리하기 힘들고 셋업하는데 시간도 많이 걸리며 실제로 연출하면 배우들에게도 위험한 요소들이다. 게다가 물은 차가우며 세트에 관리하기 힘든 요소들이 많다.

이러한 환경에서 적절한 실제연출과 함께 디지털효과를 섞으면 모두에게 좋은 결과가 나오게되는것이다.거대한 바다효과, 지상에서나 우주에서의 엄청난 폭발등이 영화에서 인기가 많기때문에 플루이드이펙트의 컴퓨터시뮬레이션은 비용과 위험을 감소시키면서 그 가능한 영역을 넓히고 있다.

불행히도 최근까지 디지털로 제작된 물이나 폭발효과는 일반사람들도 알아볼만큼 형편없는 것이였다. 이러한 것들이 이제는 디지털이펙트의 발전으로 변화되었다고 할 수 있다. 그리고 이제는 컴퓨터시뮬레이션의 진보로 실제와 분간이 안되는 정도를 넘어서게되었던 것이다.

물의 효과는 실사로서 얘기되어 질 수 있는 테크니컬알고리즘의 경지를 넘었는데, 그것들은 모두 실제현상들의 연구와 그것을 기술적으로 분석한 결과의 산물이라고 할 수 있다.차이들을 생각한다면 바다의 투명도는 그 믿을 만한 쉐이딩으로써 큰 잇슈가 되고 있다.그리고 그다음에 고려되는 것은 반투명성과 서브서피스 라이트 스캐터링과 서피스 마이크로 텍스쳐등이다.또한 물보라의 문제가 있는데, 그것은 약간의 부유물과 녹아내리는 거품들로 구성되어 바람의 쓸려 거품이 생기고 물방울들은 급격히 뛰어 떨어진다.

파도의 움직임에 대한 근본적인 주제에 대해서 언급을하면. 바다의 표면과 바람에 의해 생기는 형태적인 임펙트로 구성되어있으며 거기에다가 돌같은 물체 또는 사람이나 트럭같은 물체의 표면과 부딛혀서 생기는 흐름과 물튀김등이 있다. 이모든 것들을 한꺼번에 표현하기엔 너무나 방대한 일거리이며 그것을 간단히 해결해줄 패키지는 없다.

Fedkiw (페드-코라고 발음함)씨는 컴퓨터사이언스전공의 조교수이상의 능력을 가지고 있다. 그는 자연현상을 재현할 수 있는 기술적인 천재성을 가지고 있는 VFX적인 비전을 가지고 있다.

그 우수성으로 수상을 한경력도 있는 그는 그의 학생들과 함께 ILM에서 지난 5년간 '스타워즈3'편을 포함한 많은 영화속의 작업들을 진행해왔다.

사실 Fedkiw씨는 ILM의 파트타임 컨설턴트이다. 그는 톡특한 마인드의 소유자로 자연의 현상을 더욱 효과적으로 빠르고 멋지게 시뮬레이션을 연출하는 것을 지속적으로 연구하고 있다.

Fedkiw씨와 졸업한 그의 제자들은 끊임없이 물리적 시뮬레이션 코드의 유용한 개발과 연구를 진행하고 있다.이 대부분의 코드들은 ILM의 특별한 요청에 의해 커스터마이즈된 것이다. Fedkiw씨는 이에대해 다음과 같이 말했다."우리의 물리학 기반의 모델링코드(PhysBAM)는 ILM의 새로운 Zeno 인프라에 합병되어 많은 커스텀 사용자 컨트롤들로 이용되고 있습니다. 우리는 그것을 영화 터미네이터3나 스타워즈3등에서 큰 플루이드 샷을 제작하는데 씁니다." ILM은 아티스트들에게 도움이 되고 협업적으로 흡수가 가능하도록 기여를 하고 있다. 그래서 PhysBAM의 커스텀웍은 세계수준의 파이프라인에서 맞도록 개발되고 있다.

그는 덧붙여서 그의 학생들과 그 크레딧을 나눌 것이라고 말했다."네, 저는 BSD라이센스를 가지고 있는 저희 그룹에서 모든 코드를 제작하여 개발하였기 때문에 여기 있는 모든 학생들이 자기가 개발한 것들과 다른 사람들의 것들까지 마음껏 사용할 수 있습니다."

 Fedkiw씨가 공헌한 노력들의 결과로 많은 그의 학생들이 아직 그의 프로그램에 있으면서도 VFX업계의 컨설팅을 시작하고 있다.사실, 두명의 그의 제자들은 현재 ILM에서 컨설팅을 하고 있으며 또 한명은 픽사에, 또 두명은 인텔에 있다.두명의 제자는 소니의 컨설팅이 끝난 후 학술적 연구를 위해 학교에 남을 것을 결심했다고 한다. 이 모든 것을 볼때 그의 프로그램은 높은 레벨의 VFX소프웨어 디자이너들의 미래를 인큐베이팅했다고 할 수 있다. 그의 웹페이지 (http://graphics.stanford.edu/~fedkiw/)에 가면  Fedkiw씨의 물시뮬레이션이 놀라울 정도로 사실적인것을 알 수 있다.

그는 이 것에 대해 그의 두드러진 부분을 다음과 같이 언급했다.“대부분의 풀루이드 솔버들은 간단한 반응식으로 만들어져있습니다. 우리들은 플루이드 다이나믹의 관점에서 열쇠가 되는 부분을 좀더 낫게 모방하기위해 노력을 했습니다.예를 들어, 스모크, 불과 폭발효과로 소용돌이운동을 연출합니다. 그것은 휘감기고 도는 효과를 수반하고 있습니다.그러므로 우리는 다른 관점들에서 소용돌이 운동을 제한과 회오리 회전 파티클 등으로 페이퍼들을 썼습니다.그리고, 물에서는 표면운동들을 포함하고 있기 때문에 더나은 서피스 디테일을 위한 파티클 레벨셋팅 방법을 발명해 내었습니다."

(노트: 파티클레벨 세트 접근은 개선된 컴퓨터의 형태와 흐름만드는 방법으로 물과 공기와 같은 두가지 플루이드의 경계 인터페이스이며, 가스에서는 별로 중요하지않지만 액체에서는 중요한 Navier-스트로크솔루션-의 엄청난 낭비를 막아준다고 여기어져 비평의 대상이 되고있다.)

Fedkiw씨는 풀루이드다이나믹에서 큰 잇슈가 되는게 무엇인가 예측을 했다. "영화 촬영을 위해서는 더욱 크고 나은 사실적인 시뮬레이션이 요구될 것입니다. 엄청난 사진실사적인 파도가 해변에서 부서진다면 멋질 것입니다."그래서 그에게 가장큰 목표적하나가 불과 폭발을 그러한 리얼리즘으로 더이상 파티클이 아닌 방법으로 구현해 보는 것이라고 한다. 그것은 제작자들에게 제작팀이 더욱 안전하게 작업을 하면서 경제적으로도 도움이되는 결과를 가져다 줄것이다.이와 같이 또 바다표현을 위해서 많은 바다의 재난관련 사진자료들처럼 그것을 시뮬레이션하기 위해선 여러가지 사항을 고려해야한다.

나는 PhysBAM 가 Zeno에서 플러그인으로 사용되게 될것이라고 생각된다.  Fedkiw 씨는 이에 대해 "PhysBAM는 Zeno를 통해서 통합이 될것입니다. 그것은 플루이트를 위한 것뿐아니라 영화속에서 바디세팅이나 옷, 피부등의 다양한 부분을 표현하는데 사용될 것입니다. 활용된 스모크는 영화'쥬라기공원3','터미네이터3','카리브의 해적','스타워즈시리즈'등에서 사용되었고 심지어는 앞으로 개봉될 '해리포터'영화에서도 용이 불을 뿜는 장면에서 사용되었습니다."

Kim Libreri 씨는 ILM에 VFX 수퍼바이저로 2006년 5월에 개봉될 울프강페터슨의 '포세이돈어드벤처'를 위해 고용이되었다. 그는 큰 바다이펙트를 위해 Zeno를 사용하게될것이기때문에 매우큰 PhysBAM의 기반의 바다이펙트를 보게될것이라고 예상할 수 있다.또한 젊은 크리스토퍼 파올리니씨의 '드라곤"도 내년초에 ILM에의해 저작될것이다. 이 작품은 용의 불과 연기가 잘묘사된 멋진 작품이다.PhysBAM 는 용을 위한 효과 이외에 옷과 용의 피부등의 많은 이펙트들에서 사용될 것이다. ILM의 VFX수퍼바이저 Bill George 씨또한 '카리브의 해적2'에서 좀더 발전된 바다의 효과들을 위해 PhysBAM를 사용하게될 것이라고 한다.

 그는 최근 독일영화업계에서 VFX의 대표적인물로 알려지게되었으며, 수십편의 유럽영화와 TV는 물론 시그라프의 일렉트릭 시어터에서 상영되기도 했던 우수한 작품들로 무수한 수상을 하기도했다.게다가 그는 그의 인기로 인해 유럽의 여러 컨퍼런스와 대학들에서 연설들을 하기도 했다.Stuttgart University에서 건축과 비쥬얼라이제이션을 공부하는 3년동안 그는 흥미롭게 창조적인 일을 하고 싶어했다. 그는 이에 이런게 언급했다.“저는 독학으로 CG공부를 시작했으며 시험보다는 영화제작일을 하고 싶어서 대학을 떠나게 되었습니다.”

Trojansky씨는 Frauenhofer institute에서 CAVE와 함께 Virtual Reality Lab에서 4개의 서라운드 비디오를 사용하면서 일을 하게되었다.그일은 재밌었지만 그의 일에 대한 욕심은 더컸다. 그는 영화제작계에서 비쥬얼관련 일을 하고 싶었고 뮌헨에 있는 Scanline Production(www.scanline.de)에서 VFX파트를 담당하게 되었다.

그는 이에 대하여 “저는 Scanline에서 8년전부터 일을 시작하였으며 아티스트와 수퍼바이저로서 40여편의 영화제작에 참여했습니다. 저는 이 회사에서 수년간 일을 하면서 자유를 만끽했으며 많은 개발작업을 도울 수 있는 기회도 갖게 되었습니다. 그결과 저는 R&D팀의 대표가 되었으며 소프트웨어의 개발과 혁신에 중점을 두고 진행했었습니다.”라고 말했다. 또한 그는 다음과 같이 덧붙였다.

"6년전 저의 첫번째 임무는 풀CG로 거대한 수력발전댐을 폭발하는 작업이였습니다. 이것은 저에게 CG로 도전했던 가장 큰 기회였습니다.우리는 with volumetric particle와 같은 것으로 모든 것을 그럴듯하게 만들어야 했습니다. 하지만 나중에 몇 개의 프로젝트를 더하는 동안 저는 파티클에 질리게 되었습니다. 그것들은 사실적으로 연출이 되지 못했고, 저는 플루이드 같은 효과의 렌더링을 위해서 새롭고 더나은 방법을 찾기로 했습니다.저는 이러한 것들과 관련된 학술발표들에 대해 이해를 할 수 없었습니다. 그래서 외부에서 도움을 받지 못할 것이라는 것을 알고 자신의 학교에서 배운 프로그래밍 기술을 이용해 Flowline이라는 새로운 소프트웨어 시스템을 만들게되었습니다.
그리고 저는 이러한 저자신의 아이디를 토대로 독립적으로 일을 진행했습니다.물론 저는 제가 원하는 물과 불의 컴퓨터 시뮬레이션을 감당할 수 있는 충분한 메모리와 CPU파워가 갖추어질 때까지는 몇 년이 걸릴거라고 생각했습니다.  4년후인 지금 우리가 필요한만큼의 CPU와 GPU를 확보하게 되었습니다. 현재의 6명의 개발자가 일을 진행하고 있는 Flowline은 모든 종류의 시뮬레이션에서 완전하게 작동이 되도록 발전하였으며 그것을 우리의 프로덕션에서 십분활용하고 있습니다.”

Trojansky씨는 Flowline는 한 개의 툴에서 모든 종류의 시뮬레이션이 가능하도록 디자인되었다고 덧붙였다.그것은 물,물보라,거품,바다,불, 폭발, 연기와 구름등의 파이날 렌더링을 시뮬레이션할 수 있는 모든기능을 담고 있는 것이다.그는 다시 다음과 같이 언급했다.

“저에게 있어서 혁신적이 되기 위한 가장 중요한 요인은… 저는 판에 박힌 복잡한 연구내용을 절대 이해하지 못하였기 때문이라고 생각합니다. 그러한 가운데, 결국 비쥬얼이펙트 시뮬레이션에 대한 정열이 우리팀에게 매일 같이 새로운 아이디어를 갖게했습니다.현재 6명의 개발자들에게 그모든 아이디어들을 소프트웨어에서 가능한 빠르게 응용해낼 수 없는 것은 고충이였습니다.Flowline이 여러 개의 나누어진 엔진들로 구성되었지 아니면 하나의 통합인터페이스에서 구동이 되는 것인지에 대한 의문이 있을 수 있습니다. 그것에 대해 말씀드리면…가능한 흠이 없는 것을 만드 것이 중요하다고 생각합니다. 사실, 불과 물은 많은 공통점이 있으면서도 완전히 다른 부분들을 가지고 있습니다. 예를 들어 데이터구조나 렌더링의 특징들이 그것들입니다.  Flowline은 그것들을 모두 하나의 시뮬레이션으로 연결시킵니다.예를 들어, 바다의 요소들에서 기름을 연출하여 연료가 떨어지는 것을 만들 수 있으며 불을 연결시켜 최종적으로 폭발을 연출할 수 있습니다.그것은 모두 하나의 매우 효율적인 패스에서 이루어집니다.저에게 있어서, 가장큰 임무는 세계 스케일의 사진실사의 비쥬얼이펙트샷의 데모를 위한 시뮬레이션 소프트웨어를 만드는 것입니다. Scanline에서도 ILM에서처럼 아티스트들과 가까운 관계를 갖고 파티클, 투명한 인터페이스로 일을 진행하여 작업에 차질이 없도록 하고 있습니다.
예를 들어 스캔라인의 인터페이스는 실시간의 GPU로 렌더된 피드백을 이용하여 아티스트들이 빠르게 보고 수정이 가능하게되어 긴 렌더링 시간을 허비할 필요가 없게 되어있습니다.우리는 우리자체의 레이트레이싱 컨셉을 소유하고 있어서 상용 레이트레이서와 함께 사용하여 엄청난 양의 데이터의 구조도 매우 빠르게 처리하여 사진실사로 렌더링할 수 있게 갖추어놓았습니다.단계적인 순서로, 아티스트는 모든 물리적 법칙을 컨트롤할 수 있는 Flowline을 가지고 자연을 재 생성할 수 있습니다.”

Trojansky씨는 다음과 같이 강조했다.“저는 매일같이 아티스트들의 아이디어들과 그림들을 보고 놀랍니다. 현재 우리 콤포지터들은 비싼고 위험한 실제촬영을 안하고 CG요소들로만 해결하는 방법에 대해 집중을 하고 있습니다.”

그렇다면 Flowline을 좀더 업계에서 활용할 수 있도록 하는 전망에 대해서는 어떻게 생각하는지 Trojansky에게 물었고, 그는 이렇게 대답했다.

 “현재 그것은 국제적인 리소스입니다. 우리가 인포메이션에 대한 릴리즈를 함으로써 Flowline의 라이센스에 대해서 많은 요청을 받고있습니다.저의 답은 항상 제안을 받을 준비가되있다는 것입니다. Flowline은 수년간의 R&D를 거쳐 산업에 중요한 부분을 차지하게 되었으나 그 라이센스에 대해서 고려해야하는 상황에 처했습니다. 저는 물론 그것에 대해서 생각하고 있습니다.”

Fedkiw씨와 Trojansky씨는 둘다 전혀 만나본적이 없다. 그리고 서로 다른 분야에서 완전히 다른 동기로부터 시작해왔다. 하지만 그들은 둘다 우리가 스크린에서 본 주요한 임펙트를 만드는 일을 하고있다.

Fedkiw 씨는 자연연출을 위한 엔진을 만드는 것에 관심이 있는 것같다.그의 접근방법은 근본적인 프로세스를 이해하고 가능한 가깝게 수학적으로 모델링하고 최종적으로 자연의 투영되는 정확한 장면을 연출하는 것이다.그것은 자체가 그를 매혹시키는 프로세스였으며, 처음부터 제작공정에 통합시키는 것을 목적으로 제작된 것은 아니였다. Trojansky씨는 한편 최종이미지를 만들어내는 영화제작자이다. 그는 자연이 때로는 약간의 예술적효과로 더나아보인다고 믿고 있다.둘 다 오늘날 중요하게 여겨지고 있는 프로덕션 제작사들에 밀접하게 연관되어있다.그들중 한명이 이렇게 말했다. “내 책상뒤의 등대그림의 포스터에 부풀어오른 파도가 부서지는 장면이 있습니다. 제가 그것을 완벽하게 컴퓨터로 재현할 수 있다면 저는 은퇴할 것입니다.”

용과 바다들과 넘치는 도시들과 적어도 한명의 인어들이 엄청난 폭풍에 쫓기고 2,223개의 우주에서의 폭발장면이 2006년에 릴리즈될 스케쥴들이다. 앞으로도 이 두 대가들의 역량을 기대한다.

출처 : VFXWorld