김금영의 맛있는 영화그래픽 2 - "웰컴 투 동막골, 벌떼신"

글. 김금영

동막골 막내둥이 동구와 연합군 부상병 스미스가 잘못 건드린 벌통에서 벌떼들이 나와 스미스와 동구를 공격하는 장면의 벌떼와 창고가 폭발해 옥수수가 하늘로 높이 치솟는 장면을 만들어 보겠습니다. 옥수수와 벌떼를 만드는 데는 2가지 내용을 파악해야 합니다. 하나는 마야 Instancer이고, 나머지 하나는 Curve Flow 이펙트입니다.

-  옥수수를 이용한 Instance의 이해

-  Curve Flow 이해

-  Instancer와 Curve Flow를 이용한 벌떼씬 작업과정 둘러보기

1. Instancer 이해하기

마야의 파티클 인스턴스는 벌떼 처럼 똑같이 생긴 오브젝트들을 애니메이션 할 때 유용하게 사용됩니다. 우선 한마리의 벌을 애니메이션하고 그 오브젝트를 애니메이션 된 파티클에 인스턴스를 만듭니다. 인스턴스는 단순한 복사가 아니며 오리지널 오브젝트를 바꿀 때 마다 인스턴스 오브젝트도 같이 바뀌게 됩니다.

우선 간단히 옥수수 씬 작업 과정을 통해 Instancer의 기능을 둘러 보겠습니다.

1.1 좌표정렬

Instancer로 사용할 오브젝트의 방향과 크기, 축을 정렬하는 첫번째 과정. 나비나 벌, 화살처럼 진행 방향이 앞 뒤로 구분되는 오브젝트는 X축으로 정렬하고, 위 아래로 방향이 구분되는 오브젝트는 Y축 방향으로 정렬합니다. 우선 Cone을 Instancer로 하겠습니다.

1.2 Modify> Freeze Transformations 선택

Freeze Transformations는 선택된 오브젝트의 모든 Transformations의 값을 Translate 0, Rotate 0, Scale 1로 초기화시켜줍니다. 이 명령을 실행함으로써 나중에 파티클의 정확한 위치에 인스턴스 오브젝트가 생깁니다.

1.3 인스턴스 만들기

Particles>Create Emitter를 실행해 Omni Type emitter를 생성하고 Rate를 10으로 합니다. Particle Render Type을 Sphere로 Radius를 0.3정도로 줄여서 보기 좋게 만듭니다. Play해서 적당량 파티클이 나오면 Stop!

1.4 Cone을 선택 후 Particles>Instancer 옵션을 열어 Create 하면 완성!

1.5 다시 Play하면 아래와 같이 Particles 자리에 Cone이 무더기로 움직이는 걸 보실 수 있습니다. 똑 같은 방식으로 옥수수 알갱이를 인스턴스 시키면 창고에서 폭발하는 한무더기의 옥수수를 일일이 수작업을 거치지 않고 한번에 완성할 수 있습니다.  Instancer의 핵심인 particleShape의 instancer 속성은 아래 벌떼씬을 예제로 더 자세히 다루겠습니다.

2. Curve Flow

Curve Flow Effect를 사용하려면…

1) Curve를 그린 후 선택합니다.

2) Effects > Create Curve Flow >❑옵션 박스 선택

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3) 기본적으로 세팅된 값을 그대로 둔 후 Cure Flow를 Create하면 아래 그림처럼 Emitter와 locators가 curve에 생깁니다. Flow Locators는 파티클이 애니메이션 되는 동안 얼마만큼 크게 퍼질지를 보여줍니다.

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4)  Play 해보면 파티클이 커브 주위로 퍼져나가는 것을 볼 수 있습니다. 커브나 커브의 CVs를 바꿔 애니메이션 방향을 움직일 수 있습니다. 파티클을 play할 때는 Preferences의 Playback을 Play every frame으로 바꿔줘야 다이나믹 애니미이션이 정확하게 Play 됩니다.

 
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4) Particles를 선택해서 Attribute Editor의 렌더 타입, 컬러, Opacity, lifespan 등을 원하는 값으로 세팅합니다.

Curve 수정하기

Flow locators로 속도나 파티클이 흐르는 반경을 조절할 수 있습니다. 단순히 flow locator를 잡고 늘이면 파티클이 지나가는 범위가 커지고, 줄이면 반대로 범위가 작아집니다.

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Flow 속도 조절하기

Flow의 서클 사이가 가까우면 느려지고, 멀면 빨라집니다.

Curve flow를 선택한 후, channel box의 locator pos라고 되어 있는 부분을 마우스의 mid 버튼으로 올리고 내려서 locator의 위치를 원하는 자리로 옮깁니다.

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Flow를 더 잘 보려면 flow node를 선택한 후, channel box의 Display Thickness를 on 하면 실린더 모양으로 flow의 영역을 정확하게 보여준다.

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3. 벌떼씬을 만들자!

3.1 Instancer 오브젝트 만들기

모델링을 하기 전에 우선 씬의 구성부터 계획해야 합니다. 무조건 복잡하고 정교한 모델링을 할 필요는 없습니다. 오히려 너무 디테일한 오브젝트를 인스턴스로 사용한다면 씬이 너무 무거워져 작업과정이 길어질 뿐만 아니라 다운되는 경우도 생길 수 있기 때문에 렌더 테스트를 해서 가장 적당한 디테일로 최대한 가볍게 만드는게 중요합니다.  한 씬 안에 몇 천, 몇 만 마리가 우글거리는 이번 동막골의 벌떼 장면을 위해 두가지 버전으로 벌이 모델링 되었는데, 떼로 빠르게 움직이는 벌들은 150여개의 Polygon face로 간단하게 벌을 모델링하고, 카메라 앞쪽으로 크게 치고 나오는 벌들은 좀 더 정교하게 모델링 했습니다.

3.2 Curve Flow 만들기

3) 벌이 날아다닐 방향을 고려해 이동 경로가 될 Curve를 그립니다.

Curve를 선택하고, Effects > Create Curve Flow >  ❑ 옵션을 열어 Name을 bee로,  Emission Rate 값을 우선 5로 낮춰 Create 합니다.

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4) 서클 사이 간격을 조절해 속도를 각각 다르게 합니다. 여러 개의 커브를 그려서 커브마다 약간씩 다른 속성을 세팅해서 자연스럽게 벌떼의 동선을 연출합니다.

3.3 Instance 하기

지금부터 모델링된 벌3마리와 커브 동선을 따라 움직이는 파티클을 가지고 몇천마리가 우글거리는 벌떼를 만들어 보자. 인스턴스를 이용함으로써 하나의 파티클에 한마리의 벌이 생길 것이다.

1) 모델링 된 벌들을 선택하고, Particles > Instnacer (Replacement) 선택한다.  여기서 옵션을 자세히 둘러볼 필요가 있습니다.

-  Cycle 을 Sequential로 바꿉니다. 이것은 오브젝트 Index를 순서대로 나오게 하는 것인데, 0번에서 2번의 벌이 순서대로 순환하면서 애니메이션 됩니다.

- AimDirection을 Velocity 선택. 이 옵션을 벌이 항상 이동하는 방향을 향해 몸의 방향을 움직이게 된다. 벌의 방향을 이리저리 바꿔보고 Play를 하면 금방 이해가 될 것입니다.

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2) 옵션을 적용하고 Play해 봅니다.

 

여기까지 기본적인 인스턴스의 셋업은 끝났습니다. 하지만 파티클의 속성을 몇 개 더 추가함으로써 더욱 정교하고, 현실성 있는 애니메이션을 연출하게 됩니다.

3.4 Random Scale

벌의 크기를 조금씩 다르게 하기 위해 스케일 속성을 추가할 필요가 있습니다.

- Flow 파티클 속성창의 Add Dynamic Attribute의 General 버튼을 클릭해 Custom_scale 속성을 추가합니다.

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- 추가된 속성창에 오른쪽 마우스를 클릭해 Creation Expression 창을 띄워 아래와 같이 입력하고 Edit 합니다.

bee_particleShape.custom_scale=rand(.7,1);

이것은 0.7~1 사이의 Scale 값을 가지게 합니다.

 
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Edit한 후 파티클 속성의 “Instancer” 에서 Scale 속성을 좀전에 추가한 Custom_scale로 선택해야 비로소 랜덤한 Scale값을 적용할 수 있습니다. Custom_scale옵션을 보려면 Allow All Data Type 옵션을 켜야 맨 마지막 정도에 custom_scale 옵션을 볼 수 있을 것이다.Vector와 Float형 속성을 다 보려면 이 옵션을 선택해 줘야 합니다.

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3.5 Cycle Start Object

인스턴스 옵션 중 아주 중요한 부분! 현재의 세팅으로는 벌이 Instanced Object에 등록된 순서대로 방출되어 인위적인 벌떼 모양을 보여주고 있다. 여기서 0~3번의 벌들을 무작위의 순서대로 방출하게 해서 자연스런 벌떼를 만들기 위해 Cycle Start Object 옵션의 추가가 필요한 것입니다.

- 파티클 속성창의 General 버튼을 클릭해 custom_startNumber 속성을 custom_scale과 같은 방식으로 같이 추가해 줍니다.

-  Expression 편집창을 열어 아래와 같이 입력해 Edit 합니다.

bee_particleShape.custom_startNumber=rand(0,2)

Expression에서는 번호가 1이 아닌 0부터 시작한다. 위의 것을 입력하면 벌 오브젝트 번호 0번, 1번, 2번을 무작위로 선택해 방출합니다.

- 파티클 옵션의 Cycle Option/ Cycle Start Object 를 custom_startNumber로 선택합니다.

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3.6  Speed 조절

날개 속도를 조절해 보자. Sequence 오브젝트 전환속도를 조절함으로써 날개 속도를 조절할 수 있습니다. 이를 조절하는 속성은 Age입니다.

- General 버튼을 클릭해 custom_age 속성을 추가합니다.

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-  Expression 편집창을 열어 Runtiom before Dynamic 창에 아래와 같이 입력합니다.

bee_particleShape.custom_age=bee_particleShape.age*4;

* 는 곱하기, 즉 원래 속도의 4배로 빨라졌다. 반대로 느리게 하려면 /, 나누기 하면 됩니다.

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- Cycle Option의 Age 값을 custom_age로 선택합니다.

- 여기서 한 단계 더 나가 인스턴서 오브젝트마다 다 다른 속도를 줄 수도 있습니다. 다음 속성을 추가해 보겠습니다.

- 속성창에 custom_addSpeed를 추가합니다.

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- custom_addSpeed의 Creation Expression 창을 열어 아래와 같이 입력합니다.

bee_particleShape.custom_addSpeed=rand(1,2);

- custom_age속성의 Runtime Expression 값을 아래와 같이 바꿉니다.

bee_particleShape.custom_age=bee_particleShape.age*bee_particleShape.custom_addSpeed;

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Edit한 후 Play 해보면 날개치는 속도가 벌마다 다르고, 다른 정도는 2배입니다.

3.7 Velocity

각 인스턴스들의 이동속도에 비례한 동작의 속도를 조절하는 옵션. 빨리 움직이는 벌은 날개 속도 또한 빠를 것입니다. 여기서는 랜덤하게 움직이는 것이 아니라 빨리 움직이는 벌에만 빠른 날개짓을 만들어 주는 것이 포인트입니다.

- Runtime Expression 창에 아래와 같이 입력합니다.

Float$addSpeed=mag(bee_particleShape.velocity);

Bee_particleShape.custom_age=bee_particleShape.age*$addSpeed;

Mag는 magnitude의 줄임말로, vector값을 이용해 float값을 가지게 하는 함수입니다. 즉 방향과 속도를 가지는 vector값에서 크기값만 가져와 float값으로 전환합니다.

Velocity는 방향과 속도를 동시에 가지는 vector형 데이터이며, 파티클의 velocity 값이 크면 mag 값도 커져 custom_age값, 즉 속도가 증가하게 됩니다.

3.8 작업이 완료되면 rate 수를 50이상 올려 완료합니다.

< 완성된 벌떼 씬 보기(Quicktime)>

그림을 클릭하면 동영상을 다운받을 수 있습니다.

어떤 과제가 주어졌을 때, 접근 방법은 여러 가지가 있을 수 있고, 이번에 소개한 방법은 한 예일 뿐입니다. 소개 드린 방법을 참고로 더 나은 방법을 찾으시리라 확신하며 이만 맺겠습니다.

 

김금영(3D아티스트)

- SK Global 그래픽 디자이너

- 토론토 애니메이션 스튜디오 “야후자 애니메이션” 테크니컬 디렉터”

- 인디펜던스 근무, 영화 “웰컴투 동막골” , “ 간큰가족”

- 윤디자인 정글 사이트 애니메이션 컬럼 기재