'화이바맨'캐릭터리깅 튜토리얼- 7부(Maya 7의 신기능 FBIK Part.1)

글. 이성근

첨부 파일 : maya 파일

들어가는 말

마야 버전 7이 발표되면서 FBIK가 새로이 추가되었습니다. FBIK는 기존의 복잡하고 어려웠던 캐릭터 리깅 과정을 사용자가 비교적 쉽게 사용할 수 있도록 체계적으로 통합하고 하나의 표준을 제시한 획기적인 방법입니다. 많은 사람들이 이 방법을 이용하여 보다 쉽게 애니메이션을 만들 수 있을 것이라 기대하고 있으며, 필자도 그런 기대감을 가지고 FBIK를 공부하였습니다.

필자가 FBIK 관련 메뉴얼을 정리한 결과 -처음으로 접하는 방법이라 다소 생소한 감이 없지 않았지만- 그 기능을 잘 활용하고 숙달할 수 있다면 훌륭한 캐릭터 리깅을 할 수 있다는 생각을 가지게 되었습니다. 이에 필자가 공부한 내용을 독자들과 나누고자 하니 FBIK에 관심 있는 분들에게 약간이나마 도움이 됐으면 합니다. 필자도 FBIK를 계속 공부하는 중이라 많은 점에서 부족합니다. 만약 잘못된 내용이나 부족한 점이 있으며 답 글이나 메일을 통해 알려주시면 감사하겠습니다.

아울러 마야 캐릭터 리깅 튜토리얼은 끝난 것이 아니고 FBIK 튜토리얼이 끝나는 대로 계속 나갈 계획입니다. 앞으로 마야 캐릭터 리깅의 원리와 방법을 보다 잘 설명하도록 열심히 노력하겠습니다. 그럼 마야 버전 7의 신기능 FBIK에 대해 하나씩 알아보도록 하겠습니다. 단, FBIK는 여태까지 공부한 캐릭터 리깅과 개념, 방법 면에서 차이가 많습니다. 이 점 때문에 FBIK가 다소 어렵게 느껴질 수 있습니다. 그러나 마야에 처음으로 들어온 방법이고 아직 튜토리얼이 개발되지 않아 그런 것이니 시간을 가지고 차근차근 접근하시기 바랍니다.

Goal (목표)

1. FBIK가 무엇인지 분명히 이해해야 합니다.

2. FBIK의 작업 흐름(Workflow) 숙지해야 합니다.  

Basics (기본적으로 알아야 할 것들)

1. FBIK(full body IK) 시스템을 이루고 있는 구성 요소를 알아봅시다.

FBIK 시스템은 3가지 요소로 이루어져 있습니다.

FBIK 시스템	hikSolve
	rhikHandle
	FBIK effector의 세트

1) hikSolver (Human IK solver)

마야의 FBIK를 컨트롤하는 solver로 Alias사의 “Motion Bilder(모션 빌더)”에서 사용하는 “Human IK Solver”를 말합니다. hikSolver는 마야에 전부터 있었던 IK solver(RP solver, SC solver등)와는 달리 캐릭터라이즈(characterize)된 뼈대에 hikEffectors로 이루어진 휴먼 IK 컨트롤 릭(Humak IK contorl rig)에 사용합니다.

쉽게 말해 FBIK에 전용으로 사용하는 Solver라 할 수 있습니다.     

2) hikHandle

뼈대에 Human IK을 드라이브(drive)하는데 사용하는 모든 이펙터(effector)를 관리합니다. hikHandle은 마야의 다른 IK 핸들처럼 관절 사슬에 하나의 effector만 가지는 것이 아니라 많은 이펙터(effector)를 가지고 있습니다.      

<그림_01> Attribute Editor의 hikHandle 탭

 

3) FBIK effector

캐릭터를 FBIK로 포즈잡기 위해 사용하는 핸들을 말합니다.  

캐릭터의 한 부분 보다 몸 전체에 영향을 주며 FBIK solver에 의해 계산됩니다.  

<그림_02> 캐릭터 뼈대에 FBIK를 적용하여 만들어진 FBIK effectors

 
그림을 클릭하면 더 큰 그림을 보실 수 있습니다.

<Note> Characterize (캐릭터라이즈)

FBIK에서 미리 지정한 관절 이름이나, 라벨을 찾기 위해 캐릭터 관절 구조를 쭉 훑어보는 명령을 말합니다. 만약 요구된 관절을 찾게 되면 해당 부분에 FBIK Effector가 만들어지며 이 이펙터를 이용하여 뼈대를 컨트롤 할 수 있습니다.

2. FBIK 구조는 어떻게 이루어져 있을까요?

1) FBIK의 구조

FBIK가 캐릭터에 적용되면 “FBIK effectors”와 “FK skeleton”이 만들어지며, 오리지널 뼈대는 “input skeleton”이 됩니다. FBIK effector와 FK skeleton의 관절은 팔, 다리처럼  몸의 각 부분을 나타내는 “Body parts”에 포함되며 각 Body part는 “서브 캐릭터 셋(Subcharacter sets)”에 지정됩니다. 마지막으로 각 서브 캐릭터 셋은 이를 하나로 묶는 “최상위 수준의 캐릭터 셋(Top-level character set)”에 포함됩니다.

좀 더 자세히 설명하면 사용자가 만든 뼈대(오리지널 뼈대)에 FBIK를 적용하면 손목이나 발목처럼 캐릭터의 움직임을 손쉽게 컨트롤할 수 있는 곳에 “FBIK effector”가 만들어집니다. 아울러 “FK skeleton”이라고 하는 새로운 뼈대가 생깁니다. 사용자가 처음에 만든 뼈대인 오리지널 뼈대는 FBIK effectors와 FK skeleton의 “input skeleton”으로 불리게 됩니다. FBIK effector와 FK skeleton의 관절은 팔, 다리 척주처럼 캐릭터의 몸을 구성하는 해부학적 구조에 따라 “Body parts”에 포함되며 각 Body part는 다시 해당 캐릭터 셋에 지정됩니다.  

FBIK 적용 전	FBIK 적용 후
사용자가 만든 뼈대 (오리지널 뼈대)	FBIK effectors 생성 FK skeleton 생성 input skeleton (오리지널 뼈대 가리킴)	Body parts (FBIK effector와 FK skeleton의 관절 포함)	Character sets (Body parts가 캐릭터 셋에 지정됨 )

 2) FBIK로 어떻게 캐릭터의 포즈를 잡고 애니메이션을 할까요?

캐릭터의 포즈를 잡기위해서는 뼈대와 FBIK effectors를 이용하며 애니메이션 작업을 위해서는 Body parts와 Character set를 활용합니다.    

3) FBIK 세부 항목을 알아봅시다.    

- input skeleton

사용자가 처음에 만든 오리지널 뼈대에 FBIK를 적용하면 이 오리지널 뼈대는 FBIK effectors와 FK skeleton의 input skeleton으로 불리게 됩니다. input skeleton은 그 관절을 움직여 캐릭터의 포즈를 잡을 수 있으며 (joint-level poses) 아울러 FBIK effector와 input skeleton의 관절에 키를 줄 경우 FK 애니메이션을 구현할 수 있습니다. 이때 주의할 점은 input skeleton의 관절에 직접 키를 주더라도 이것은 실제 input skeleton에 키가 놓이는 것이 아니라 FK skeleton에 키가 놓인다는 점입니다. 헷갈리지 쉬우므로 주의하기 바랍니다.    

input skeleton은 FBIK 애니메이션을 플레이시킬 때  FBIK의 최종 결과를 보여주며, 이는 IK/FK 애니메이션 블렌딩의 Blend skeleton과 유사합니다.

input skeleton은 후에 캐릭터 피부를 만들 때(Skinning) 바인딩에 사용됩니다.  input skeleton은 작업창에서 갈색(Brown)으로 보이는 뼈대입니다.

<그림_03> input skeleton

 

- FK skeleton

오리지널 뼈대에 FBIK를 적용했을 때 만들어지는 뼈대를 말합니다. FBIK는 input skeleton을 이용해 캐릭터의 포즈를 잡거나 애니메이션 키를 주기 때문에 겉보기에는 FK skeleton이 필요 없는 것처럼 보입니다. 그러나 우리가 input skeleton에 주었던 키 값이 실제로는 FK skeleton에 놓인다는 점을 잊지 마시기 바랍니다.    

FK skeleton은 디폴트 상태에서는 작업창에 보이지 않습니다. FK skeleton을 보고자 한다면 Skeleton > Full Body IK > Show FBIK FK Skeleton 선택하세요. 만약 FK skeleton을 더 이상 보고 싶지 않다면 밑에 있는 Hide FBIK FK Skeleton을 선택하세요.  

FK skeleton은 작업창에서 짙은 파란색(Dark blue)으로 보입니다.

<그림_04> FK skeleton (밑의 그림은 input skeleton과 FK skeleton이 동시에 보일 경우 FK skeleton을 분명하게 파악하기 어렵기 때문에 input skeleton을 작업창에서 감춘(hide) 그림입니다.)

 

- FBIK effectors

FBIK로 포즈 잡을 때 Body part 수준의 포즈를 잡기 위해서는 FBIK effectors를 이용해야 합니다. 이는 IK 핸들을 가지고 캐릭터 포즈를 잡는 것과 유사합니다. FBIK로 애니메이션 작업을 할 때 IK 애니메이션을 얻기 위해서는 FBIK effectors와 input skeleton에 키에 줘야 하며 그 키 값은 FBIK effectors와 FK skeleton 관절에 놓이게 됩니다.  

FBIK effectors의 IK 양(量, amount)을 정하기 위해서는 FBIK effectors의 Reach 값에 키를 줄 수 있습니다. Reach 값이 1 이면 FBIK effectors는 완벽하게 IK에 영향을 받으며 Reach 값이 0이면 FBIK effectors는 IK에 영향을 받지 않습니다.

FBIK effector의 그림은 <그림_02>를 참고하세요.

- Body Parts

FBIK effectors와 FK skeleton 관절은 팔, 다리 척주처럼 캐릭터의 몸을 구성하는 해부학적 구조에 따라 Body parts에 포함됩니다. 팔, 다리와 같은 캐릭터의 사지(limb)를  FBIK로 애니메이션하기 위해서는 Body part에 속해 있는 FBIK effectors와 FK Skeleton의 관절에 키를 줘야 합니다.

각 Body part에 어떤 FBIK effectors와 FK Skeleton의 관절이 속하는지 다음 표를 참고하세요.

<그림_05> 각 Body parts에 포함되는 FK 관절, FBIK Effectors

 

- Character sets

캐릭터에 FBIK를 적용하면 Body parts와 함께 캐릭터 셋이 만들어집니다. 캐릭터의 팔, 다리, 머리, 척주처럼 몸의 각 부분을 나타내는 Body parts는 이에 해당하는 서브 캐릭터 셋(Subcharacter set)에 지정됩니다. 모든 서브 캐릭터 셋은 가장 높은 수준인 탑 캐릭터 셋(Top-level character set) 아래 놓이게 됩니다. FBIK를 이용하여 캐릭터에 키를 줄 때 그 키 값은 지정된 서브 캐릭터 셋(Subcharacter sets)에 하나의 그룹으로 묶여지게 됩니다.  

각 캐릭터 셋에 어떤 Body parts가 속하는지 다음 표를 참고하세요.

<그림_06> Character sets에 지정된 Body parts  

 

<그림_07> FBIK 캐릭터 셋 (Outliner)

 

- FBIK 구조와 작동원리 분석

<그림_08> FBIK 구조와 작동 원리  

 

3. 사전에 지정된 관절 라벨과 이름 규칙 (joint labelling and naming conventions)

FBIK는 관절의 라벨이나 이름을 통해 캐릭터에 적용됩니다. 따라 기존의 RP 핸들처럼 팔과 다리에 IK 핸들을 일일이 적용할 필요가 없습니다. 만약 특정 관절이 지정된 “라벨과 이름 규칙”을 따르지 않는다면 그 관절은 FBIK에 포함되지 않습니다. 따라 FBIK를 캐릭터에 적용하고자 한다면 이 규칙을 반드시 따라야 합니다.

FBIK “라벨과 이름 규칙”에 대해서는 다음 시간에 실제 뼈대를 만들면서 자세히 알아보도록 하겠습니다.     

<그림_09> Attribute editor를 이용하여 관절(Joint2)에 라벨 지정하기

 

<Note> 라벨(label)이란?

라벨은 관절에 꼬리표(tag)를 붙이는 것과 비슷합니다. 관절이 가지고 있는 이름(name)과는 상관없이 특별한 목적(retargeting, FBIK 등)을 위해 마야에서 지정한 꼬리표를 붙이는 것입니다. 이는 학교에서 학칙으로 정해진 방식에 따라 학생들에게 번호나 학번을 부여하는 것과 비슷합니다. 마야에서의 라벨이름은 left(왼쪽), right(오른쪽), center(중앙), head(머리), shoulder(어깨)처럼 친숙한 영어 단어를 사용하고 있습니다.   

4. 관절 타입

1) Base 관절 (기초가 되는 관절)

FBIK 기능이 요구되는 캐릭터의 주된 관절(main joint)을 말합니다. 캐릭터에서 Base 관절은 Hips (pelvis or root 골반 혹은 뿌리 관절), Spine(척주), Head (top of neck 목의 윗부분), UpLeg (hips 엉덩이), Leg (knees 무릎), Foot (ankles 발목), Arm (shoulders 어깨), ForeArm (elbows 팔꿈치), Hand (wrists 손목) 관절을 포함합니다.

<그림_10> Base 관절

 

2) Roll 관절 (비트는 역할을 하는 관절)

Roll 관절은 사용자가 필요한 경우 선택할 수 있는 관절로 캐릭터의 팔, 다리를 사실적으로 비트는 관절입니다. 단 실제 해부학적 구조를 따르지는 않습니다.   

주의할 점은 관절에 라벨을 붙일 때 라벨명이 그 부모 관절의 라벨을 그대로 따라야 한다는 점입니다. Roll 관절의 부모 관절 라벨이 Elbow(팔꿈치)라면 이 Roll 관절의 라벨은 부모와 마찬가지로 Elbow가 돼야 합니다.

Roll 관절은 캐릭터에서 다음과 같은 관절을 포함합니다. ArmRoll (어깨와 팔꿈치 사이), ForeArmRoll (팔꿈치와 손목 사이), UpLegRoll (엉덩이와 무릎 사이), LegRoll (무릎과 발목 사이).

<그림_11> Roll 관절 - 뼈대에 ArmRoll, UpLegRoll 관절을 추가하지 않았습니다.

 

3) Auxiliary 관절 (보조 관절)

Auxiliary 관절은 사용자가 필요한 경우 선택할 수 있는 관절로 모든 캐릭터에 반드시 필요하지 않으며, 특정 목적을 위해 사용합니다. Auxiliary 관절은 캐릭터에서 다음과 같은 관절을 포함합니다. Neck, Shoulder (빗장뼈), fingers, toes, InHand/InFoot (손바닥뼈/발바닥뼈),  FingerBase/ToeBase (손목뼈/발목뼈) 관절.

<그림_12> Auxiliary 관절 - 뼈대에 InHand/InFoot관절과 둘째 Toe관절(Index)을 제외한 나머지 Toe관절을 추가하지 않았습니다.

 

4) Accessory 관절과 additional 관절 (액세서리 관절과 추가 관절)

액세서리 관절은 FBIK에 포함되는 것을 원치 않는 관절을 말합니다.

예를 들어 단지 피부 만들기(skinning)에만 사용하는 관절인 갈비뼈 관절(rib 관절), 가슴 관절(chest 관절)과 머리뼈 마지막 관절을 들 수 있습니다.

추가 관절은 FBIK 라벨과 이름이 존재하지 않는 관절을 말합니다. 예를 들어 꼬리나 날개 관절을 들 수 있습니다. 이런 종류의 관절은 라벨을 “None”으로 사용하거나 hikSolver가 인식할 없는 관절 이름을 사용해야합니다.  

본론

1. FBIK란?

마야에서 캐릭터를 움직이기 위해서는 먼저 뼈대를 만들고 해당 부위에 IK 핸들이나, Constraint를 적용하고 이를 하나의 구조로 통합해야 하는 상당히 까다로운 과정이 필요했습니다. 이는 초심자에게 마야가 어렵고 힘든 툴이라는 인식을 강하게 심어주었습니다. 이러한 불편을 없애기 위해 Maya 버전 7에서는 사람과 같은 두발 동물과 고양이와 같은 네발 동물에 바로 적용할 수 있는 하나의 표준적인 뼈대 구조와 관절 운동이 제시되었습니다. 이것이 바로 full body IK (FBIK)입니다. FBIK는 기존의 IK 핸들이 팔과 다리 같은 관절 사슬에 하나의 Effector만 만들었던 것에서 벗어나 몸 전체에 다수의 Effector를 만들 수 있습니다. 그 결과 손목과 같은 캐릭터의 일부분을 움직이면 몸통과 같은 나머지 부분이 따라 움직이는 효과를 보다 쉽게 만들 수 있습니다.

2. FBIK 작업 흐름 (Workflow)을 알아봅시다.  

FBIK는 다음과 같은 작업 흐름을 가집니다. 작업 흐름의 순서는 사용자가 맘대로 바꿀 수 있는 것이 아닙니다. FBIK를 캐릭터에 적용하고자 한다면 반드시 다음의 순서를 따라야 합니다.    

단계	작업
1	FBIK를 적용할 캐릭터 준비하기
2	캐릭터의 관절에 미리 지정된 라벨과 이름 부여하기
3	캐릭터에 FBIK 시스템 만들기
4	캐릭터를 FBIK로 포즈잡기
5	캐릭터를 FBIK로 애니메이션하기

2.1 FBIK를 적용할 캐릭터 준비하기

캐릭터에 FBIK를 적용하기 위해서는 사람과 같은 두발 동물이나 고양이와 같은 네발 동물 구조의 캐릭터가 필요합니다.

FBIK로 최적의 결과를 얻기 위해서는 각 동물별로 다음과 같은 포즈가 필요합니다.

1) 두발 동물

“T”자형 포즈를 취합니다. 캐릭터를 Binding할 때 주로 사용하는 포즈입니다. 마치 십자가에 매달린 것처럼 두 팔을 옆으로 쫙 벌린 자세입니다.

<세부사항>

캐릭터의 앞은 월드 축 +Z축을 바라보고 있어야함

캐릭터의 발목과 손목은 회전하지 않아야 함. 즉 발바닥이 땅이 땋아야 하며 손은 쫙 펴져야 함  

캐릭터의 손바닥은 밑을 보고 있어야 함

캐릭터의 엄지손가락은 +X축을 가리키고 있어야 함   

2) 네발 동물

두발 동물과 자세에서 많은 차이가 있습니다. 주의 깊게 살펴보세요.   

<세부사항>    

캐릭터의 앞은 월드 축 +Z축을 바라보고 있어야함

캐릭터의 발바닥이나 발굽이 바닥에 닿는 것이 아니라 발가락이 완전히 펴져서 바닥을 가리키고 있어야 함

캐릭터의 목이 쫙 펴져서 +Z축을 가리키고 있어야 함

<그림_13> 사람과 동물의 포즈 - 그림 출처 : 마야 “What's New in Maya” 중 Prepare your character for full body IK에서  

2.2 캐릭터의 관절에 미리 지정된 라벨과 이름 부여하기

캐릭터에 FBIK를 적용하기 위해서는 관절의 라벨이나 이름이 미리 지정된 “FBIK 라벨과 이름 규칙 (joint labelling and naming conventions)”을 따라야 합니다. FBIK는 기존의 RP 핸들처럼 팔과 다리에 IK 핸들을 각각 적용하는 것이 아니라 각 관절의 라벨이나 이름을 통해 한 번에 적용됩니다. 따라 캐릭터의 관절이 사전에 지정된 라벨이나 이름을 따르지 않는다면 그 관절은 FBIK의 영향을 받지 않습니다.  

캐릭터의 관절 라벨이나 이름을 일일이 확인하고 미리 정해진 약속대로 고치는 것이 번거롭다고 생각할 수도 있습니다. 하지만 관절의 라벨이나 이름을 지정하는 일은 사실 단순하고 반복적인 작업에 불과합니다. 따라 이처럼 어렵지 않은 작업을 통해 FBIK의 뛰어난 기능을 구현할 수 있다는 점은 FBIK의 큰 장점이라 생각합니다.

캐릭터의 관절에 라벨이나 이름을 부여하는 방법은 3가지로 구분됩니다.

캐릭터의 관절에 미리 지정된 라벨이나 이름을 부여하는 방법	관절 라벨을 이용하여 FBIK 적용하기
	관절 이름을 이용하여 FBIK 적용하기
	Mel 스크립트를 이용하여 FBIK 적용하기

2.2.1. 라벨을 이용하여 FBIK 적용하기

이 방법은 관절의 라벨(label)을 이용하여 FBIK를 적용하는 것입니다. 방법은 간단합니다. 사전에 지정된 FBIK 라벨 규칙에 따라 각 관절에 합당한 라벨을 정하면 됩니다. 관절의 이름을 고칠 필요가 없기 때문에 가장 간단한 방법입니다. 라벨을 고치기 위해서는 Attribute editor의 Joint Labelling 항목이나 Skeleton > Joint Labelling > Add FBIK Labels 이용해야 합니다.

<그림_14> Skeleton > Joint Labelling > Add FBIK Labels (Attribute editor를 이용하는 방법은 <그림_09>를 참고하세요.)

 

<그림_15> 관절에 FBIK 규칙에 따라 라벨을 붙임(모든 관절의 라벨을 Scene에서 보이게 하기 위해서는 Skeleton > Joint Labelling > Show All Labels를 선택하세요.)

 

<Note> 라벨을 이용하여 FBIK 적용할 때 주의할 점

1. 보조 관절 중 라벨을 이용할 수 없는 관절들

보조 관절(Auxiliary joints)에 해당하는 “InHand”, “InFoot”, “HipsTranslation”은 라벨을 붙일 수 없습니다. 위의 관절에 FBIK를 적용하기 위해서는 라벨이 아닌 “FBIK 관절 이름 규칙”을 사용해야 합니다.   

2. 부모 관절의 라벨을 따르는 Roll joint의 라벨

Roll joint의 라벨 이름은 따로 지정되어 있는 것이 아니라 그 부모 관절의 라벨 이름을 따릅니다. 예를 들어 앞팔의 회전을 담당하는 leftforearmroll 관절의 라벨은 이 관절의 부모 관절(팔굼치, elbow)의 라벨이 Elbow(L)이므로 이 라벨 이름을 따라야 합니다. 즉  leftforearmroll의 라벨은 Elbow(L)이 되는 것입니다. 처음엔 헷갈리기 쉬운 부분입니다. 특히 주의하세요.  

2.2.2. 관절 이름을 이용하여 FBIK 적용하기

이 방법은 관절의 이름(name)을 이용하여 FBIK를 적용하는 것입니다. 라벨을 이용하는 방법처럼 미리 지정된 FBIK 이름 규칙을 따라야 합니다. 관절의 이름을 일일이 고친다는 것이 다소 불편해 보일 수 있지만 뼈대를 만들 때부터 이 규칙에 따라 관절 이름을 붙인다면 FBIK를 위해 관절 이름을 다시 고칠 필요가 없습니다. 관절의 이름 고치는 방법은 다른 오브젝트의 이름을 고치는 것과 동일합니다.

2.2.3. Mel 스크립트를 이용하여 FBIK 적용하기

“characterize”라는 명령을 사용하여 사용자가 임의로 지정한 관절 이름을 “FBIK 관절 이름”과 연결하는 방법입니다. 일일이 관절 이름과 그 관절에 해당하는 “FBIK 관절 이름 ”을 입력해야 하기 때문에 다소 번거로운 점이 있습니다. 하지만 사용자가 임의로 지정한 관절 이름을 그대로 유지하면서 FBIK를 활용할 수 있는 장점이 있습니다. 게임 엔진과 사용자의 특별한 필요에 따라 이 방법을 사용합니다.

사용 방법

예) characterize -sk “myhips hips, rightHip rightupleg, leftHip leftupleg, ...”

1) characterize 명령은 FBIK에서 미리 지정한 관절 이름이나, 라벨을 찾기 위해 캐릭터 관절 구조를 쭉 훑어보는 명령입니다. 만약 요구된 관절을 찾게 되면 FBIK를 이용하여 뼈대를 컨트롤하기 위해 FBIK Effectors가 만들어집니다.  

2) sk는 characterize의 플랙(flag)으로 sourceSkeleton(sk)을 나타냅니다. 사용자가 임의로 지정한 관절 이름을 “FBIK 관절 이름”과 연결합니다.

3) “”안에 있는 내용은 사용자가 지정한 관절 이름(myhips)을 미리 지정된 “FBIK 관절 이름(hips)”에다 연결하는 것으로 한 칸을 띄어쓰기하여 그 둘을 구분하고 있습니다. 아울러 쉼표를 통해 다른 부분의 연결을 계속 이어날 수 있습니다.    

<그림_16> Script Editor를 이용하여 캐릭터에 FBIK 적용

 

2.3. 캐릭터에 FBIK 시스템 만들기

이 과정은 캐릭터를 “characterize(캐릭터라이즈)”하여 FBIK 시스템을 만드는 것을 말합니다. 캐릭터에 FBIK를 적용하는 방법은 다음과 같습니다.

1) 캐릭터 뼈대의 뿌리 관절(Root joint)을 선택하세요.

2) Skeleton >Full Body IK >Add Full Body IK를 선택하세요.  

다른 방법으로 the Script Editor나 Command Line에 “characterize”명령을 입력하고 숫자 패드의 Enter키를 누를 수 있습니다.

3) 작업창에 FBIK effectors가 보입니다. 이 이펙터가 바로 캐릭터를 움직일 수 있는 조절자(manipulator)로서 캐릭터의 포즈를 잡거나 애니메이션 작업을 하는데 이용합니다.

 <그림_17> 캐릭터에 FBIK 적용하기 (뼈대에 FBIK가 적용되면 박스 및 구 형태의 FBIK effectors가 나타납니다.)

그림을 클릭하면 더 큰 그림을 보실 수 있습니다. 

<Note> FBIK effectors는 자신이 드라이브하는 관절 위에 위치합니다.

2.4. 캐릭터를 FBIK로 포즈잡기

FBIK effectors와 input skeleton의 관절을 이용하여 캐릭터의 포즈를 잡을 수 있습니다. IK 타입의 움직임을 위해서는 FBIK effectors를 이용하며, FK 타입의 움직임을 위해서는 input skeleton의 관절을 사용합니다.

발이 땅에 붙어있는 것과 같은 효과를 내기위해서는 FBIK effectors의 pinning, unpinnng  속성을 이용할 수 있습니다. 단 FBIK effectors의 pinning, unpinnng은 포즈를 잡는 동안에만 캐릭터를 고정하는 효과를 가집니다. 애니메이션를 플레이하는 동안 FBIK effectors가 고정되는 효과를 갖기 위해서는 해당 FBIK effectors에 IK 키를 줘야 합니다. FBIK effectors의 pinning, unpinnng은 다음 시간에 알아보도록 하겠습니다.    

<그림_18> 캐릭터를 FBIK로 포즈잡기 (그림 1은 손목에 있는 FBIK effector를 움직여 팔의 포즈를 잡은 것이며 그림 2는 어깨와 팔꿈치 관절을 회전시켜 팔의 포즈를 잡은 것임)

2.5. 캐릭터를 FBIK로 애니메이션 하기

1) FBIK로 애니메이션하는 방법

캐릭터에 FBIK 키를 주는 방법	1. FBIK effectors와 input skeleton의 관절을 이용하여 캐릭터의 포즈를 잡음
	2. Animate>Set Full Body IK Keys나 marking 메뉴 이용하여 FBIK effectors와 input skeleton 관절 위치에 키를 줌

FBIK로 캐릭터에 키를 주기 위해서는 일반적으로 사용하는 방법인 단축키 s(Set Key)를 쓸 수 없으며 대신 Set Full Body IK Keys 창 (Animate >Set Full Body IK Keys)이나 FBIK marking 메뉴를 사용해야 합니다.

<그림_19> Set Full Body Keys  옵션

<주의>

FBIK로 캐릭터에 키를 줄 때는 일반적으로 사용하는 Autokey나 the Set Key (단축키 s key)를 사용할 수 없습니다.

2) Set Full Body IK Keys 창 설명

FBIK로 키를 주기위해서는 Key 모드와 Reach 모드를 이해해야 합니다. Key 모드는 FBIK 키를 캐릭터의 어느 부분에 적용할 것인가를 정하는 것이며, Reach 모드는 FBIK 애니메이션이 어떤 주어진 어떤 시점에 FK(전진 운동학)와 IK(역 운동학) 둘 중 어느 것을 더 따를 것인가를 정하는 것입니다.

Reach 모드

- IK 키 모드

FBIK effectors의 Reach 값을 1로 정하는 것입니다. IK 모드에서는 FBIK effectors가 IK에 의해 완벽하게 컨트롤됩니다.

- FK 키 모드

FBIK effectors의 Reach 값을 0으로 정하는 것입니다. FK 모드에서는 FBIK effectors의 IK 기능을 사용할 수 없습니다. 따라 관절에 의한 FK 애니메이션이 가능합니다.

- Simple 키 모드

키가 적용된 effectors의 Reach 값을 바꾸거나 키를 줄 수 없습니다.

Key 모드

- Key selected 모드

사용자가 선택한 FBIK effectors와 FK 관절에 키를 줍니다.

- Body part 모드

캐릭터의 Body part에 속해있는 FBIK effectors와 FK 관절에 키를 줍니다.

- Key all 모드

전체 캐릭터의 FBIK effectors와 FK 관절에 키를 줍니다.

<Note>

FBIK는 FK skeleton에 적용된 키와 FBIK effectors에 적용된 키가 일치될 때 최상으로 작동합니다. FK skeleton과 FBIK effectors에 일치된 키를 적용하기 위해서는 “Set Full Body IK Keys” 창이나 FBIK marking 메뉴를 사용해야 합니다.

3) FK 키나 IK 키를 언제 사용해야 하는가?

IK 키를 사용할 경우

-애니메이션이 보간(interpolation)되는 동안 캐릭터 Body part의 위치가 유지될 필요가 있을 때 사용합니다.

- Body part가 키가 적용된 위치에서 벗어나지를 원치 않을 때 사용합니다.

예를 들어 캐릭터가 걸음을 걷는 것을 생각해봅시다. 이 경우 캐릭터의 발이 땅에 닿고 땅을 밀고 나가야 하는데 이 때 발의 위치가 고정되지 않으면 발이 미끄러질 수 있습니다.

이처럼 캐릭터의 어떤 부분을 고정하기 위해 IK 키를 사용할 수 있습니다.

FK 키를 사용할 경우

- Body part가 고정된 위치에서 벗어날 필요가 있을 때

- 캐릭터의 위치에 키를 줄 필요가 있을 때, 이때 그 위치는 애니메이션이 보간(interpolation)될 때 정확할 필요가 없습니다.

다시 걷는 것을 예를 들면 발이 땅을 밀고 앞으로 나가 허공에 떠 있는 경우, 이 때 발은 계속 움직여야지 특정 위치에 고정돼서는 안 됩니다. 이처럼 캐릭터의 어떤 부분을 고정할 필요 없이 그 위치에 키를 주고자 할 때 FK 키를 사용합니다.

<Note>

보간(interpolation)이란?

어떤 물체를 선택하고 10프레임에 X축으로 30만큼 회전시키고 키를 주고, 20 프레임에 X축으로 100만큼 회전시키고 키를 줬을 경우, 마야는 두 키 프레임 사이의 회전 값을 자동적으로 계산하여 10~20 프레임 동안 X축에서 30에서 100만큼 회전하는 애니메이션을 보여줍니다. 이처럼 키 프레임 사이의 값을 컴퓨터가 자동적으로 계산해주는 것을 보간(interpolation)이라 합니다.

Practice (익히기)

1. FBIK가 무엇을 뜻하는지 다시 한번 생각해보세요.  

2. FBIK를 작업 흐름(Workflow)을 아래 보기에서 골라 순서대로 적어보세요.

 <보기>

(캐릭터에 FBIK 시스템 만들기, FBIK를 적용할 캐릭터 준비하기, 캐릭터를 FBIK로 애니메이션하기, 캐릭터의 관절에 미리 지정된 라벨과 이름 부여하기, 캐릭터를 FBIK로 포즈잡기)

3. FBIK 시스템을 구성하는 3가지를 생각해보세요.

4. 다음 괄호 A, B를 채우세요.

FBIK가 캐릭터에 적용되면 “FBIK effectors”와 “FK skeleton”이 만들어지며, 오리지널 뼈대는 (   A   )이 됩니다. FBIK effector와 FK skeleton의 관절은 팔, 다리처럼  몸의 각 부분을 나타내는 (   B   )에 포함되며 각 (   B   )는 “서브 캐릭터 셋(Subcharacter sets)”에 지정됩니다. 마지막으로 각 서브 캐릭터 셋은 이를 하나로 묶는

“최상위 수준의 캐릭터 셋(Top-level character set)”에 포함됩니다.

5. 다음 괄호 A, B를 채우세요.

FBIK는 기존의 RP 핸들처럼 팔과 다리에 IK 핸들을 각각 적용하는 것이 아니라 각 관절의 (A)이나 (B)을 통해 한 번에 적용됩니다. 따라 캐릭터의 관절이 사전에 지정된 (A)이나 (B)을 따르지 않는다면 그 관절은 FBIK의 영향을 받지 않습니다.

6. FBIK로 캐릭터에 키를 주기 위해서는 일반적인 방법을 사용할 수 없습니다. 어떤 방법을 사용해야 캐릭터에 키를 줄 수 있을까요?

Outro (맺는 말)

이상으로 FBIK에 대한 기본적인 사항을 살펴보았습니다. 기존에 공부해왔던 캐릭터 리깅과 용어나 개념, 구조에서 다소 차이가 있어 독자들에게 다소 어렵지 않았을까 걱정이 됩니다. 이해가 잘 안되시는 분은 위의 내용과 마야 매뉴얼 중에서 FBIK 관련 부분을 참고하시기 바랍니다.   

그럼, 다음 튜토리얼은 위의 내용을 바탕으로 실제 뼈대를 만들어 FBIK에 적용하고, FBIK를 이용하여 캐릭터의 포즈와 키를 주는 방법을 다루도록 하겠습니다. 안녕히 계세요!

테크리컬 라이터  이성근 (woodolee@hanmail.net)

참고 문헌
FBIK 관련 마야 매뉴얼