"게임 애니메이션의 이해 - 3편"

글. 김상원

 

로우 폴리곤 캐릭터 리깅의 실제

게임에서 그려지는 사물은 폴리곤이 그리는 그림이다. 그렇다면 게임에서의 애니메이션은이 폴리곤이 움직여서 애니메이션을 연출해 주는 것일 것이다. 보통 로우 폴리곤이라는 캐릭터가 가지는 폴리곤을 2000개 이상…… 이것을 하나하나 옮겨 애니메이션을 만든다는 것은 무모의 극치가 될 것이다. 하여 우리는 캐릭터 안에다 뼈를 심고 이 무수히 많은 폴리곤들을 뼈에다 접착시킨 후 이 뼈를 움직여서 애니메이션을 만든다. 이러한 뼈대의 세팅작업을 리깅, 뼈에다 살을 연결시키는 작업을 스키닝이라고 하는데, 리깅과 스키닝은 캐릭터의 뼈대를 설정하고 만들어둔 모델링을 이 뼈대에 입히는 작업이다. 실제의 rigging은 Bone의 세세한 세팅을 하는 작업을 말하나 여기서는 전체를 rigging이라고 하겠다.

맥스에서 특히 캐릭터 스튜디오에서 Hi Polygon의 경우에는 리깅 작업은 굉장한 노력과 에너지가 필요한 작업이다. 심지어 제대로 된 하이 폴리곤의 캐릭터를 세팅하는데는 전문가라도 1주일 가까운 시간이 걸리기도 한다. 하지만 다행히도 게임, 즉 로우폴리곤에서는 특히 본하나에 점하나만 연결되는 1-link애니메이션 시스템만을 지원하는 엔진의 경우에는 rigging은 각 뼈에 해당하는 vertex할당만으로 끝날 정도로 간단한 작업이 된다. 이 얼마나 다행한 일인가. 2Link나 Weight Table을 지원하는 엔진이라고 해도 대부분의 점은 1-link로 할당한 후 겨드랑이나 사타구니 같은 어려운 부분만 2 Link나 그 이상으로 작업한다. 하여 여기에서는 1-Link로 일단 작업을 한 후 2-link에 대해 부연 설명을 하도록 하겠다.

일단 캐릭터 로우 폴리곤이 있어야 한다. 로우 폴리곤을 간단히 만드는 작업을 해보지 않으셨던 분이라면 앞부분의 강습을 마스터 한 후 이 부분으로 다시 돌아와주길 부탁 드리는 바이다. 기본적으로 이 글의 모델링은 Biped를 먼저 만들고 모델링을 하였기 때문에 Rigging 작업이 굉장히 수월할 것이다. 하지만 그렇다고 전혀 할 일이 없는 건 아니다. 이제 뼈대의 모양을 캐릭터에 맞게 맞추어 주어야 한다. 바이패드의 한 부분을 선택한 후 애니메이션탭으로 가서 바이패드의 Physiqe모드를 켜고 세부적으로 조정해 가보자.

1. 목 부분은 사람의 옆에서 보면 앞에서 5도 정도 기울어져 있다고 한다. 이 부분을 수정해보자.

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2. biped의 뼈들의 크기들을 맞추어 보자. 로폴리곤에서는 그다지 신경을 안 써도 되는 부분이지만 (하이폴리에서는 굉장히 중요하다) 축은 로컬축으로 스케일을 조정하여 간단하게 최적화를 해준다. 피직모드에서는 스케일 축을 건들시에 바로 로컬축으로 바뀌므로 스케일만 조절해주면 쉽게 가능하다.

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3. Move를 이용해 간단하게 쇄골의 위치를 맞춘다. Move를 이용해 조절할 수 있는 부분은 목, 쇄골, 손가락의 마디 시작, 발가락, 허리의 시작 점 등이 있다.

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4. Side View에서 본 모습을 정렬하자. 앞만 보다가는 옆을 놓치기 쉽다.

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5. 이제 캐릭터를 하나의 Poly로 Attach시키던가 전부 선택한다. 절대로 Group시키지 않는다. 주의하자. 이렇게 하나로 된 캐릭터를 선택하고 Modifier Stack의 Physique를 선택해 준다. 이제 보이는 아이콘 중 Attach To Node라는 아이콘을 선택한 후 Biped의 Pelvis를 선택해 준다. 그림에서 노란 색을 띄고 있는 아이콘이다. Pelvis(골반)을 선택하면 Physique Initialization이라는 대화상자가 나온다.

엔진에 따라 다르지만 보통의 엔진으로 가정하고 Blending Type은 No Blending 으로 Create Envelope은 체크 해제하고 작업을 하도록 하겠다. 이것은 로우 폴리곤 작업의 리깅으로 이 부분부터 하이폴리곤과 상당히 다르다는 것을 느낄 수 있을 것이다.

6. No Blending으로 결정되었으므로 Physique의 하위 레벨로 들어가면 Envelope, Tendons, Bulge등이 있으나 이것들은 전부 하이폴리곤에 대응되는 것이라 활성화되지 않을 것이다. 로우폴리에서는 Vertex만 Bone에다 할당만 해주면 된다. 가장 좋은 방법은 다리나 팔 머리부터 vertex를 할당해 Lock을 시킨 후 복잡한 몸 부분을 하는 것이 가장 합리적이지 않나 생각된다.

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그림에서 노란색의 링크에 걸쳐있는 Vertex들을 선택한다. 아직 할당되어 있지 않기 때문에 전부 파란색일 것이다. 선택한 후 Assign to link를 눌러 걸쳐있는 노란 링크 부분을 누른다. Vertex의 색깔이 붉게 변할 것이다.

7. 이제 Biped의 뼈대를 움직여 보아 잘 따라가는지 확인 해보자. 확인이 되었으면 뼈대를원래대로 돌려주고 아까의 Vertex를 선택하고 Lock Assignment해준다. Vertex의 모양이 별모양에서 네모모양으로 바뀌는 것을 알 수 있을 것이다.

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8. Lock Assignment된 Vertex는 이제 다른 것을 할당해 주어도 변하지 않는다. 과감하게 몸 쪽으로 올라가면서 각 링크에 vertex를 할당해 준다. 할당된 Vertex들은 끝난 후 Lock를 시켜주자. 혹시 잘못된 경우엔 바로 밑에 Unlock을 해주면 된다.

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특히 팔 상박으로 올라가야 할 때 주의할 부분은 겨드랑이 부분인데 그림처럼 빨간 Vertex부분은 팔의 상박, 2라고 쳐있는 부분은 몸이다. 주의하자.

9. 이번엔 역시 비교적 쉬운 부분인 허리 부분을 할당해 주자. 쉬운 부분을 먼저 Lock시켜놓고 어려운 부분을 들어가면 빠른 작업이 가능하다.

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10. 상반신을 올라가면서 계속 할당해 주자.

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27. 손의 링크 중에서도 로우 폴리곤에서는 사용하지 않는 Link들이 있다. 팔에서 엄지로 흐르는 링크, 팔에서 검지로 흐르는 링크는 쓰지 않겠다. 이 두 링크를 선택하고 Active버튼을 꺼주자.

28. 엄지손가락이 빠져나가는 부분은 손이다. 겨드랑이 부분과 마찬가지로 주의하자. 이부분은 미리 손에다 Assign 시켜주자.

29. 이제 나머지 중지 이하의 손가락이 될 부분을 검지와 마찬가지로 Assign해주자. 검지는 이미 Lock되어 있으므로 쉽게 할 수 있을 것이다.

마디가 될 윗부분도 작업해준다.

30. 이제 엄지부분을 지정해 완료하도록 하자. 반대편도 같은 방법으로 완료하자.

31. 이제 Vertex의 지정이 다 끝났다. 하지만 Test의 과정이 남아있다. 여기까지 한 것을 Save한다. 저장이 끝난 후 모션 Bip파일을 집어 넣어 보아 잘되었는지 확인해보자. Bip파일은 맥스 시디의 데모 모션 같은 것이나 모션팩을 활용하자. 격렬한 모션일수록 좋다.

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간단한 NPC같은 캐릭터의 경우는 1-link 리깅만으로도 리깅작업이 훌륭하게 끝난다. 폴리곤이 약간씩 겹치는 부분이 있지만 게임에서는 봐줄 수 있을 만한 것인 경우가 많다. 하지만 주인공급의 캐릭터라면 세세한 설정을 하고 싶을 것이다. 이럴 경우에는 엔진에 따라 다르지만 보통은 2-link이상의 Weight Tabel을 사용한다. 간단히 실습해보자.

1. 다리와 골반을 가르는 라인의 Vertex들을 선택하자. Blend Between Links탭의 항목을 1Link에서 N link또는 2Link로 선택한다.

2. Assign to Link버튼을 누르고 허벅지 링크와 엉덩이 부분 링크를 차례대로 눌러준다. 색깔이 갈색으로 변하는 것을 알 수 있을 것이다.

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이것으로 이 Vertex들은 두개의 링크의 영향을 받는 것을 볼 수 있을 것이다. 필요하다면 3개이상의 링크를 사용해도 되지만 모든 게임 엔진이 이러한 것을 지원하는 것은 아니라는 것을 유념해두자.

3. 이제 이렇게 두 개 이상의 링크가 된 점을 세세히 조절하고 싶을 수도 있을 것이다. 엉덩이의 움직임이라던가 팔을 들었을 때 겨드랑이의 움직임 같은 것을 잘 조절하고 싶을 수도 있을 텐데 Envelope을 사용했다면 영향력을 직관적으로 조절할 수 있지만 (절대 쉽다는 이야기는 아니다) Vertex할당으로는 쉽지가 않아 보인다.

이것을 해결해주는 것이 Weight Table이다. 방금 할당한 점을 Lock시킨다. 반드시 Lock시켜야 하는 것을 잊지 말자. 점을 락하지 않고 Type in Weight 탭을 눌러보자 아무것도 안 나올 것이다.

 

이제 점을 Lock시켜보자. 화면에 할당된 링크의 리스트가 나온다.

 

자 이제 영향을 더 주고 싶은 링크의 수치를 올려준다. Bip01 Spine부분의 Weight값을 2배로 올려줘 보자. 움직여 보면 좀더 엉덩이의 영향을 받는 것을 알 수 있을 것이다. 이것을 응용으로 겨드랑이나 다른 부분들을 세세하게 세팅하면 된다.

이번 시간에는 존라스터의 애니메이션의 원리와는 조금 다른 관점인 캐릭터 세팅에 대해 공부하였습니다.. 다음 시간에는 이렇게 만든 캐릭터를 가지고 본연의 애니메이션 원리인 동작 분석과 세세한 애니메이션을 살리는 원리들을 설명하도록 하겠습니다. 잘못된 부분이나 개선해야할 부분을 지적해 주시면 글을 쓰는 입장에서도 굉장히 고맙겠습니다. 부족한 글 읽어주셔서 감사드립니다.   

 

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

 

11. 상반신의 맨 윗부분과 쇄골 부분을 하기 전에 반대쪽 팔을 할당하자. 왼팔 부분과 마찬가지로 아래부터 할당하며 특히 겨드랑이와 어깨부분을 주의한다.

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12. 가운데에서 목과 쇄골을 이어주는 링크는 하이폴리곤에서는 쓰지만 로우폴리곤에서는 잘 쓰지 않는다. 이 부분 링크를 선택해주고 Active 라디오버튼을 꺼준다.

13. 역시 골반과 다리 즉 엉덩이를 지지해주는 Link 부분도 사용하지 않는다. 하지만 엉덩이를 강조하는 캐릭터에서는 사용해 줄 수도 있다. 이 부분도 Active를 꺼준다.

14. 이제 쇄골부분을 할당하도록 하자. 사람의 쇄골이 움직이면 사실 겨드랑이와 가슴부분까지 따라 움직이게 된다. 하지만 애석하게도 로우 폴리곤에서는 특히 1-link시스템에서는 그러한 것은 불가능하다. 따라서 쇄골의 모양을 생각하면서 주변 Vertex만 선택하자.

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그림에서 빨간 점은 이미 lock 되어 있으므로 선택되어 다른 것을 할당한다고 하더라도 속성이 변하지 않는다. 파란부분만 주의하면서 선택한 후 쇄골에 할당해 주자 . 뒷부분도 주의해서 선택하자.

15. 쇄골과 어깨부분은 특히 중요하므로 설정한 후 뼈대를 움직여 보아 테스트를 해보자. 상하좌우로 움직여본다. 다 테스트해본 후 뼈대는 원래대로 돌려주자.

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16. 반대편 오른 쇄골 부분도 마찬가지로 할당해 준다.

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17. 이제 팔 부분 허리부분이 lock되었으므로 목을 제외한 상반신 부분을 과감하게 선택한다. 목의 위치를 조심스럽게 생각하며 몸 부분만 선택하자. 가슴 link부분에 할당해 준다.

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18. 허리부분을 상하좌우로 회전시켜보면서 테스트 해보자. 테스트가 끝난 후 undo로 원래대로 돌려놓는 것을 잊지 말자.

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19. 이제 목 부분을 할당해 준다. 머리부분과 겹치지 않게 주의하자.

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20.  이제 얼굴 부분을 할당해 주자. 여기서 주의할 것은 사람의 얼굴부분은 목 같은 것이움직인다고 해서 따라서 변형이 안 된다라는 점이다. 따라서 앞에서 사용했던 빨간 Deformable Vertex(변형점)가 아니라 Rigid Vertex(딱딱한 점)가 되어야 한다는 점이다.

그림의 초록색의 Rigid Vertices를 선택한다. 이제 얼굴부분에 할당해 준다.
색깔이 다른 부분이랑은 다르게 초록색으로 바뀐 것을 볼 수 있을 것이다.

이렇게 해주지 않으면 애니메이션시 턱살이 목을 따라 움직이는 괴기적인 모습이 될 수 있으니 주의하자. 한 후에 여기까지 움직임이 잘따라오는 것을 확인하자.

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21. 이제 팔과 마찬가지로 다리부터 올라가겠다. 다리부분은 신발부분으로 손가락 같이 복잡하지 않으므로 신발부분부터 시작하도록 하자.

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특히 소매부분이 접힌 부분을 감안하면서 선택하자. 노란 링크선을 중심으로 잡아간다고 생각하면 조금 쉬울 것이다. 신발부분 역시 거의 변형이 없는 부분이므로 Rigid Vertices를 골라준다. 왼쪽이 끝나면 오른쪽도 해준다.

22. 이제 다리 부분으로 잡아줘 간다. 여기서 부턴 다시 빨간색인 Deformable Vertices로선택한다. 무릎부분에 주의하자.

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23. 이제 허벅지 부분을 잡아준다. 허벅지 부분은 주의할 것은 골반과 엉덩이를 포함하지 말아야 한다는 점이다.

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엉덩이 부분을 특히 주의하면서 선택해주어야 한다.
왼쪽 다리가 끝나면 오른쪽도 같은 방법으로 마무리 해준다.

24. 이제 손가락을 제외하고는 골반부분만 남았다. 나머지 Vertex들이 Lock되어 있으므로 대충 선택한 후 골반에 Assign시켜준다.

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25. 다리와 골반을 움직여 보면서 테스트 해보자. 항상 테스트 후에는 원래대로 돌려놓는 습관을 들이자.

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26. 이제 마지막으로 손가락 부분을 Assign시켜준다. 손가락도 역시 손가락 끝점들에서 시작하는 방법과 손등을 지정하고 손가락으로 내려가는 방법이 있다. 편하게 느껴지는 방법대로 하자. 역시 한번 지정해 놓은 것을 Lock시켜두면 편하다. 필자는 역시 끝부분부터 시작해 보겠다. 우선 검지 끝부분의 4점을 Assign시켜준다.

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같은 식으로 손가락 부분을 올라가면서 계속 Assign시켜준다.