헤어 & 퍼 시스템을 이용해 실사같은 장면 구현 

▲ '미어캣' 영상 캡처

다수의 수상 경력을 자랑하는 웨타 디지털(Weta Digital)은 헤어와 퍼 CG 분야의 혁신을 주도하고 있는 비주얼 이펙트 스튜디오이다. 킹콩과 정글북, 혹성탈출 시리즈 등 많은 대작 영화 제작에 참여해 수차례 오스카상을 받은 바 있다. 

리얼타임 기술이 프리비즈부터 최종 픽셀까지 영화 제작 과정에서 점점 더 중요한 부분이 됨에 따라 웨타 디지털은 선형적 스토리텔링을 위해 리얼타임 툴을 사용하여 영화 품질의 헤어, 퍼 및 페더를 어느 정도의 수준까지 구현할 수 있을지 실험하고 있다. 그 결과, 언리얼 엔진만으로 렌더링한 단편 영화 미어캣(Meerkat)이 탄생했다. ■ 자료제공 : 에픽게임즈

▲ '미어캣' 영상

웨타 디지털은 2019년 언리얼 엔진의 스트랜드 기반 헤어와 퍼(fur) 시스템이 첫 출시된 이래로 에픽게임즈와 긴밀히 협업하며, 시스템을 정의하고 개선하는 작업을 하고 있다. 팀의 경험과 지식 그리고 미어캣 제작 과정에서 얻은 인사이트는 언리얼 엔진 4.26의 리얼타임 시뮬레이션 및 렌더링 툴세트 정식 버전을 제작하는데 큰 도움이 되었다. 

미어캣 프로젝트가 대단한 이유는 소수의 아티스트들이 상용 툴을 사용해 제작했기 때문이다. 미어캣은 재능 있는 스토리텔러와 디지털 아티스트가 모이면 어떤 수준의 작품을 만들어 낼 수 있는지를 보여준다.

▲ '미어캣'의 제작 비하인드 영상

지난 4~5년 동안, 웨타 디지털은 몰입형 리얼타임 인터랙티브 공간을 연구하고 언리얼 엔진에서의 콘텐츠 제작을 실험했다. 웨타 디지털은 버추얼 프로덕션 연구에도 언리얼 엔진을 사용하고 있지만, 미어캣의 목표는 최신 표준 언리얼 엔진 툴로 선형적 콘텐츠를 얼마나 수월하게 제작할 수 있는지를 보는 것이었다. 

처음에 미어캣은 주요 작품으로 만들려던 영상은 아니었다. 신을 작업하는 워크플로와 프로세스에 초점을 두면서, 어떤 수준까지 도달하는지 알아보려는 일종의 테스트 용도였다.

웨타 디지털은 다양하고 혁신적인 헤어와 그루밍 작업을 해왔으며, 전통적인 장편 영화에서 사용되는 헤어와 퍼 애셋을 개발했다. 웨타 스튜디오의 전용 파이프라인을 사용하지 않고 표준 언리얼 엔진 툴을 실험한 것과 더불어 리얼타임 워크플로에 초점을 맞췄다는 점이 이 프로젝트와 다른 프로젝트의 차이라고 할 수 있다. 제작팀은 퍼가 구현되어야 하는 캐릭터를 제작하면서 즉각적인 피드백으로 샷을 반복 작업할 수 있다는 것이 애니메이터에게 어떤 도움을 줄 수 있는지를 알아내고 싶었다. 

팀은 2019년에 영화 ‘혹성탈출’의 두 캐릭터인 시저와 모리스로 첫 테스트를 시작했는데, 이들 캐릭터는 디지털 퍼로는 최상급의 퀄리티를 보여줬다. 하지만 팀은 복잡한 기존 애셋 대신 상용화된 소프트웨어로 처음부터 새로운 캐릭터를 제작하면서 파이프라인을 시험해보기로 했다.

▲ 이미치 출처 : 언리얼 엔진 홈페이지, 웨타 디지털

캐릭터는 마야에서 모델링됐고, 캐릭터의 퍼 그루밍은 페레그린 랩스(Peregrine Labs)의 마야 플러그인인 Yeti로 만들었다. 그 후 그룸을 얼렘빅 파일로 익스포트하고 언리얼 엔진으로 임포트했다.

첫 테스트를 성공적으로 마치자 팀은 몰리라는 이름의 미어캣과 그 몰리를 위협하는 독수리가 등장하는 새로운 단편 영화 스토리를 만들기로 했다. 특별 프로젝트팀은 정확한 참고자료를 얻기 위해 웨타 디지털과 긴밀한 협력 관계에 있는 웰링턴 동물원을 방문해 미어캣을 실제로 관찰하기도 했다. 

제작팀은 전통적 스토리보드로 스토리 아이디어를 전개한 후, ‘체스 피스 프리비즈/모션 스테이징’이라고 부르는 간단한 퀄리티 수준의 스케치 작업을 했다. 이는 애니메이션뿐 아니라 환경 작업에도 영향을 미쳤다. 굴 자체는 커스텀 모델이었지만 배경과 주변 바위는 언리얼 엔진에서 모두 무료로 사용할 수 있는 퀵셀 메가스캔으로 제작했다. 이러한 애셋은 환경을 조정하거나 특정 카메라 각도로 ‘드레싱’할 때를 대비해 언리얼 엔진에서 활성화되었다. 

캐릭터를 만들고 캐릭터에 애니메이션을 구현하는 초기 단계에서는 반복작업이 가장 큰 요인이다. 웨타 디지털의 애니메이터는 마야와 언리얼 엔진, 양쪽에서 신을 열어 두고 마야에서 몰리에 애니메이션을 적용한 후 언리얼 엔진에서 리얼타임 렌더링 결과를 확인할 수 있었다. 이는 언리얼 엔진의 라이브 링크 기능 덕분에 가능했는데, 이 기능은 외부 소스의 애니메이션 데이터를 언리얼 엔진으로 스트리밍하고 사용할 수 있는 공통 인터페이스를 제공한다.

▲ 이미지 출처 : 언리얼 엔진 홈페이지

제작팀은 라이팅, 머티리얼, 애니메이션과 관련하여 모든 각도에서 신을 확인할 수 있었다. 문제가 있거나 개선이 필요한 부분을 직접 볼 수 있고, 일반 영화 파이프라인의 추가 없이 빠르게 반복작업을 할 수 있었다.

이 프로젝트가 가능했던 이유 중 하나는 바로 라이브 링크이다. 마야에서 애니메이션 컨트롤을 조정하고 언리얼 엔진에서 어떤 모습인지 확인함으로써 매우 잘 통제된 방식으로 작업을 진행할 수 있었다.

애니메이터는 장면별 작업 외에도 몰리와 독수리의 올바른 퍼포먼스에 필요한 애니메이션 릭을 개발했다. 독수리 날개는 특히 복잡했는데, 정확히 몸 안으로 접혀야 했고 하늘을 날 때는 완전히 펼쳐진 모습도 보여줘야 했다. 제작팀은 독수리 스켈레탈 메시의 일부로 지오메트리 기반의 깃대를 정교하게 설정함으로써 깃가지를 스트랜드로 바인딩하여 독수리의 아름다운 페더를 만들 수 있게 했다. 

▲ 이미지 출처 : 언리얼 엔진 홈페이지

애니메이터가 페더에 콜리전 이슈 없이 리얼타임으로 동작하는 독수리를 만드는 것은 엄청나게 복잡한 작업이었다. 몰리는 40만 개의 스트랜드로 그루밍되었지만, 독수리는 370만 개 이상의 스트랜드로 그루밍되었다. 예전에는 아티스트가 게임 엔진에서 조류의 날개를 처리하려면 카드를 사용해야할 수도 있었지만, 언리얼 엔진 4.26의 새로운 헤어 렌더링 및 시뮬레이션 시스템을 통해 매우 정확하게 페더가 구현된 날개를 제작할 수 있게 되었다.

애니메이션 감독 루도빅 샤일로(Ludovic Chailloleau)가 만든 몰리의 턴테이블 워크 사이클은 대다수 팀원들에게 전환점이 되었다. 그들은 자신감있게 프로젝트에 착수했지만 프로젝트 성격상 끊임없이 새로운 헤어와 퍼 기술을 추진해야 했는데, 카베자스의 셰이더와 결합한 샤일로의 절묘한 애니메이션은 팀원들에게 인상적인 최종결과를 보여줌으로써 이 방식이 성공할 것이라는 확신을 주었다. 

▲ 이미지 출처 : 언리얼 엔진 홈페이지

언리얼 엔진의 셰이더는 지금까지 팀에서 사용하던 셰이더와 매우 비슷했기 때문에 제작팀이 원하던 수준의 리얼리즘을 구현할 수 있었다. 이 정도의 리얼리즘을 구현하려면 전반적인 콘셉트를 잘 이해하는 것이 무엇보다 중요하다. 가령 몰리는 건조하고 거친 사막 땅을 돌아다니면서 굴을 들락날락하기 때문에 캐릭터의 모습을 표현하려면 애니메이션을 보고, 컨텍스트를 살펴보고, 이를 염두에 두고 그루밍해야 한다.

그 결과 몰리의 발 주변에 털이 뭉치고 엉킨 부위가 추가되었다. 팀은 몰리가 흙먼지 속에서 움직이다 보면 이 작품의 사막 설정을 고려했을 때 몰리의 퍼가 더 건조하고 덜 기름질 것으로 봤기 때문이다. 이런 요인들을 그루밍에 포함하면 해당 환경 속 몰리를 더 현실적으로 표현하고 환경과의 연관성을 지을 수 있었다.

▲ 이미지 출처 : 언리얼 엔진 홈페이지

몰리가 알 위에서 균형을 잡는 애니메이션과 라이팅은 쉽지 않았다. 앰비언트 오클루전에 라이트매스를 사용했고, 라이트매스 임포턴스 볼륨을 사용하여 간접광을 그려냈다. 여기에 직접광의 다이내믹 라이팅을 결합함으로써 원하는 퀄리티의 라이팅을 만들고, 땅에서부터 몰리에게 부드럽게 바운스되는 라이팅과 백라이트가 근사하게 구현되는 독수리 페더를 표현할 수 있었다.

웨타 디지털의 담당자는 본격적인 작업 전에 언리얼 엔진에서 물리적 현실부터 작업했는데, 포토메트릭 라이팅 퀄리티가 제대로인지, 태양이 10만 럭스 정도인지, 카메라 노출을 현실적으로 설정했는지 등을 확인하는 작업이다. 

현실 조건을 일대일로 일치시킨 후에는 팀에서 ‘영화 조명(movie lighting)’이라고 하는 것을 도입한다. 예를 들어, 독수리가 공격할 때 몰리가 굴속에 숨으며 카메라를 쳐다보는 장면이 있는데, 작업자에게는 이 장면이 라이팅을 설정하기가 가장 힘든 장면이었다. 언리얼 엔진의 라이팅은 극도로 사실적이고 물리적으로 타당하게 구현되지만, 실제로는 몰리의 표정을 보기에 굴 속이 너무 어두울 것 같아 이 장면에선 이펙트에 약간의 트릭을 가미했다.

▲ 이미지 출처 : 언리얼 엔진 홈페이지

이런 ‘영화 조명’을 진짜처럼 보이게 만드는 기술은 웨타 디지털을 돋보이게 하는 기술이다. 미어캣에서는 붉은 간접 반사광과 미묘한 눈빛으로 미어캣의 생각과 반응을 나타낸다. 

최종본을 제작하기 위해 제작팀에서는 언리얼 엔진의 3D 비선형 에디터인 시퀀서에 있는 애니메이션 기능을 활용했고, 마지막으로 무비 렌더 큐를 사용해 최종 프레임을 출력했다. 이 기능을 사용하면 누적된 안티 에일리어싱과 모션 블러를 통해 최대 퀄리티로 렌더링할 수 있지만, 리얼타임보다는 약간 느리다. 그럼에도 기존의 오프라인 렌더링보다는 비교도 안되게 빠르기 때문에 선형 출력에 이상적이다. 온라인용으로 제작된 영화라 1920x1080으로 마스터링했지만, 4K로도 테스트 샷을 출력했는데 그 결과는 정말 놀라웠다.

▲ 이미지 출처 : 언리얼 엔진 홈페이지

미어캣을 제작한 소규모 팀은 언리얼 엔진 4.26의 새로운 표준 툴을 제대로 활용하면 높은 퀄리티의 영상물을 제작할 수 있다는 것을 입증했다. 미어캣을 제작한 담당자들은 언리얼 엔진이 있다면 누구든지 자신의 집에서 멋진 크리처를 만들 수 있고, 창의력과 기술력, 예술성을 발휘할 수 있음을 보여줬다. 

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