컴퓨터 애니메이션 chapter 1 도입 인터넷정보공학과 08052009 김진욱

정보보호학과 08052007 김익수

도입 Introduction

• 애니메이션 움직임 제어에 대한 3 가지 접근

1. 애니메이터의 예술적 애니메이션 움직임 생성

2. 데이터 구동 애니메이션 움직임 캡쳐

3. 절차적 애니메이션 움직임 제어

애니메이션의 유산 The Heritage of Anima-tion

초기 장치들 Early Devices

• 회전 요지경 - 1826 년 영국의 의사 ‘존 에어튼 파리스’ 가 고안한 물건의 유행 . • 활동 요지경 - 1834 년 윌리엄 호너 조트로프 (Zoetrope, 활동 요지경 ) 라는 기계를 개발 . 이것은 영화라는 형식을 발명하는 데 큰 몫을 하였다 . 

초기 장치들 Early Devices

• 플립북 – 페이지마다 각각의 그림이 있는 종이로 된 책 .

• Phenaksitoscope • Praxinoscope

애니메이션의 초기 The Early Days of Anima-tions 미국의 애니메이션 손그림

뤼미에르 형제 영화 촬영기무생물 촬영 카메라 (1896)

Otto Messmer 의 고양이 팰릭스소리와 월트 디즈니 (1920 후반 )

디즈니 Dis-ney

• 전통적 애니메이션의 역사에 압도적 세력• 애니메이션을 예술 형태로 진보• 다평면 카메라 개발

디즈니 Dis-ney• 다평면 카메라 (Multiplane Camera)• 시차효과 (Parallax Effect)

디즈니 Dis-ney• 톰과 제리 , 루니 튠즈 , 미키마우스 , 구피 등등 개발

애니메이션의 원리 Principles of Anima-tion• 물리적 현상 시뮬레이션 하기

– 찌그러뜨림과 늘어나기 (squash & stretch)– 타이밍 (timing)– 이차 동작 (secondary actions)– 슬로우 인과 슬로우 아웃 (slow in & slow out)– 호 (arc)

• 미적 동작들 설계하기– 과장 (exaggeration)– 어필 (appeal) – 팔로우 스루 (follow through)– 동작 겹쳐짐 (overlapping action)

애니메이션의 원리 Principles of Anima-tion• 동작들을 효과적으로 표현하기

– 예견과 스테이징 (anticipation & staging)– 타이밍 (timing)– 이차 동작 (secondary actions)– 과장 (exaggeration)

• 제작 기술– 포즈 투 포즈 (pose to pose)– 대 스트레이트 어헤드 (straight ahead)

영화 제작 원리 Principles of Filmmak-ing• 3 점 광원

– 주광원 (key light), 투광광원 (fill light), 역광원 (rim light)

영화 제작 원리 Principles of Filmmaking

• 180 규칙 (180 Rule)• 3 분의 1 규칙 (Rule of Thirds)• 촬영의 유형 (Types of Shots)• 기울기 (Tilt)• 구성 (Framing)• 관찰자의 관심을 집중 (Focus the Viewer’s Attention)

애니메이션 제작 Animation Produc-tion

사운드 Sound

• 제작에서 4 가지 역할– 목소리– 음향– 특수효과– 배경음악

Computer Animation Produc-

tion

목 차• 1.4 컴퓨터 애니메이션 제작

– 1.4.1 컴퓨터 애니메이션 제작 작업– 1.4.2 디지털 편집– 1.4.3 디지털 비디오– 1.4.4 디지털 오디오

• 1.5 간단한 컴퓨터 애니메이션 역사– 1.5.1 초기의 활동들 (1980 년 이전 )– 1.5.2 중기 (1980 년대 )– 1.5.3 애니메이션의 성년기 (80 년대 중반과 그 이후 )

• 1.6 요약

1.4 컴퓨터 애니메이션 제작• 컴퓨터 애니메이션 제작은 전통적 애니메이션 제작에서

빌려왔다 .– 스토리보드 , 시범 촬영 (test shot), 연필 테스트 (pencil testing)

• 1.4.1 컴퓨터 애니메이션 제작 작업– 동작 제어가 이 책의 주된 주제이기는 하지만 , 동작 제어는

컴퓨터 애니메이션 제작을 위해 요구되는 노력의 한 측면일 뿐이다 . 최종 제작물에 이르기까지 필수적인 다른 작업들을 간과해서는 안 된다 . 이미 완성된 다른 작업들을 다시 생각해 봐야 할 수도 있는 시도와 실수 (trial-and-error) 그리고 반복 이 애니메이션 제작 이다 .

– 그렇다 하더라도 작업들의 대략의 시간 순서로 늘어놓을 수도 있다 .

1.4 컴퓨터 애니메이션 제작• Pixar 의 Toy Story 제작에 사용된 시스템

1.4 컴퓨터 애니메이션 제작– 스토리 부서 : 언어를 시각적인 것으로 변환 , 시나리오가

스토리 부서에 들어가고 스토리 보드가 만들어지고 스토리 릴이 나오고 그것이 예술 부서로 들어간다 .

– 예술 부서 : 상세한 모델 묘사와 조명 시나리오들을 포함하여 영화를 위한 디자인과 색 연구를 한다 .

– 모델링 부서 : 캐릭터와 그 세계를 창조한다 . 유관절체 모델이나 고유한 운동들을 하는 모델들을 매개 변수를 이용하여 만든다 . ( 매개 변수 : 그 모델의 가능한 관절이나 다른 움직임을 제어 )

– 음영 부서 : 객체의 시각적인 모양과 관련이 있는 속성들을 텍스쳐 맵 , 전위 셰이더와 조명 모델들로 바꾼다 .

– 레이아웃 부서 : 필름을 2 차원 -> 3 차원을 수행한다 .

1.4 컴퓨터 애니메이션 제작– 애니메이션 부서 : 오디오 , 스토리 , 레이아웃으로 제작된

저지와 연출로부터 캐릭터들에게 생명을 부여 . ( 몸짓과 움직임을 부여 )

– 조명 부서 : 각 시퀀스에 예술 부서의 영상을 디지털 현실로 바꾸기 위함이 목적 . ( 각 기본 조명 환경 설정 )

– 카메라 부서 : 실제로 프레임들을 렌더링하는 것을 수행 . (Toy Story 에서는 렌더팜이라는 수백 개의 전용 프로세서 배열을 사용 .)

• 1.4.2 디지털 편집– 물리적으로 테이프를 자르고 이음으로써 필름 시퀀스들을

전체적으로 편집 : 최종 영상물을 만들어내기 위하여 언제나 어떤 순서로든지 시퀀스들을 삽입할 수 있는 비선형 편집

1.4 컴퓨터 애니메이션 제작• 전자 편집 : 물리적인 절차를 사용하기보다는 전자

신호들로서 이미지들을 조종하는 것을 허용하는 것 .(선형 편집 )

1.4 컴퓨터 애니메이션 제작– 디지털 온라인 비선형 편집 : 좀 더 융통성 있는 비선형 접근법 .

여전히 아날로그 테이프를 입력 자료와 최종 제작물로 사용하지만 , 그 사이의 모든 것은 디지털 방식으로 연출되고 통제된다 .

1.4 컴퓨터 애니메이션 제작– 하나의 시퀀스를 디지털화 한 후 , 그것을 대표하는 아이콘

표시를 편집 시스템이 제공하는 시간선 (Time line) 위에 끌어 놓는 시퀀스들을 서로에 대해서 상대적으로 놓을 수 있다 . 반복하고 , 짧게 다르고 , 다른 시퀀스들과 겹쳐지게 하고 , 다른 전환 효과와 결합시키고 섞을 수 있다 .

1.4 컴퓨터 애니메이션 제작• 1.4.3 디지털 비디오

– 컴퓨터 메모리의 가격이 내려가고 처리장치의 스피드가 향상됨에 따라 , 디지털 비디오로 촬영 , 압축 , 저장 , 그리고 녹음 재생하는 것이 널리 보급되었다 .

– 디지털 비디오로 작업을 할 때 비용 , 속도 , 기억 요건들 , 그리고 결과 시스템의 전체적인 품질을 결정하기 위해 역점을 두어 다루어야 할 몇 가지 이슈

• 압축 기법 : 공간 절약 but 이미지 품질 떨어뜨리거나 압축 푸는데 시간이 걸릴 수 있다 . 어떤 압축이든 촬영 동안 실시간

으로 작동되어야 한다 .• 서로 다른 비디오 장치 제조사들은 다양한 응용을

위해 여러 가지 디지털 비디오 포맷들을 사용한다 . (D1,D2,D3,D5,miniDV,DVC,Digital 8, MPEG 등 )

1.4 컴퓨터 애니메이션 제작• 1.4.4 디지털 오디오

– 디지털 음악 장치 제어 : MIDI(Musical Instrument Digital Inter-face) 는 특별히 임의 도구에 연결하지 않고 음악 기구를 제어하기 위해 1983 년에 개발한 표준으로써 MIDI 명령들은 음악 장치에 대한 기본 명령이고 음악적 동작을 표현한다 . ( ex. “note x on”, “note x off” )

– 디지털 오디오 샘플링 : 사운드는 공기 압력 파동 . 오디오 기록에서 압력 파동은 어떤 파형으로 변환 . 사운드를 디지 털로 기록할 때 파형은 트랙의 일정 수를 이용하여 샘플당 일정 비트수 (bps) 로 일정 간격 (샘플링 율 ) 에서 샘플링한다 .

1.5 간단한 컴퓨터 애니메이션 역사• 1.5.1 초기의 활동들

– 1960 후반 ~70 년대초기에는 프레임 버퍼에 의한 점 방식 디스플레이 (래스터 디스플레이 ) 이 막 개발 . 주로 저장 관(tubes) 과 벡터 재생 디스플레이 사용 .

– 컴퓨터 그래픽과 애니메이션의 최초 연구는 Ivan Sutherland 가 벡터 재생 디스플레이에다 상호작용적인 제약조건 만족 시스템을 개발한 1963 년 MIT 에서 행해졌다 .

– 초기에는 컴퓨터 애니메이션은 예술적 표현으로 제작 .– 1970 년대 초기 유타 주립 대학에서 정부자금을

통한 컴퓨터 그래픽스 연구 .– 1972 년 오하이오 주립대학의 Chuck Csuri 에 의해

CGRG(Computer Graphics Research Group) 창설 .– 1973 년 ANTICS 개발 ( 최초 컴퓨터 언어 기반 키

프레임 애니메이션 시스템 기반 )

1.5 간단한 컴퓨터 애니메이션 역사– 1970 년대 중반 펜실베니아 주립 대학에서 인체의 제약 조건

시스템 개발 . 캐릭터 Jack 개발 .– 1970 년대 후반뉴욕 기술 연구소 (NYIT) 에서삼차원 컴퓨터

애니메이션을 사용한 전체를 컴퓨터로 제작하는 장편영화 프로젝트 착수 .

– Tom DeFanti 의 오하이오주 대학에서그래픽스 상호의존 시스템(GRASS) 를 개발 . 일부분이 영화 Star Wars 의 컴퓨터 그래픽스 시퀀스들에 쓰였다 .

1.5 간단한 컴퓨터 애니메이션 역사• 1.5.2 중기 (1980 년대 )

– VAX 컴퓨터와 IBM PC 의 컴퓨터 하드웨어의 도입으로 상업 애니메이션으로 진출 .

– 실리콘 그래픽스 사와 같은 여러 그래픽스 회사 설립 .– 영화를 넘어서 TV 의 광고의 도구로 사용됨 .– 초기 애니메이션들은 3D 컴퓨터 애니메이션이 하나의 예술

형식으로 받아들여질 수 있는 길을 열었다 . – 우주선을 입체감 있게 만들고 애니메이션 하는 것

성행 .

1.5 간단한 컴퓨터 애니메이션 역사• 1.5.3 애니메이션의 성년기 (80 년대 중반과 그 이후 )

– 모델링 , 렌더링과 애니메이션이 더 정교해지며 하드웨어의 속도가 빨라지고 저렴해지면서 , 고급 컴퓨터 그래픽스가 인터넷 , TV 광고 , 컴퓨터 게임 , 그리고 자체 작동되는 게임기에까지 널리 퍼지기 시작함 .

– 영화 시퀀스들을 디지털 방식으로 저장할 수 있게 한 값 싼 디지털 기술의 혁명 .

– 특수효과 미립자 시스템 개발 (Star Trek 2 등에 적용 )– 합성 컴퓨터 그래픽스 개발 (군중 장면 , Lion King 등

적용 )– Toy Story : 완전히 컴퓨터 제작된 , 최초의 3D 애니

메이션 장편 영화 .– 몰핑 (Star Trek 4 등 적용 )

1.6 요약• 컴퓨터 그래픽스와 애니메이션은 시각적 효과와

애니메이션 제작에 혁신적인 변화를 일으켰다 . 그러나 연예 오락 산업의 전문가들은 그들만의 특별한 모양과 경쟁 우세를 요구한다는 사실도 알아야 한다 . 컴퓨터 애니메이션은 디지털 기술의 사용으로 크게 도약했다 .

• 오늘날 애니메이션은 저렴한 가격의 컴퓨터와 탁상용 비디오의 출현으로 예전 어느 때 보다 더 많은 사람들에게 가까이 다가오고 있다 .

• 움직이는 영상을 창조하기 위한 새롭고 흥미 로운 방법들이 연구되면서 앞으로 기술의 한계가 극복되어 가는 것을 지켜볼 수 있다 .

The End