목차 [0:29] 컴퓨터 애니메이션의 시작 [1:19] 키프레임 애니메이션 [1:47] 물리 기반 애니메이션 [5:09] 캐릭터 애니메이션 [7:02] 행동 양식 애니메이션 안녕하세요 홍정모입니다. 이번에는 컴퓨터 그래픽스에서 움직임을 담당하는 컴퓨터 애니메이션에 대해 살펴보도록 하겠습니다. 말 그대로 멈춰 있지 않은 모든 것을 다루는 아주 범위가 넓은 분야이다 보니까 컴퓨터 애니메이션에서 사용되는 기술들도 굉장히 많은데요. 우리에게 친숙한 기술들 위주로 살펴보도록 하겠습니다. [0:29] 컴퓨터 애니메이션의 시작 애니메이션의 기본적인 원리는 여러 가지 이미지들을 빠른 속도로 바꿔가면서 보여주면 마치 우리가 움직이는 영상을 보는 것 같은 착각을 느끼게 되는 것이죠. 전통적인 애니메이션 제작 기법은 기본적으로 모든 이미지들을 한장한장 손으로 그리는 거였죠. 최근에는 컴퓨터를 이용해서 사람들이 하나하나 손으로 그리는 것보다 훨씬 효율적으로 높은 품질의 이미지와 영상을 만들어내는 것이 가능해졌습니다. 컴퓨터 애니메이션 기술은 당연히 게임이나 메타버스 등과 같은 응용 분야에서 아주 중요한 핵심기술로 사용이 되고 있고요. 최근에는 영화에서도 정말 많이 사용이 되고 있습니다. 아마 이 모든 것들은 여러분들이 아주 친숙하게 일상생활에서 만나시는 것들이라고 생각합니다. [1:19] 키프레임 애니메이션 초기의 컴퓨터 애니메이션 기법은 역시 한장한장 그린 이미지를 빠르게 바꿔가면서 보여주는 전통적인 애니메이션 기법과 거의 동일했죠. 모든 프레임을 사람들이 다 하나하나 손으로 지정해줄 수가 없기 때문에 중요한 키프레임들만 사람들이 손으로 만들어주고 나머지는 가급적 자동으로 만들어낼 수 있는 보간법, Interpolation을 사용하는 것이 일반적입니다. [1:47] 물리 기반 애니메이션 물리 기반 애니메이션은 사람이 손으로 하나하나 그려내기 어려운 장면들을 물리 법칙을 그대로 컴퓨터로 시뮬레이션해서 보다 사실적인 애니메이션을 효율적으로, 가급적 사람의 개입 없이 자동적으로 만들어낼 수 있게 도와줍니다. 가장 기초적인 물리 시뮬레이션은 입자 시스템이라고 할 수 있는데요, 입자 시스템에서는 굉장히 작은 입자들을 여러 개 물리 법칙에 따라 시뮬레이션함으로써 굉장히 다양한, 폭넓은 범위의 애니메이션 효과를 만들어낼 수 있습니다. 특히 매우 효율적이기 때문에 빠르게 컴퓨터가 계산할 수가 있죠. 그래서 여러분들이 즐겨 하시는 게임에서 실시간 효과들을 만들어낼 때 굉장히 다양하게 응용되어서 사용되고 있습니다. 강체 시뮬레이션은 모양이 변하지 않는 물체들을 여러 개 시뮬레이션하는 과정을 의미합니다. Rigidbody 시뮬레이션에서 가장 중요한 요소는 역시 충돌 감지라고 볼 수 있는데요. 사실 이 Collision Detection은 Raytracing을 구현할 때도 굉장히 중요한 요소구요. 최근 들어서 Rigidbody 시스템이 게임이나 영화 같은 데서 아주 스펙타클한, 멋진 장면들. 굉장히 많은 수의 강체들이 서로 상호작용하고 부딪치고 굴러다니고 깨지고 하는 장면을 연출할 때 많이 사용이 되는데 이때 역시 가장 중요하게 사용되는 알고리즘은 Rigidbody 자체의 물리방정식을 푸는 것보다는 충돌 감지를 어떻게 잘하는가? 더 효율적으로 하는가? 가 됩니다. 변형체 시뮬레이션은 어떤 물체의 부피 전체를 아주 자그마한 조각들로 쪼개구요. 그 조각들이 어떻게 상호작용하는지를 물리 방정식을 따라서 시뮬레이션합니다. 최근에는 이렇게 실시간으로도 Deformation을 시뮬레이션할 수 있도록 많은 기술들이 개발되었습니다. 옷감 시뮬레이션은 변형체 시뮬레이션과 비슷한데, 평면을 매우 작은 여러 개의 spring들의 조합으로 생각해서 옷감과 비슷한 움직임을 만들어내도록 시뮬레이션하는 방식입니다. 옷감 시뮬레이션 기술을 확장해서 머리카락 시뮬레이션에 사용하기도 하고요, 최근 영화에서 여러분이 아주 무서운 동물들, 맹수들이 등장하는 경우를 많이 보셨을 텐데 호랑이나 곰과 같은 동물들을 영화에 사용하기 위해서 머리카락 시뮬레이션을 응용해서 동물들의 털 시뮬레이션에 사용하기도 합니다. 유체 시뮬레이션에서는 Navier-Stokes 방정식을 풀어서 유체의 움직임을 애니메이션으로 만들어냅니다. 예전에 슈렉을 만들 때 가장 어려웠던 장면 중 하나가 컵에 물을 붓는 장면이라고 합니다. 최근에는 더 이상 어려운 장면이 아니게 되었죠. 이제는 매우 큰 규모의 자연현상도 매우 빠르게 시뮬레이션할 수 있게 되었습니다. 최근 영화에서 아주 많이 사용되고 있는 기술입니다. 여러분들이 좋아하시는 영화 [겨울왕국]에서는 눈을 시뮬레이션해서 매우 사실적인 영상을 만들어낼 수 있었습니다. 최근의 기술 흐름이라고 하면 역시 인공지능을 들 수 있겠죠. 딥러닝 기술을 이용해서 유체 시뮬레이션의 해상도를 높이거나 더 빠르게 하는 기술들이 계속 개발되고 있습니다. [5:09] 캐릭터 애니메이션 컴퓨터 애니메이션에서 사람을 애니메이션하는 것은 굉장히 중요한 주제겠죠. 캐릭터 애니메이션에서는 인간의 골격을 계층 구조로 모델링하고 그 위에 피부를 입혀서 애니메이션합니다. 그리고 애니메이터들이 사람들의 뼈대를 움직이면서 하나하나 다양한 동작들을 모델링할 수 있겠죠. 이때 모든 관절의 움직임을 하나하나 다 손으로 지정하기에는 작업량이 너무 많기 때문에, 역기구학이라는 기술을 이용해서 일부 자동적으로 계산해서 애니메이터의 작업량을 줄여주는 방식을 많이 사용합니다. 애니메이터들이 수작업으로 하나하나 사람의 동작을 만들어내는 것은 한계가 있기 때문에 최근에는 모션 캡처, 그러니까 실제 배우들이 움직이는 동작들을 그대로 캡처해서 애니메이션에 사용하는 방식이 매우 대중적으로 활용되고 있습니다. 기본적으로 모션 캡처 장비들은 매우 고가이고 촬영 과정도 번거로운 측면이 있는데 최근에는 딥러닝 기술을 활용해서 점점 효율적인 방식으로 바꿔가고 있습니다. 사람을 애니메이션할 때 가장 중요한 부분은 역시 감정을 표현하는 얼굴의 움직임이라고 할 수 있겠죠. 영화 [아바타] 에서는 사실적인 얼굴 애니메이션을 만들기 위해서 매우 정밀한 얼굴 움직임 캡처장비를 사용했었죠. 최근에는 특별한 장비 없이 핸드폰의 내장카메라 또는 웹캠같은 기본적인 장비들만으로도 매우 사실적인 얼굴 애니메이션을 만들어낼 수 있게 되었습니다. 여기에 더해서 인공지능 기술을 활용해서 캡처하지 않은 애니메이션 동작들도 매우 자연스럽게, 자동으로 만들어내는 기술들이 계속 개발되고 있습니다. [7:02] 행동 양식 애니메이션 많은 개체들의 움직임을 하나하나 애니메이션하는 것은 굉장히 힘든 일이겠죠? 예를 들면 새떼가 날라다니는 움직임을 자연스럽게 애니메이션하기 위해서는 새 하나하나의 움직임을 손으로 만들어주기보다는 마치 각 새들이 지능을 갖고 알아서 움직이는 것처럼 만들어줄 수 있는 애니메이션 기술이 필요하겠죠. 현실에선 일어날 수 없는 아주 대규모의 군중 시뮬레이션도 컴퓨터 애니메이션으로 얼마든지 표현할 수 있게 되었습니다. [7:33] 생각해봅시다 지금까지 컴퓨터 애니메이션에서 사용되는 다양한 기술들을 살펴봤습니다. 앞으로 여러분들이 컴퓨터 게임을 하시거나 영화를 보실 때 아~ 이런 기술들이 사용되고 있구나. 하는 것들이 눈에 쏙쏙 들어오는 일이 생겼으면 좋겠네요. 감사합니다.
![[그래픽스] 1. 강의 소개와 공부 방법 안내 | 홍정모, 프로그래밍 기초, 게임 프로그래밍, 프로그래밍 강의, 컴퓨터 그래픽스, 게임 개발, 컴퓨터 그래픽스 강의](http://i.ytimg.com/vi/nqhZ68_kdyc/mqdefault.jpg)
![[그래픽스] 1. 강의 소개와 공부 방법 안내 | 홍정모, 프로그래밍 기초, 게임 프로그래밍, 프로그래밍 강의, 컴퓨터 그래픽스, 게임 개발, 컴퓨터 그래픽스 강의](/img/tr.png)
![[수학 없는 그래픽스] 1. 컴퓨터 그래픽스는 어떤 분야일까? | 컴퓨터 그래픽스, 컴퓨터 그래픽스 강의, 그래픽스 강의, 홍정모 |](http://i.ytimg.com/vi/O4v7EjN5hYA/mqdefault.jpg)
![[선데이 라이브] AI 엔지니어 트렌드 함께 살펴보기](http://i.ytimg.com/vi/CKPn9Y9jK9M/mqdefault.jpg)
목차
[0:29] 컴퓨터 애니메이션의 시작
[1:19] 키프레임 애니메이션
[1:47] 물리 기반 애니메이션
[5:09] 캐릭터 애니메이션
[7:02] 행동 양식 애니메이션
안녕하세요 홍정모입니다. 이번에는 컴퓨터 그래픽스에서 움직임을 담당하는 컴퓨터 애니메이션에 대해 살펴보도록 하겠습니다.
말 그대로 멈춰 있지 않은 모든 것을 다루는 아주 범위가 넓은 분야이다 보니까 컴퓨터 애니메이션에서 사용되는 기술들도 굉장히 많은데요.
우리에게 친숙한 기술들 위주로 살펴보도록 하겠습니다.
[0:29] 컴퓨터 애니메이션의 시작
애니메이션의 기본적인 원리는 여러 가지 이미지들을 빠른 속도로 바꿔가면서 보여주면 마치 우리가 움직이는 영상을 보는 것 같은 착각을 느끼게 되는 것이죠.
전통적인 애니메이션 제작 기법은 기본적으로 모든 이미지들을 한장한장 손으로 그리는 거였죠.
최근에는 컴퓨터를 이용해서 사람들이 하나하나 손으로 그리는 것보다 훨씬 효율적으로 높은 품질의 이미지와 영상을 만들어내는 것이 가능해졌습니다.
컴퓨터 애니메이션 기술은 당연히 게임이나 메타버스 등과 같은 응용 분야에서 아주 중요한 핵심기술로 사용이 되고 있고요.
최근에는 영화에서도 정말 많이 사용이 되고 있습니다.
아마 이 모든 것들은 여러분들이 아주 친숙하게 일상생활에서 만나시는 것들이라고 생각합니다.
[1:19] 키프레임 애니메이션
초기의 컴퓨터 애니메이션 기법은 역시 한장한장 그린 이미지를 빠르게 바꿔가면서 보여주는 전통적인 애니메이션 기법과 거의 동일했죠.
모든 프레임을 사람들이 다 하나하나 손으로 지정해줄 수가 없기 때문에 중요한 키프레임들만 사람들이 손으로 만들어주고
나머지는 가급적 자동으로 만들어낼 수 있는 보간법, Interpolation을 사용하는 것이 일반적입니다.
[1:47] 물리 기반 애니메이션
물리 기반 애니메이션은 사람이 손으로 하나하나 그려내기 어려운 장면들을 물리 법칙을 그대로 컴퓨터로 시뮬레이션해서
보다 사실적인 애니메이션을 효율적으로, 가급적 사람의 개입 없이 자동적으로 만들어낼 수 있게 도와줍니다.
가장 기초적인 물리 시뮬레이션은 입자 시스템이라고 할 수 있는데요,
입자 시스템에서는 굉장히 작은 입자들을 여러 개 물리 법칙에 따라 시뮬레이션함으로써 굉장히 다양한, 폭넓은 범위의 애니메이션 효과를 만들어낼 수 있습니다.
특히 매우 효율적이기 때문에 빠르게 컴퓨터가 계산할 수가 있죠. 그래서 여러분들이 즐겨 하시는 게임에서 실시간 효과들을 만들어낼 때 굉장히 다양하게 응용되어서 사용되고 있습니다.
강체 시뮬레이션은 모양이 변하지 않는 물체들을 여러 개 시뮬레이션하는 과정을 의미합니다.
Rigidbody 시뮬레이션에서 가장 중요한 요소는 역시 충돌 감지라고 볼 수 있는데요.
사실 이 Collision Detection은 Raytracing을 구현할 때도 굉장히 중요한 요소구요.
최근 들어서 Rigidbody 시스템이 게임이나 영화 같은 데서 아주 스펙타클한, 멋진 장면들.
굉장히 많은 수의 강체들이 서로 상호작용하고 부딪치고 굴러다니고 깨지고 하는 장면을 연출할 때 많이 사용이 되는데
이때 역시 가장 중요하게 사용되는 알고리즘은 Rigidbody 자체의 물리방정식을 푸는 것보다는
충돌 감지를 어떻게 잘하는가? 더 효율적으로 하는가? 가 됩니다.
변형체 시뮬레이션은 어떤 물체의 부피 전체를 아주 자그마한 조각들로 쪼개구요.
그 조각들이 어떻게 상호작용하는지를 물리 방정식을 따라서 시뮬레이션합니다.
최근에는 이렇게 실시간으로도 Deformation을 시뮬레이션할 수 있도록 많은 기술들이 개발되었습니다.
옷감 시뮬레이션은 변형체 시뮬레이션과 비슷한데, 평면을 매우 작은 여러 개의 spring들의 조합으로 생각해서 옷감과 비슷한 움직임을 만들어내도록 시뮬레이션하는 방식입니다.
옷감 시뮬레이션 기술을 확장해서 머리카락 시뮬레이션에 사용하기도 하고요,
최근 영화에서 여러분이 아주 무서운 동물들, 맹수들이 등장하는 경우를 많이 보셨을 텐데
호랑이나 곰과 같은 동물들을 영화에 사용하기 위해서 머리카락 시뮬레이션을 응용해서 동물들의 털 시뮬레이션에 사용하기도 합니다.
유체 시뮬레이션에서는 Navier-Stokes 방정식을 풀어서 유체의 움직임을 애니메이션으로 만들어냅니다.
예전에 슈렉을 만들 때 가장 어려웠던 장면 중 하나가 컵에 물을 붓는 장면이라고 합니다.
최근에는 더 이상 어려운 장면이 아니게 되었죠.
이제는 매우 큰 규모의 자연현상도 매우 빠르게 시뮬레이션할 수 있게 되었습니다.
최근 영화에서 아주 많이 사용되고 있는 기술입니다.
여러분들이 좋아하시는 영화 [겨울왕국]에서는 눈을 시뮬레이션해서 매우 사실적인 영상을 만들어낼 수 있었습니다.
최근의 기술 흐름이라고 하면 역시 인공지능을 들 수 있겠죠.
딥러닝 기술을 이용해서 유체 시뮬레이션의 해상도를 높이거나 더 빠르게 하는 기술들이 계속 개발되고 있습니다.
[5:09] 캐릭터 애니메이션
컴퓨터 애니메이션에서 사람을 애니메이션하는 것은 굉장히 중요한 주제겠죠.
캐릭터 애니메이션에서는 인간의 골격을 계층 구조로 모델링하고 그 위에 피부를 입혀서 애니메이션합니다.
그리고 애니메이터들이 사람들의 뼈대를 움직이면서 하나하나 다양한 동작들을 모델링할 수 있겠죠.
이때 모든 관절의 움직임을 하나하나 다 손으로 지정하기에는 작업량이 너무 많기 때문에,
역기구학이라는 기술을 이용해서 일부 자동적으로 계산해서 애니메이터의 작업량을 줄여주는 방식을 많이 사용합니다.
애니메이터들이 수작업으로 하나하나 사람의 동작을 만들어내는 것은 한계가 있기 때문에
최근에는 모션 캡처, 그러니까 실제 배우들이 움직이는 동작들을 그대로 캡처해서 애니메이션에 사용하는 방식이 매우 대중적으로 활용되고 있습니다.
기본적으로 모션 캡처 장비들은 매우 고가이고 촬영 과정도 번거로운 측면이 있는데 최근에는 딥러닝 기술을 활용해서 점점 효율적인 방식으로 바꿔가고 있습니다.
사람을 애니메이션할 때 가장 중요한 부분은 역시 감정을 표현하는 얼굴의 움직임이라고 할 수 있겠죠.
영화 [아바타] 에서는 사실적인 얼굴 애니메이션을 만들기 위해서 매우 정밀한 얼굴 움직임 캡처장비를 사용했었죠.
최근에는 특별한 장비 없이 핸드폰의 내장카메라 또는 웹캠같은 기본적인 장비들만으로도 매우 사실적인 얼굴 애니메이션을 만들어낼 수 있게 되었습니다.
여기에 더해서 인공지능 기술을 활용해서 캡처하지 않은 애니메이션 동작들도 매우 자연스럽게, 자동으로 만들어내는 기술들이 계속 개발되고 있습니다.
[7:02] 행동 양식 애니메이션
많은 개체들의 움직임을 하나하나 애니메이션하는 것은 굉장히 힘든 일이겠죠?
예를 들면 새떼가 날라다니는 움직임을 자연스럽게 애니메이션하기 위해서는 새 하나하나의 움직임을 손으로 만들어주기보다는
마치 각 새들이 지능을 갖고 알아서 움직이는 것처럼 만들어줄 수 있는 애니메이션 기술이 필요하겠죠.
현실에선 일어날 수 없는 아주 대규모의 군중 시뮬레이션도 컴퓨터 애니메이션으로 얼마든지 표현할 수 있게 되었습니다.
[7:33] 생각해봅시다
지금까지 컴퓨터 애니메이션에서 사용되는 다양한 기술들을 살펴봤습니다.
앞으로 여러분들이 컴퓨터 게임을 하시거나 영화를 보실 때 아~ 이런 기술들이 사용되고 있구나.
하는 것들이 눈에 쏙쏙 들어오는 일이 생겼으면 좋겠네요. 감사합니다.
정리자료 고맙습니다. 복 많이 받으십시오.
재미있게 잘 봤습니다 감사합니다
와 너무 재밌어요 영상 감사합니다
조회수가 낮아서 걱정이었는데, 재밌다고 말씀해주셔서 마음이 조금 나아졌습니다. :)
고퀄 강좌 고맙습니다.
좋은 영상 감사합니다 ㅎㅎ
감사합니다.
CG 작업자로서도 너무 도움이 됩니다.
보통 프로그래머 지망생들이 오시는 채널인데, 디자인 작업하시는 분께도 도움이 됐다고 하니 기쁩니다.
부담없이 시청하기 좋은 내용이네요. 잘 봤습니다!
오늘도 좋은강의 감사합니다!
감사합니다! 잘 볼게용
이번강좌는 전반적인 내용을 개략히 다뤄주어서 부담없이 볼 수 있었습니다. 감사합니다.
고품질강의를 유튜브에서 ~
오히려 이렇게 영상을 교양(?) 처럼 구성한 부분이 좋은것 같아요!
만들기도 더 편하네요 ㅎㅎ
회의 시작 10분 전 후회없는 선택
전공이 아니여서 보기만하는데 재밌네요 ㄷㄷ
아트쪽 애니메이터들이 맥스나 마야로 작업하는거하고 그래픽스 엔지니어들이 하는 애니메이션하고 차이가 있나요? 아트들이 하는거랑 엔지니어가 하는거랑 잘 구분이 안갑니다 ㅠ
맥스나 마야는 누가 만드나요?
강의 제작이 중단되어서 아쉽네요 ㅠㅜ
언젠가 다시 돌아옵니다
교수님, 이번에 올려주신 시리즈 너무 재밌게 보고있습니다. 좋은 강의 감사합니다. 컴퓨터 그래픽스를 본격적으로 공부하고 싶은데, 혹시 입문으로 추천해주실 강의나 책이 있으실까요?? 감사합니다.
플랭크중 10분 후회없는 선택
강의 이제 안올리시나요 ㅠㅠ
파이썬 강의 만드는 중인데 예상보다 손이 많이가서 다른 활동을 모두 중단했습니다