컴퓨터 그래픽의 발전은, 곧 '털'의 발전!! [워크스테이션]

컴퓨터 그래픽의 난제 중에 하나는 바로 머리카락이나 털 같은 미세한 부분이었습니다. 수없이 많은 머리카락이나 털이 바람에 날리거나 구부러지는 모습을 자연스럽고 사실적으로 묘사하는 일은 쉽지 않은 일입니다. 또 젖은 모습을 표현하는 것은 거의 불가능에 가까웠습니다. 그래서 컴퓨터 그래픽 애니메이션 초기 작품들이 장난감이나 곤충 같은 매끈한 캐릭터들인 것은 괜한 이유가 아니였습니다. 또 지금까지 이런 캐릭터가 애니메이션을 대부분을 차지하고 있기도 합니다.

< 매끈매끈한 캐릭터들 | 토이스토리, 벅스라이프, 슈렉 순>

그러다 2001년 픽사(Pixar)에서 '몬스터 주식회사(Monster Inc.)'를 발표하면서 얘기가 조금 달라졌습니다. 300만개 이상의 털이 달린, 털복숭이 캐릭터가 출연한 것 입니다. 많은 이들이, CG의 발전을 말하는 이 흩날리는 털을 보고 감탄했습니다. 그리고 6년 뒤 픽사는 '라따뚜이(Ratatouille, 2007)'에서 한 컷에 털복숭이 하나가 아닌 쥐가 떼로 나오는 장면을 연출하며 또 다시 놀라운 모습을 보여줬습니다. 이에 질세라 드림웍스(DreamWorks)도 HP와 협업을 통해 쿵푸팬더(Kung Fu Panda, 2008)를 내놓았습니다. 털로 덮인 동물들에서 한층 더 해 쿵푸까지 하는 역동적으로 움직이는 모습을 보이며 또 다시 관객을 놀라게 만들었습니다. 

< '털'복숭이들의 향연 | 몬스터주식회사, 라따뚜이, 쿵푸팬더 순>

이렇게 컴퓨터 그래픽의 '털' 묘사는 해당 애니메이션의 뛰어난 기술력을 입증하는 하나의 척도가 되기도 했기에, 제작사들은 더 섬세하고 자연스러운 묘사를 위해 많은 노력을 기울였습니다. 그리고 컴퓨터 그래픽으로 만들어지는 애니메이션이기에, 그 노력은 컴퓨팅 기술을 통해 이뤄졌습니다.

□ '드래곤 길들이기'의 문제 또한 '털'

자꾸 털털 해서 계속 쓰는 저도 참 곤란합니다만-_- 얼마 전 개봉한 '드래곤 길들이기(How to train your dragon)' 에서 드림웍스 기술진이 가장 고민한 부분 중 하나도 바로 이 '털' 었습니다. '드래곤 길들이기'는 바이킹족과 용들의 이야기 입니다. 문제는 바이킹족이 몸에 털도 많고, 수염이 덥수록한데다가 털로 된 옷까지 입고 있다는 것입니다. 

머리카락과 털들이 진짜보다 더 진짜같이 보이기 위해 엄청나게 많은 모델링과 텍스쳐링에 공을 들였지만, 더 어려운 문제는 이 털들이 진짜 같이 움직일 수 있느냐 였습니다. 바람같은 다른 것에 영향을 받을 때 어떻게 자연스럽게 구부러지며, 물에 닿았을 때, 젖었을 때 어떻게 표현할지, 그리고 가장 큰 문제는 털들이 서로 맞닿을 때가 문제였다고 합니다. 예를 들어 가죽 조끼를 입은 두 캐릭터가 서로 맞닿았을 때 입니다. 서로 다르게 움직여야 하고 또 다른 텍스쳐링이 필요하기 때문에 그 과정이 굉장히 복잡하고 또 비용이 적지 않다고 합니다.

□ 멀티코어와 강력한 워크스테이션을 통한 해결!

드림웍스는 이 문제를 뛰어난 컴퓨팅 기술을 가지고 있는 Intel과 HP와의 협업을 통해서 해결하였습니다. Intel의 뛰어난 프로세서와 이를 담는 HP의 Workstation의 기술력을 이용하여 기존에 가지고 있던 드림웍스의 한계를 넘을 수 있었습니다. Intel과 HP 또한 드림웍스와의 협업을 통해 과거의 슈퍼컴퓨팅의 수익처인 금융이나 연구 분야가 아닌 점점 커가는 '엔터테인먼트' 시장에서 수익을 만들 수 있게 되었구요.

< Z800, 외관, 내부 모두 열었을 때 모습 | 출처 : DEVELOP 3D >

아무튼 '드래곤 길들이기' 렌더링 작업을 위한 렌더팜 구성에는 HP 워크스테이션(Workstation) Z시리즈 중 최상의 성능을 자랑하는 Z800으로 구성됐습니다. 25,000개 이상의 코어에서 렌더링이 이뤄졌으며, 그 중 거의 10,000개의 코어는 28주간 쉼 없이 계속 작업이 이뤄졌다고 하니 엄청난 양입니다. 전보다 최대 50% 더 빠른 Z800을 통한 작업으로 이러한 렌더링이 가능했다고 합니다. 뛰어난 표현을 위해 렌더링(rendering) 작업에는 슈렉의 11배에 달하는 5500만 시간이 걸렸다고 합니다(필요한 용량도 5TB에서 100TB로 늘어났습니다.)

< 드림웍스 CEO 제프리 카젠버그(Jeffrey Katzenberg)가 말했다. "It's not animated hair - it's HAIR", 누르면 확대보기 >

그 결과 '드래곤 길들이기'에서는 뛰어난 성과를 낼 수 있었습니다. 문제의 '털'에서는 이전 애니메이션에서 볼 수 없었던 놀라운 사실감을 갖을 수 있었습니다. 위의 사진을 확대해서 바이킹족 팔뚝에 있는 솜털을 한 번 보세요~ 뿐만 아니라 깊은 텍스쳐링을 보여주는 용들의 불꽃, 빛의 풍부함을 드러내는 방 안 모습, 3D로 아슬아슬한 구름 속 비행 장면들 등 이전 애니메이션들에서 거의 시도 되지 않았고, 볼 수도 없었던 모습들을 보여주고 있습니다.

□ 점점 더 현실에 가까워지는 컴퓨터 그래픽

'털'의 모습이 점점 사실에 가까워지는 것처럼, 컴퓨터 그래픽(Computer Graphic)은 발전에 발전을 거듭해 오고 있습니다. 위에서 짧게 언급하였지만 그 과정엔 기술의 발전이 있었고, 많은 IT 업체들이 그 솔루션을 제공하고 있습니다. 더 자세히 말씀드리자면 HP는 강력한 워크스테이션과 드림컬러를 통해 솔루션을 제공하고 있습니다. 

HP 워크스테이션은 Z시리즈(Z800, Z600, Z400, Z200)는 Intel Xeon 쿼드코어 프로세서, ECC메모리, SSD드라이브, 듀얼링크 비디오(dual link video) 등 전문가용 작업에 막힘 없는 사양을 가지고 있습니다. 또 드림웍스와 공동으로 개발한, 결과물에도 정확한 색상을 제공하는 10억 컬러 드림컬러(DreamColor) 모니터를 만들고 있습니다. 요즘 출시된 모바일 워크스테이션 EliteBook 8740w는 아예 워크스테이션이라는 목적에 걸맞게 드림컬러 디스플레이로 나오고 있습니다. 자세한 사항은 HP 워크스테이션 마이크로사이트를 참고해 주세요^^

→ HP Workstation 마이크로사이트(한글), 더 자세한 사항을 알 수 있습니다!

< HP Workstation Z시리즈, DreamColor 모니터 >

올해 11월엔 디즈니에서는 21m의 머리카락을 가진 주인공이 등장하는 3D 애니메이션 영화 '라푼젤(Rapunzel)'을 개봉한다고 합니다. 21m의 머리카락이 실제같이 움직이게 만드려면 분명 쉽지 않을텐데요. 뛰어난 컴퓨팅 기술이 21m의 머리카락을 컴퓨터 그래픽으로 어떻게 빚어낼지 궁금해집니다!