우리는 3D 작품을 제작하는 전체 과정을 설명하기 위해 3D 렌더링이라는 용어를 종종 사용하며 때로는 우리가 하는 일을 일반인에게 간결하게 전달하려고 할 때도 사용합니다. 하지만 3D를 배우는 초기 단계의 사용자들에게 3D 렌더링에 관한 정확한 특징 몇 가지를 소개하는 것이 추후 그 초급 사용자들의 발전에 큰 도움이 될 수 있습니다.
이 글을 쓰는 저의 경우를 비추어 보자면, 3D를 배우기 시작한 초기에는 모델을 만드는 것에 대부분 중점을 두었습니다. 제가 아는 한 3D 렌더링은 단지 그 모델을 이미지로 변화시키는 것이었습니다. 추후 텍스처링, 라이팅, 컴포지션의 개념에 더 친숙해지게 되면서 저의 렌더링이 눈에 띄게 향상되는 동안 저는 정체기에 직면했습니다. 제 모델과 텍스처가 아무리 세밀해도 최종 이미지는 항상 뭔가 부족했습니다. 저는 온라인에서 단순한 주제로 작업 한 다른 렌더링을 보게 되었는데, 그것들은 제가 만든 어떤 캐릭터 렌더보다 시각적으로 더욱 인상적이었습니다. 결국 저는 렌더링 영역 어딘가에 누락된 요소가 있다는 것을 깨달았습니다.
전통적인 아티스트가 렌더링이라는 용어를 형태, 텍스처 및 세부 사항에 대한 빛의 세심한 표현으로 이해하는 것처럼 렌더링 프로세스도 렌더 엔진을 위한 수학적 프로세스일 뿐만 아니라 모든 요소를 통합하고 신뢰할 수 있는 이미지(또는 시퀀스)로 만들어 집니다. 이 글에서는 3D 제작 단계(초급 사용자들을 위한)를 보다 잘 이해하기 위해 두 가지 측면을 모두 살펴볼 것입니다.
3D 렌더링은 어떻게 작동합니까? 이는 매우 단순화되고 함축된 질문입니다.
3D 프로그램이 최종 이미지를 만드는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 일부는 더 이상 사용되지 않는 반면 3D가 적용되는 다양한 종류의 미디어에 제공되는 장점 때문에 다른 일부는 계속 개발되고 있습니다. 오늘날 가장 눈에 띄는 두 가지 방법은 다음과 같습니다.
오프라인 경로 추적 - 알고리즘이 통합이라는 수학적 프로세스를 통해 씬의 모든 광선을 계산합니다. 빛은 오브젝트의 표면에 닿을 때 추가로 계산되어 카메라에 도달하는 빛의 양을 결정합니다. 이는 프로세스를 지나치게 단순화한 것이지만 이 방법의 장점은 간접 조명, 부드러운 그림자, ambient occlusion, volumetrics 등과 같은 빛의 물리적 효과를 자연스럽게 재현한다는 점입니다.
실시간 - 씬의 모든 오브젝트가 삼각형으로 분해된 후 픽셀을 만들고 최종적으로 데이터로 변환되어 화면에 표시되는 픽셀을 생성합니다. 이 방법은 게임에서 캐릭터를 이동하는 것과 같은 이벤트가 발생한 후 화면에 표시되는 내용이 즉시 업데이트되어야 하는 비디오 게임 등에 사용됩니다. 오늘날의 기술을 통해 실시간은 광선 추적을 통합하여 이전에는 비실시간 렌더링에서만 볼 수 있었던 정확도 수준을 달성할 수 있게 되었습니다. 그러나 경로 추적 렌더 엔진에서는 자연스럽게 나타나지만 일부 효과는 여전히 조작되어야 하는 한계가 있습니다.
프로젝트를 완료하고, 배우고, 진행하는 것도 중요하지만 프로젝트가 어떻게 보여질 지를 확인하기 위해 몇 시간씩 계속해서 기다리는 것은 프로젝트를 수행하는 것을 더 어렵게 만듭니다. 또한 최종 렌더링 설정에 가까운 품질로 렌더 해야 하는 프로젝트의 마지막 작업을 여러 번 계속 반복하면서 의욕을 잃을 수 있습니다. 우리는 모두 다른 관심사를 가지고 있으며 어떤 주제도 다른 사람들보다 우월하다고 생각해서는 안 되지만, 저는 많은 아티스트들이 초반 목표 의식을 잃고 주로 렌더링 시간 때문에 적당히 괜찮은 수준에 만족하는 것이 타당하다고 생각합니다. 일부 렌더 최적화 기술을 알면 이를 완화시킬 수 있습니다.
오늘날 오프라인 렌더 엔진은 훨씬 더 빠르며 실시간 렌더링은 이 문제를 거의 완전히 우회합니다. 하지만 씬을 최적화하는 것은 전문가와 학생 모두에게 여전히 중요합니다. 이 글에서는 씬을 최적화하는 방법에 대해 자세히 설명하지는 않지만 다음과 같은 몇 가지 기본적인 고려 사항을 통해 렌더링이 완료될 때까지 기다리는 시간을 절약할 수 있습니다:
매력적인 이미지는 이야기를 담고 있습니다. 모든 시각 아티스트들에게 최고의 이야기는 결코 과장되지 않습니다. 씬을 계획할 때는 항상 각 항목들이 전달하고자 하는 내용에 필요한지 여러번 자문하십시오. 이를 통해 사람들이 실제로 여러분의 이미지에서 무엇을 보게 될지에 초점을 맞출 수 있고, 경우에 따라 여러분의 이미지가 실제로 무엇인지 더 잘 이해할 수 있습니다.
이 렌더 작품은 군주와 그의 고관이 심각한 표정으로 손님을 이야기를 나누는 모습을 묘사하고 있습니다. 전경에 그림자를 합성하면 실제 추가 캐릭터가 있는 경우보다 씬이 덜 렌더 집약적일 뿐만 아니라 더 깨끗한 구성을 보여줍니다.
모든 폴리곤, 이미지 텍스처, modifier, hdr 맵, 시뮬레이션 및 파티클 시스템은 렌더를 실행할 때 컴퓨터에서 사용하는 메모리를 증가시킵니다. 작품을 보는 사람이 초점을 맞출 요소들, 멀리 사라지거나 부분적으로 가려지는지는 요소를 결정하고 그것들을 단순화 하십시오.
이는 낮은 폴리 버전을 생성하기 위해 지오메트리를 소멸시키거나, 더 작은(또는 더 적은) 이미지 텍스처를 사용하거나 파티클 시스템에 의해 생성되는 인스턴스의 양을 줄이는 것을 의미할 수 있습니다. 이미지의 전반적인 품질과 세부 사항에 실제 비용 발생 없이 씬이 훨씬 빠르게 렌더링 되는 것을 발견할 수 있습니다. 이것은 또한 뷰포트에서 프로젝트를 얼마나 매끄럽게 탐색할 수 있는지에 영향을 미치며 이는 프로젝트를 반복할 때만큼 중요합니다.
좌측에는 4096x4096 텍스처로 렌더링 된 흉상과 8786 쿼드의 폴리카운터가 있습니다.
우측은 폴리카운터의 절반에 1024 x 1024 텍스처를 가진 흉상 버전입니다. 품질에 눈에 띄는 변화가 있지만, 오른쪽의 흉상은 이 어셋이 초점이 아닌 씬을 대체하기에 충분합니다.
대부분의 렌더 엔진에는 씬을 렌더링할 때 계산된 샘플 수에 대한 사전 설정이 있습니다. 샘플이 많을수록 렌더가 더 깔끔해 집니다. 그러나 대부분의 렌더엔진에서 사용할 수 있는 최신 노이즈 제거 기능을 사용하면 필요 이상의 샘플을 렌더링할 수 있습니다. 첫 번째 렌더링 후 이미지 품질에 실제 손실이 없고 렌더링 시간이 크게 줄어든 값을 찾을 때까지 샘플 수를 점진적으로 줄여 보십시오.
두 경우 모두에서 노이즈 제거가 적용되었습니다. 샘플 카운트를 절반으로 줄이면 이미지 품질에 거의 영향을 주지 않습니다. Denoiser는 프로젝트의 초기 및 중간 반복에 유용하지만 일부 광학 효과가 손실될 수 있으므로 최종 렌더링에는 주의하여 사용해야 합니다.
Decoded의 이 비디오는 최종 결과에서 요소의 중요도에 따라 씬에 시간과 작업을 할당하는 것의 중요성을 완벽하게 보여줍니다.
온라인 렌더팜은 마감일을 준수하고 대형 애니메이션 프로젝트를 수행하는 데 필수적입니다. 네트워크의 강력한 컴퓨터 호스트를 통해 프로젝트의 프레임을 동시에 렌더링하므로 일반적으로 프로젝트의 단일 프레임이 완료되는 데 걸리는 시간 동안 수백 개의 프레임을 렌더링하는 성능을 발휘합니다.
렌더팜을 비용 효율적으로 사용하는 것 자체가 하나의 기술이지만, 가라지팜을 비롯한 일부 클라우드 렌더링 서비스에는 전문가로 구성된 전담 기술 지원팀이 제공되어 고객의 작업을 모든 단계별로 지원합니다. 여러분이나 아는 누군가가 추가 렌더링 능력이 필요하다면, 저희 온라인 렌더팜을 확인하십시오!
렌더팜의 이점에 대한 간략한 소개서가 알고 싶다면 이 글을 참조하십시오.
렌더링 시간을 줄이는 것에 대한 기본적인 이해만으로도 테스트를 보다 자유롭게 렌더링하고 결과 이미지를 평가하는 데 더 많은 시간을 할애할 수 있습니다.
엄밀히 말하면 3D 렌더링의 창의적인 측면은 파이프라인의 이 단계에만 속합니다. 프로젝트를 반복할 때 렌더링을 사용하여 작업을 평가하고 개선할 점을 찾으며 종종 모델의 일부 수정, 라이팅의 조정 등 파이프라인의 다른 부분과 관련이 있습니다. 하지만 일단 렌더링 단계에 이르면 이미지의 개별 요소를 개발하는 것에서 작품 전체를 형성하기 위해 함께 모이는 방법으로 초점을 전환한다고 할 수 있습니다.
동영상에서 보이는 모션 블러의 양인 글로벌 노출을 조정하거나 다른 색 공간에서 작업을 시도하거나 씬의 사실감(예: caustics)에 기여하는 광학 효과를 협상할 수 있습니다.
또한 렌더 패스를 설정하여 합성 시 개별적으로 조정할 수 있는 다양한 라이팅 기여도를 분리하여 스타일적인 선택을 할 수 있습니다.
최종 렌더링을 봐야만 우리가 이용할 수 있는 미묘한 개선 기회를 알 수 있으며, 궁극적으로 3D 렌더링 단계는 우리가 직접 아트를 연출할 수 있는 단계입니다. 개인적으로 주요 고려 사항 목록을 검토하는 것이 다음과 같은 기회를 발견하는 좋은 출발점이라고 생각합니다:
포토리얼리즘이 목표였든 아니든, 만약 보는 사람들이 이미지에 푹 빠질 수 없다면 그 이유는 우리가 실제 자연에서 보는 모습과 다르기 때문입니다. 모든 것이 올바르게 조정되고 텍스처가 카메라와의 거리에 비례하는 적절한 정확도를 가지며 씬의 오브젝트가 환경의 영향을 받는지 확인해야 합니다.
예를 들어 위의 렌더는 조명과 카메라가 실제 크기에 맞지 않는 오브젝트를 사용합니다. 텍스처는 어떤 식으로든 환경에 전혀 영향을 받지 않는 것처럼 보이며 즉, 모든 것이 너무 깨끗하기만 합니다. 결과적으로 피사체는 살아있다기 보다는 액션 피규어처럼 보입니다.
보는 이들의 눈길을 사로잡는 렌더링은 주제 그 이상을 뛰어넘습니다. 눈에 띄는 톤이나 분위기, 담고 있는 스토리는 단순한 제품 샷도 매력적으로 만듭니다. 레이아웃, 색상 선택 및 대비에 따라 보는 이들이 실제 표시된 것보다 더 많은 것을 볼 수 있는지 여부를 크게 결정합니다.
이 렌더링에서 우리는 어딘가 그늘진 곳에서 우울한 표정으로 앉아 있는 여성의 초상화 샷을 보게 됩니다.
카메라 조정, 라이팅 변경, 그리고 비네트를 통해 우리는 적어도 신비감과 우울함을 전달할 수 있는 그녀의 얼굴과 선명한 눈을 더 자세히 볼 수 있습니다.
하지만 불행하게도 최종 결과는 약간 과한 느낌이 들었으며 이전 버전의 부드러운 피부 품질이 많이 손실되었습니다.
장기간 프로젝트에 참여하면 감각이 둔해지며 사물을 과대평가하기 쉽습니다. 특정 아이템을 얼마나 잘 모델링했는지에 대한 자부심은 우리가 더 많은 주의를 기울이게 됨으로써 전체 씬에 손상을 줄 수 있습니다. 한 뛰어난 3D 아티스트는 셰이더 값, 조명 강도 또는 노출 설정에 대해 적합한 숫자를 입력한 것 같으면 거기서 0.5를 더 낮추라고 말합니다. 과한 것은 안한 것보다 낫다는 걸 꼭 명심하십시오.
그렇다면 이제 다시 원점으로 돌아와서 3D 렌더링이란 무엇일까요? 데이터를 픽셀로 처리하는 것, 효율성과 품질 사이에서 균형이 이루어지기위해 해당 데이터를 처리하도록 머신에 지시하는 과정 그리고 해당 데이터의 반복적인 분석을 통해 프로젝트를 완료하도록 미세하게 조정하는 미묘한 기술입니다. 결국 앞에서 언급한 프로세스에 더 많이 시간을 할애할수록, 우리가 목표하는 최선의 작품에 더 한 걸음 가까이 갈 수 있습니다.
