<시리즈> 밀레니엄 프로젝트 (4)

KAIST 전산확과 신성용 교수팀

　게임·영상산업에서 필요한 컴퓨터 애니메이션에 대한 연구가 본격화되고 있다.

　특히 TV방송 및 3차원 컴퓨터 게임산업 분야에서 급속히 보편화되고 있는 실시간 컴퓨터 애니메이션에 대한 기반기술 확보는 향후 우리나라의 게임·영상분야 경쟁력을 좌우하는 중요한 요인으로 부각되고 있다.

　실시간 컴퓨터 애니메이션 기술은 3차원 기하환경과 가상 캐릭터를 모델링하고 캐릭터 동작을 만들어 동영상화하는 과정을 말한다. 복잡한 가상환경을 모델링하기 위해 천문학적인 수의 기하요소를 필요로 하기 때문에 매우 복잡한 기술로 꼽힌다. 더욱이 사람이나 동물처럼 복잡한 다관절체의 캐릭터를 제어해 자연스러운 동작을 생성해야 하기 때문에 숙련된 애니메이터·디자이너 등을 필요로 한다.

　한국과학기술원(KAIST) 전산학과 신성용 교수팀은 이처럼 어려운 실시간 컴퓨터 애니메이션 연구에 매달리고 있다.

　현재 추진중인 연구과제는 「실시간 컴퓨터 애니메이션 기술」 「영상기반 렌더링 기술」 「가상캐릭터 애니메이션 개발」 등이다.

　이 중 KBS 연구진과 공동개발한 가상캐릭터 「팡팡」은 동작포착 및 대입기술을 기초로 실시간 동작제어가 가능해 국내 실시간 컴퓨터 애니메이션 기술의 획기적인 전환점을 마련했다. 「팡팡」은 현재 KBS 1TV 「TV유치원」에서 어린이들로부터 인기를 끌고 있다.

　실시간 애니메이션 기술에 대해 가상환경 속에서 다양한 가상캐릭터의 자연스러운 동작을 실시간에 생성하고 동영상으로 보여주기 위한 표정·배경·모션 등에 관한 세부연구가 복합적으로 이뤄지고 있다.

　기존 애니메이션 기술을 활용할 경우 막대한 제작비용이 소모되지만 이같은 실시간 애니메이션 기술개발이 이뤄질 경우 사실적인 동영상을 효율적으로 만들 수 있다.

　연구팀은 기하환경을 컴퓨터에 모델링하고 렌더링하는 대신 참고사진들로부터 원하는 영상을 만들어내는 영상기반 모델링 및 렌더링기술 개발을 추진중이다. 또 실제 사람 및 동물의 자연스러운 움직임을 녹화해 가상캐릭터의 동작 데이터를 얻는 동작포착 및 대입기술, 연기자의 얼굴이나 비디오로부터 얼굴 표정을 생성하는 얼굴 표정 애니메이션 기술을 연구하고 있다.

　이같은 기술개발이 이뤄지면 실제 사진이나 연기자의 움직임과 표정으로부터 데이터를 추출해 사실적인 애니메이션을 실시간에 제작할 수 있게 된다. 특히 수작업에 의존하던 기존 방식을 단순화시키고 실현하기 어려운 다양한 기술들이 해결될 전망이다.

　기존 방식으로 숲을 모델링하려면 나무와 나뭇잎, 풀 등에 대한 천문학적인 숫자의 기하요소가 필요하지만 영상기반 렌더링 기술을 활용할 경우 수백장의 사진을 이용해 실시간에 사실적 영상을 합성할 수 있다.

　또 인체와 같은 복잡한 다관절체의 움직임을 만드는 데도 전통적인 운동학이나 동력학 기법 대신 동작포착 및 대입에 의해 매우 자연스러운 동작데이터를 얻을 수 있다.

　이러한 기술이 바로 실시간 애니메이션 기술의 핵심이다.

　최근들어 컴퓨터 애니메이션 기술은 국내 방송사, 게임 분야에 상업적으로 활용되고 있다. 국내 방송과 광고에도 아담·류시아·사이다 등 가상 캐릭터가 등장했으며 타프시스템이 만든 3차원 애니메이션 게임인 「대물낚시광」이 세계로 수출되는 성과를 거뒀다.

　그러나 국내 실시간 컴퓨터 애니메이션 기술은 선진국에 비해 인력이나 시설면에서 매우 부족하다. 최근 일부 연구소에서 특정부문에 걸쳐 선진국과 대등한 수준의 연구결과를 발표하고 있으나 실시간 컴퓨터 애니메이션에 대한 저변·예산 등이 매우 부족한 실정이다.

　반면 선진국에서는 앞선 컴퓨터 기술을 바탕으로 첨단 실시간 컴퓨터 애니메이션 기술을 속속 선보이고 있다. 프랑스·미국 등에서는 광고나 쇼, 드라마 등에 애니메이션을 등장시켜 박진감 넘치는 영상을 보여주고 있다.

　우리나라에서도 한국가상현실협회, 문화관광부 산하 게임종합지원센터, 전자통신연구원 가상현실센터 등에서 실시간 컴퓨터 애니메이션 기술개발을 추진하고 있다.

　신 교수팀은 『현재의 연구추세라면 향후 5년 이내 선진국과 대등한 실시간 애니메이션 기술 확보가 가능하다』며 『이런 기술이 가지는 파급효과는 국내 영상·게임·방송산업의 비약적인 발전을 가져올 것』이라고 말했다.

대전=김상룡기자 srkim@etnews.co.kr