[멀티미디어] 5장 애니메이션 : 컴퓨터 애니메이션

컴퓨터 애니메이션의 개념

컴퓨터는 애니메이션에 혁명적인 변화를 가져왔음

    ▪ 기존의 수작업을 단순히 컴퓨터로 대신하는 것부터 3차원 애니메이션과 특수효과까지 제작
    ▪ 디지털화 된 애니메이션은 수정 및 편집, 전송과 저장이 용이

    ▪ 복제가 수월하여 수백명의 군중 Scene 제작에 용이

(1) 스프라이트 애니메이션 (Sprite-based Animation)

    ▪ 스프라이트(Sprite)

        → 애니메이션에서 독립적으로 움직이는 래스터 객체
    ▪ 아케이드 게임 속에 등장하는 캐릭터들의 애니메이션
    ▪ 스프라이트 애니메이션은 스프라이트 만을 다시 그려주면 된다
        → 파일 크기나 데이터 전송 속도의 요구도 플립북 애니메이션보다 적음

 

(2) 벡터 애니메이션 (Vector Animaton)

    ▪ 인터넷에서 사용되는 플래시(Flash) 파일 포맷이 사용하는 방법
    ▪ 스프라이트가 비트맵이 아닌 수학적인 공식으로 표현
        → 파일의 크기는 스프라이트 애니메이션 보다 작음
        → 크기에 상관 없이 깨끗하게 보여짐

(3) 키 프레임과 트위닝 (Key-frame and Tweening)

    ▪ 기존의 애니메이션/만화영화 제작 시
        ▲ 키 프레임(Key frame) : 숙련된 애니메이터는 중요한 장면만 작성
            →  가장 중요한 장면, 중요한 액션이 등장하는 장면, 시점이 변하는 곳 등
        ▲ 트위닝: 나머지 중간 부분은 트위닝 기법으로 완성
            → 키 프레임 사이(Between)를 채운다는 의미의 IN-BETWEENING에서 유래

    ▪ 컴퓨터 환경에서도 유사

        ▪ 애니메이터는 키프레임만 완성
            → 시간선(time-line) 중간 중간에 키 애니메이션 작성
            → 중간 과정은 컴퓨터가 생성
        ▪ Frame Rate: 초당 프레임 수

 

키프레임 애니메이션 (Key-frame animation)

    ▪ 2차원 및 3차원 애니메이션에서 가장 널리 사용되는 기법
    ▪ 스토리보드의 작성, 물체의 표현, 키 프레임의 설정, 그리고 인비틴(In-between) 프레임의 생성 과정을 거침

 

 

특수효과

(1) 모핑 (Morphing) 

    ▪ 2개의 이미지나 3차원 모델 사이에 서서히 변화하는 과정을 표현

        → 3차원 모핑 사용 ex) 마이클 잭슨 뮤직 비디오 "Dangerous“, 영화 "터미네이터 2", 우리나라의 영화 "구미호", "은행나무 침대" 등

    ▪ 모핑의 원리

        → 처음 프레임과 마지막 프레임을 지정
        → 각 프레임 사이에 서로 매핑되는 점들을 지정
        → 나머지는 컴퓨터가 생성
             ➢ 이 과정을 보간(Interpolation)이라고 함

 

 

(2) 로토스코핑 (Rotoscoping)

    ▪ Betty Boop과 뽀빠이에게 생명을 불어넣기 위해서 1915년 경 Max Fleischer가 개발
    ▪ 로토스코핑은 크게 2가지 의미로 사용
        → 영화의 한 장면에 애니메이션을 삽입하는 셀 애니메이션
        → 액션 장면의 정지 프레임을 추적하여 움직임을 표현

(3) 입자시스템 (Particle System)

    ▪ 비, 불, 연기, 폭발 등의 자연 현상의 애니메이션을 제작
        → 영화에서 폭발 등의 특수효과에 사용
        → 영화 트위스터는 토네이도를 시뮬레이션
    ▪ 입자들에 대해 그 행동과 특성을 하나하나 부여

(4) 절차적 애니메이션 (Procedural Animation)

    ▪ 물체에 대한 알고리즘/물리공식을 만들어 움직임을 생성하는 기술
    ▪ 미립자 시스템(Particle system)이나 유동 표면(Flexible surface)과 같은 자연 현상이나 복잡한 시스템에 적용
    ▪ 물리기반 시뮬레이션 분야에서 연구 중

 

 

3차원 동작의 애니메이션

역운동학 (Inverse Kinematics) 

    ▪ 인간이나 로보트와 같이 계층적으로 구성된 구조체의 동작을 표현
        → 각 관절의 움직임을 말단 부분의 움직임에서부터 역으로 계산
        → 역운동학을 사용해 물체의 한 부분이 움직였을 때 연결된 부분들이 자연스럽게 그 부분을 따라가도록 할 수 있다. 
    ▪ 단점 : 관절을 하나씩 제어하는 것이 아니므로 팔이 뒤로 꺾이는 등의 부자연스러운 움직임이 연출 될 수 있음

 

모션 캡쳐 (Motion Capture)

    ▪ 모션 캡쳐는 인간의 움직임을 만들어내는 가장 자연스러운 방법
    ▪ 3차원 컴퓨터 애니메이션의 생성을 위해 가장 많이 사용되는 기술
    ▪ 인간의 움직임을 직접 캡쳐(Capture)하여 움직임의 정보를 저장
        → 마커(Marker) 또는 트랙커(Tracker)센서 사용