KR101615371B1 - 삼차원 애니메이션 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 3D 애니메이션의 제작과정에서 목적하는 애니메이션의 특성을 고려하여 각 단계마다 기준치를 설정하여 이를 프로그램화하고, 그 기준치 내에서 캐릭터를 단순화하여 제작할 수 있도록 하므로써 보다 신속하고 저렴한 비용으로 제작될 수 있도록 한 3D 애니메이션 제작방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 각각의 캐릭터에 대한 신체 등신 비율을 일정하게 지정하여 모델링 작업의 기준치를 설정한 후 상기 기준치 내에서 모델링 작업을 실시하는 단계와; 상기 모델링된 캐릭터의 폴리건수를 최대치와 최소치로 지정하여 맵핑 작업의 기준치를 설정한 후 상기 기준치 내에서 맵핑 작업을 실시하는 단계와; 각각의 캐릭터의 동작을 지정하는 바이패드의 움직임 세팅을 모델링 작업에서 신체 등신 비율로 지정된 기준치와 대응시킨 후 이를 애니메이션 리소스로 제공하여 애니메이션 작업을 실시하는 단계와; 실내, 실외, 날씨, 계절, 시간에 따른 배경에 의해 캐릭터로 조사되는 빛은 기본적으로 사용되는 세팅으로 라이팅 작업을 실시하는 단계와; 상기 캐릭터의 오브젝트의 면에 따른 렌더링 질감을 각각의 캐릭터 특성에 따라 단계별로 지정하여 데이터 연산을 최소화한 후 렌더링 작업을 실시하는 단계;를 수행한다.

Description

삼차원 애니메이션 제작방법{3D Animation production methods}

본 발명은 3D 애니메이션 제작방법에 관한 것이다.

상세하게 본 발명은, 3D 애니메이션의 제작과정에서 목적하는 애니메이션의 특성을 고려하여 각 단계마다 기준치를 설정하여 이를 프로그램화하고, 그 기준치 내에서 캐릭터를 단순화하여 제작할 수 있도록 하므로써 보다 신속하고 저렴한 비용으로 제작될 수 있도록 한 3D 애니메이션 제작방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 애니메이션의 동영상이 진행될 때 프레임마다 디스플레이 화면 상에서 노출되지 않는 각 캐릭터의 부분이 삭제되도록 하여 각 프레임의 데이터 용량이 최소화되도록 하므로써 동영상의 로딩이 보다 신속하게 수행되며, 전체적인 동영상의 용량을 감축하여 더욱 저렴한 비용으로 제작될 수 있도록 한 3D 애니메이션 제작방법에 관한 것이다.

3D 애니메이션은 컴퓨터 기술의 발전에 의해 시작되었으며, 정지된 컷들을 연속으로 이어붙여 착시현상을 이용한 애니메이션에서 탈피하여 캐릭터와 배경을 모델링한 후 이를 컴퓨터의 연산에 의해 캐릭터 및 배경의 움직임을 표현할 수 있도록 한 것임은 주지된 것과 같다.

이와 같은 3D 애니메이션은 모델링, 맵핑, 애니메이션, 라이팅, 렌더링의 과정을 순차적으로 거쳐 완성되어지는 것으로, 각 과정은 전용의 컴퓨터 그래픽 툴과 애니메이션 툴을 사용하여 제작하게 된다.

대한민국 특허출원 제2001-0000469호(3D 캐릭터 직접 조정을 이용한 3D 애니메이션 영화 제작방법, 이하 기출원발명)에는 전술된 3D 애니메이션을 제작하기 위한 방법이 제시되고 있다.

기출원발명에 의한 3D 애니메이션의 제작은「3D 캐릭터의 조정 및 동작 구현 기법을 영화 촬영 분야에서 구현하므로써 기존의 3D 애니메이션 영화의 제작 방법에 비해 제작 시간이 단축되며 소요 인력의 감소로 제작비의 절감효과」얻도록 한 것으로 제시되고 있다.

이를 위해 기출원발명은「사이버 캐릭터의 동작을 구현해주는 방식으로는 모프스(Morphs) 기법에 Expert System 기법을 응용하여 초기 캐릭터와 최종 캐릭터를 제공해 주면 중간에 필요한 동작을 프레임으로 생성해 주는 방법이다. 즉, 캐릭터의 동작 변화 과정을 캐릭터의 윤곽선(Outline)과 적용된 색상 그리고 내부 표현 형태를 시간 축에 따라 프레임 단위의 정적 이미지로 생성해 주는 기술이다, 특히, 동선(動線)과 관련된 기술로서 한 동작에서 다음 동작이 어떠한 방향과 힘을 가지고 표현되느냐 하는 정보를 산출해 내는 기법이며, 이 기법에 의해 다음 동작이 정확하게 만들어지도록」하는 것이다.

상기와 같은 기출원발명의 3D 애니메이션 제작방법은 캐릭터의 움직임을 보다 편리하게 표현하도록 하는 것으로 제시되지만, 원천적으로 캐릭터의 모델링이 복잡해지게 되면 모델링 데이터의 용량이 커지기 때문에 움직임을 표현할 때에도 상당한 데이터 처리시간이 소요된다.

특히, 상기 3D 애니메이션 제작방법은 각 캐릭터 의한 캐릭터의 움직임 제어도 상당한 전문인력을 요구하게 되어 이를 연출하기 위한 별도의 인원을 작업과정에서 배치해야 하기 때문에 오히려 인력의 증가배치에 따른 제작경비의 지출이 발생된다.

또한, 상기 3D 애니메이션 제작방법은 동영상을 구현할 때 3D로 구현되어 상당한 용량을 갖는 각각의 캐릭터를 로딩하게 되는데, 디스플레이 화면 상에 노출되지 않는 부분까지 전체적으로 로딩하게 되어 애니메이션의 동영상 각 프레임이 상당한 용량으로 완성되며, 이와 같이 완성된 전체적인 애니메이션 파일의 용량도 증가되어 제작단가가 상승되는 문제점이 노출된다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 발명한 것이다.

이에 본 발명은, 3D 애니메이션의 제작과정에서 목적하는 애니메이션의 특성을 고려하여 각 단계마다 기준치를 설정하여 이를 프로그램화하고, 그 기준치 내에서 캐릭터를 단순화하여 제작할 수 있도록 하므로써 보다 신속하고 저렴한 비용으로 제작될 수 있도록 한 3D 애니메이션 제작방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 애니메이션의 동영상이 진행될 때 프레임마다 디스플레이 화면 상에서 노출되지 않는 각 캐릭터의 부분이 삭제되도록 하여 각 프레임의 데이터 용량이 최소화되도록 하므로써 동영상의 로딩이 보다 신속하게 수행되며, 전체적인 동영상의 용량을 감축하여 더욱 저렴한 비용으로 제작될 수 있도록 한 3D 애니메이션 제작방법을 제공함에 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아래의 과정을 수행한다.

본 발명은, 각각의 캐릭터에 대한 신체 등신 비율을 일정하게 지정하여 모델링 작업의 기준치를 설정한 후 상기 기준치 내에서 모델링 작업을 실시하는 단계와; 상기 모델링된 캐릭터의 폴리건수를 최대치와 최소치로 지정하여 맵핑 작업의 기준치를 설정한 후 상기 기준치 내에서 맵핑 작업을 실시하는 단계와; 각각의 캐릭터의 동작을 지정하는 바이패드의 움직임 세팅을 모델링 작업에서 신체 등신 비율로 지정된 기준치와 대응시킨 후 이를 애니메이션 리소스로 제공하여 애니메이션 작업을 실시하는 단계와; 실내, 실외, 날씨, 계절, 시간에 따른 배경에 의해 캐릭터로 조사되는 빛은 기본적으로 사용되는 세팅으로 라이팅 작업을 실시하는 단계와; 상기 캐릭터의 오브젝트의 면에 따른 렌더링 질감을 각각의 캐릭터 특성에 따라 단계별로 지정하여 데이터 연산을 최소화한 후 렌더링 작업을 실시하는 단계와;상기 렌더링 작업이 완료된 각 캐릭터를 동영상으로 편집하여 애니메이션 영상을 제작하는 단계;를 수행한다.

여기서, 상기 애니메이션 영상을 제작하는 단계는, 배경 영상에 각 캐릭터를 배치하는 단계와; 상기 캐릭터가 배경 영상에서 동영상으로 구현될 때 각 프레임 별로 디스플레이 화면 상에 노출되는 각도를 추출하는 단계와; 상기 캐릭터의 노출되는 각도를 제외한 나머지 구간에 대한 영상데이터를 각 프레임에서 삭제하여 데이터 용량을 감축시키고, 이들 프레임을 동영상으로 완성하는 단계;를 수행한다.

또한, 상기 애니메이션 영상은, 배경 영상에 각 캐릭터를 배치하는 단계와; 상기 캐릭터가 목적하는 단위 시간 또는 특정 개수의 프레임에서 디스플레이 화면 상에 노출되는 각도를 추출하는 단계와; 상기 캐릭터의 노출되는 각도를 제외한 나머지 구간에 대한 영상데이터를 단위시간 또는 특정 개수의 프레임에서 삭제하여 데이터 용량을 감축시키고, 이들 프레임을 동영상으로 완성하는 단계;를 수행하여 제작될 수 있다.

또한, 상기 애니메이션 영상은, 각 캐릭터가 단위시간 또는 특정 개수의 프레임에서 디스플레이 화면 상에 노출되는 각도를 미리 예측하여 추출하는 단계와; 상기 캐릭터의 노출되는 각도를 제외한 나머지 구간에 대한 영상데이터를 배경 영상에 로딩하여 동영상으로 완성하는 단계;를 수행하여 제작될 수도 있다.

이상에서와 같이 본 발명은, 제작하고자 하는 3D 애니메이션의 특성에 따라 제작 기준치가 최소한의 데이터만을 갖도록 단순화되어 보다 신속한 작업을 실시할 수 있게 되며, 편리한 작업과정에 의해 작업성이 향상되는 효과가 있다.

특히, 본 발명은 제작 데이터의 용량이 대폭 감소될 수 있게 되어 비교적 저가의 장비로도 애니메이션의 제작이 가능해지고, 작업시간의 단축에 따른 인력의 감소가 구현되어 제작비용을 절감할 수 있는 효과를 얻게 된다.

또한, 본 발명은 디스플레이 화면 상에서 노출되지 않는 각 캐릭터의 부분의 데이터가 삭제되어 프레임이 제작되도록 하므로써, 동영상의 보다 신속한 로딩에 따른 높은 작업성과 보다 생동감있는 영상을 제작할 수 있게 되며, 전체적인 애니메이션 파일의 용량이 감소되어 제작단가를 낮추어 제품 경쟁력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 3D 애니메이션 제작과정의 순서도.
도 2는 본 발명의 추가실시예1 순서도.
도 3은 본 발명의 추가실시예1 예시도.
도 4은 본 발명의 추가실시예2 순서도.

상기와 같은 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 3D 애니메이션 제작과정의 순서도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 의한 3D 애니메이션 제작과정은 모델링, 맵핑, 애니메이션, 라이팅, 렌더링 과정을 실시하여 수행된다.(S1-S5)

상기 모델링 단계(S1)는 각 캐릭터를 3차원으로 생성하여 기본 골격을 형성하는 과정으로, 각각의 캐릭터에 대한 신체 등신 비율을 일정하게 지정하여 모델링 작업의 기준치를 설정한 후 상기 기준치 내에서 모델링 작업을 실시하게 된다.

상기 맵핑 단계(S2)는 모델링된 캐릭터의 표면의 폴리건을 형성하여 캐릭터의 보다 정확한 윤곽을 형성하는 과정으로, 상기 모델링된 캐릭터의 폴리건수를 최대치와 최소치로 지정하여 맵핑 작업의 기준치를 설정한 후 상기 기준치 내에서 맵핑 작업을 실시하게 된다.

상기 애니메이션 단계(S3)는 맵핑된 캐릭터의 움직임을 각각 캡쳐하여 이들 움직임을 표현하기 위한 것으로, 애니메이션 프로그램의 바이패드를 이용하여 작업이 실시된다.

구체적으로, 상기 애니메이션 과정은 각 캐릭터의 동작을 지정하는 바이패드의 움직임 세팅을 모델링 작업에서 신체 등신 비율로 지정된 기준치와 대응시킨 후 이를 애니메이션 리소스로 제공하여 애니메이션 작업을 실시하게 된다.

상기 라이팅 단계(S4)는 애니메이션 내에서 캐릭터의 활동 공간에 따라 명암과 음영을 형성하기 위한 것으로, 실내, 실외, 날씨, 계절, 시간에 따른 배경에 의해 캐릭터로 조사되는 빛은 기본적으로 사용되는 세팅으로 라이팅 작업을 실시하게 된다.

상기 렌더링 단계(S5)는 캐릭터의 표면에 질감을 부여하기 위한 과정으로, 상기 캐릭터의 오브젝트 면에 따른 렌더링 질감을 각각의 캐릭터 특성에 따라 단계별로 지정하여 데이터 연산을 최소화한 후 렌더링 작업을 실시하게 된다.

이후, 상기 렌더링 과정이 완료되면, 배경 영상을 로딩한 후 상기 배경 영상에 각 캐릭터를 배치하고 이들 캐릭터에 동작, 대사 등의 데이터를 합성하여 다수의 프레임으로 구성되는 동영상을 완성하므로써 3D 애니메이션 영상이 제작된다.

<추가실시예1>

도 2는 본 발명의 추가실시예1 순서도, 도 3은 본 발명의 추가실시예1 예시도이다.

추가실시예1의 3D 애니메이션 영상 제작과정은 동영상이 구현될 때 각 프레임 별로 각 캐릭터가 로딩되는 영상데이터를 감축시켜 각 프레임의 용량을 감축시키도록 한 것이다.

상기 애니메이션을 형성하기 위한 동영상을 제작하기 위해 우선, 배경 영상에 각 캐릭터를 배치하게 된다.(S11)

이후, 상기 캐릭터가 배경 영상에서 동영상으로 구현될 때 각 프레임 별로 디스플레이 화면 상에 노출되는 각도를 추출하게 된다.(S12) 이는, 도 3에서와 각 프레임 별로 삼차원의 배경 영상에서 가상의 디스플레이면(1)을 형성하고, 상기 디스플레이면(1)을 기준으로 전방의 캐릭터(2) 부분은 디스플레이 화면 상에 노출되는 부분이 되며, 후방의 캐릭터(2) 부분은 디스플레이 화면 상에 노출되지 않는 부분이 된다.

상기 추출과정 후, 캐릭터의 노출되는 각도를 제외한 나머지 구간에 대한 영상데이터는 각 프레임에서 삭제하게 되는데,(S13) 이때, 상기 과정에 의하면 디스플레이 화면 상에서 노출되는 각도는 캐릭터(2)의 평면상 중심을 기준으로 방사상 대략 180°가 되지만, 보다 안정적인 영상출력을 위해 180°보다 큰 각도로 설정하여 캐릭터(2)의 외곽선이 선명하게 표현될 수 있도록 함이 바람직하다.

상기와 같이 디스플레이 화면 상에서 노출되지 않는 캐릭터(2)의 부분이 삭제된 각 프레임을 동영상으로 완성하고,(S14) 상기 배경 영상의 변화에 따라 전술된 일련의 과정을 연속적으로 실시하면 용량이 대폭 감소된 3D 애니메이션이 제작된다.

<추가실시예2>

도 4는 본 발명의 추가실시예2 순서도이다.

추가실시예2의 3D 애니메이션 영상 제작과정은 동영상이 구현될 때 단위 시간 또는 특정 개수(1이상)의 프레임에서 각 캐릭터가 로딩되는 영상데이터를 감축시키기 위한 것으로, 전술된 추가실시예1과의 각각의 프레임에서 실시되는 작업과정에 비해 보다 신속한 작업이 실시될 수 있도록 한 것이다.

이를 위해 추가실시예2의 3D 애니메이션 영상 제작과정은, 배경 영상에 각 캐릭터를 배치하는 하고,(S21) 상기 캐릭터가 목적하는 단위 시간 또는 특정 개수의 프레임에서 디스플레이 화면 상에 노출되는 각도를 추출한 후,(S22) 상기 캐릭터의 노출되는 각도를 제외한 나머지 구간에 대한 영상데이터를 단위시간 또는 특정 개수의 프레임에서 삭제하여 데이터 용량을 감축시키고,(S23) 이들 프레임을 동영상으로 완성하게 된다.(S24)

여기서, 상기 디스플레이 화면 상에서 캐릭터의 노출 또는 노출되지 않는 부분의 설정은 추가실시예1의 가상 디스플레이면을 이용하는 과정에서와 같다.

<추가실시예3>

추가실시예3의 3D 애니메이션 제작방법은 추가실시예1, 추가실시예2에 비해 신속한 작업을 실시하기 위한 것이다.

이를 위해 3D 애니메이션 영상 제작과정은 각 캐릭터가 단위시간 또는 특정 개수의 프레임에서 디스플레이 화면 상에 노출되는 각도를 미리 예측하여 추출하는 과정과, 상기 캐릭터의 노출되는 각도를 제외한 나머지 구간에 대한 영상데이터를 배경 영상에 로딩하여 동영상으로 완성하는 과정을 실시하게 된다.

즉, 상기 과정은 단일의 배경 영상 조건의 상당개수의 프레임 상에서 다양하게 움직이는 캐릭터가 디스플레이 화면 상에서 노출되지 않는 구간을 예측해야 하지만, 캐릭터 자체의 움직임이 단순하다면 보다 신속한 작업을 실시할 수 있게 된다.

1: 디스플레이면
2. 캐릭터

Claims (4)

1. 각각의 캐릭터에 대한 신체 등신 비율을 일정하게 지정하여 모델링 작업의 기준치를 설정한 후 상기 기준치 내에서 모델링 작업을 실시하는 단계와; 상기 모델링된 캐릭터의 폴리건수를 최대치와 최소치로 지정하여 맵핑 작업의 기준치를 설정한 후 상기 기준치 내에서 맵핑 작업을 실시하는 단계와; 각각의 캐릭터의 동작을 지정하는 바이패드의 움직임 세팅을 모델링 작업에서 신체 등신 비율로 지정된 기준치와 대응시킨 후 이를 애니메이션 리소스로 제공하여 애니메이션 작업을 실시하는 단계와; 실내, 실외, 날씨, 계절, 시간에 따른 배경에 의해 캐릭터로 조사되는 빛은 기본적으로 사용되는 세팅으로 라이팅 작업을 실시하는 단계와; 오브젝트의 면에 따른 렌더링 질감을 각각의 캐릭터 특성에 따라 단계별로 지정하여 데이터 연산을 최소화한 후 렌더링 작업을 실시하는 단계와; 상기 렌더링 작업이 완료된 각 캐릭터를 동영상으로 편집하여 애니메이션 영상을 제작하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 애니메이션 제작방법에 있어서,
   상기 애니메이션 영상을 제작하는 단계는,
   배경 영상에 각 캐릭터를 배치하는 단계와;
   상기 캐릭터가 배경 영상에서 동영상으로 구현될 때 각 프레임 별로 디스플레이 화면 상에 노출되는 각도를 추출하는 단계와;
   상기 캐릭터의 노출되는 각도를 제외한 나머지 구간에 대한 영상데이터를 각 프레임에서 삭제하여 데이터 용량을 감축시키고, 이들 프레임을 동영상으로 완성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 애니메이션 제작방법.
   
2. 삭제
3. 각각의 캐릭터에 대한 신체 등신 비율을 일정하게 지정하여 모델링 작업의 기준치를 설정한 후 상기 기준치 내에서 모델링 작업을 실시하는 단계와; 상기 모델링된 캐릭터의 폴리건수를 최대치와 최소치로 지정하여 맵핑 작업의 기준치를 설정한 후 상기 기준치 내에서 맵핑 작업을 실시하는 단계와; 각각의 캐릭터의 동작을 지정하는 바이패드의 움직임 세팅을 모델링 작업에서 신체 등신 비율로 지정된 기준치와 대응시킨 후 이를 애니메이션 리소스로 제공하여 애니메이션 작업을 실시하는 단계와; 실내, 실외, 날씨, 계절, 시간에 따른 배경에 의해 캐릭터로 조사되는 빛은 기본적으로 사용되는 세팅으로 라이팅 작업을 실시하는 단계와; 오브젝트의 면에 따른 렌더링 질감을 각각의 캐릭터 특성에 따라 단계별로 지정하여 데이터 연산을 최소화한 후 렌더링 작업을 실시하는 단계와; 상기 렌더링 작업이 완료된 각 캐릭터를 동영상으로 편집하여 애니메이션 영상을 제작하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 애니메이션 제작방법에 있어서,
   상기 애니메이션 영상을 제작하는 단계는,
   배경 영상에 각 캐릭터를 배치하는 단계와;
   상기 캐릭터가 목적하는 단위 시간 또는 특정 개수의 프레임에서 디스플레이 화면 상에 노출되는 각도를 추출하는 단계와;
   상기 캐릭터의 노출되는 각도를 제외한 나머지 구간에 대한 영상데이터를 단위시간 또는 특정 개수의 프레임에서 삭제하여 데이터 용량을 감축시키고, 이들 프레임을 동영상으로 완성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 애니메이션 제작방법.
   
4. 각각의 캐릭터에 대한 신체 등신 비율을 일정하게 지정하여 모델링 작업의 기준치를 설정한 후 상기 기준치 내에서 모델링 작업을 실시하는 단계와; 상기 모델링된 캐릭터의 폴리건수를 최대치와 최소치로 지정하여 맵핑 작업의 기준치를 설정한 후 상기 기준치 내에서 맵핑 작업을 실시하는 단계와; 각각의 캐릭터의 동작을 지정하는 바이패드의 움직임 세팅을 모델링 작업에서 신체 등신 비율로 지정된 기준치와 대응시킨 후 이를 애니메이션 리소스로 제공하여 애니메이션 작업을 실시하는 단계와; 실내, 실외, 날씨, 계절, 시간에 따른 배경에 의해 캐릭터로 조사되는 빛은 기본적으로 사용되는 세팅으로 라이팅 작업을 실시하는 단계와; 오브젝트의 면에 따른 렌더링 질감을 각각의 캐릭터 특성에 따라 단계별로 지정하여 데이터 연산을 최소화한 후 렌더링 작업을 실시하는 단계와; 상기 렌더링 작업이 완료된 각 캐릭터를 동영상으로 편집하여 애니메이션 영상을 제작하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 애니메이션 제작방법에 있어서,
   상기 애니메이션 영상을 제작하는 단계는,
   각 캐릭터가 단위시간 또는 특정 개수의 프레임에서 디스플레이 화면 상에 노출되는 각도를 미리 예측하여 추출하는 단계와;
   상기 캐릭터의 노출되는 각도를 제외한 나머지 구간에 대한 영상데이터를 배경 영상에 로딩하여 동영상으로 완성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3D 애니메이션 제작방법.
   

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