가상스튜디오 기술의 변화와 차세대 가상 스튜디오 제작 기술

스튜디오 제작과 가상 스튜디오

많은 가상 스튜디오는 3D 기술을 이용한 스튜디오에 실제 카메라 비디오를 합성하는 방식을 사용하고 있다. 즉 실제 스튜디오를 그래픽으로 대신하여 실제 Hard Set를 만들지 않고 그래픽으로 대신한다는 내용이다. 이렇게 그래픽으로 가상의 공간에 3D max와 Maya 같은 편집 도구를 사용해 스튜디오를 시각화시키고, 이것을 카메라의 움직임에 따라 실제처럼 실시간 합성을 하기 위해서는 트랙킹 센서가 장착된 고가의 장치가 필요하다.



– Full 3D 가상 스튜디오 최대의 장애물인 트랙킹 센서

가상으로 그래픽을 만들어 스튜디오를 운영할 때 실제 카메라의 움직임을 감지하여 이를 그래픽으로 구현하는 기술을 트랙킹 방식의 가상스튜디오라고 한다. 이때 카메라의 줌, 포커스, 위치(xyz), 각도(팬, 틸트) 등을 측정하여 이를 비디오와 동기화시켜 그래픽 출력을 하려면 H/W 센서를 사용한 고가의 트랙킹 장치를 사용해야 한다. 이러한 트랙킹 센서는 기계식, 광학식 등 다양한 방법이 출시되어 있으며, 이 센서는 고가일 뿐만 아니라 캘리브레이션, 세팅 등 전문가의 도움이 필요한 장치라는 단점이 있다. 하지만 Full 3D 가상 스튜디오를 제작하기 위해서는 필수적으로 트랙킹 센서를 사용해야만 했다.

㈜다림비젼이 출시한 Trackless(이러한 H/W 트래킹 센서를 사용하지 않고 S/W 방식으로 트랙킹 효과를 내는 기술) 방식의 가상 스튜디오는 H/W 트래킹 센서 비용을 제거하여 경제적일 뿐만 아니라 자유로운 카메라 액션을 구현할 수 있기 때문에 혁신적인 시스템이라고 할 수 있다. 이것은 진정한 의미에서 2D 카메라 영상과, 3D 배경을 합성하는 특수 효과를 사용하고 있어 한정된 3D 의 기능을 가지면서 최대의 3D 효과를 내게 하는 특수 기술이다.

– 트랙킹 시스템의 한계

트랙킹 센서 방식의 가상스튜디오는 센서의 사용 공간이 자유롭지 못하고 장비의 크기, 비싼 비용, 운영 유지를 위한 추가의 기술 인력 확보와 세팅 및 그래픽 환경과의 캘리브레이션의 어려움으로 스튜디오 운영이 매우 어렵다는 한계점을 가지고 있다. 이로 인해 실제 스튜디오에서 활용되는 곳은 많지 않다.

– 쇼도쿠의 트랙킹 센서를 이용한 다림의 트랙킹 가상 스튜디오 설치 사례

- KBS등의 가상 스튜디오 실이 100 평이상이 되는 대형 그린룸을 가 지고 있는 것도 카메라 움직임의 공간을 실제로 만들어야 하기 때 문이다.

세계 최초의 Trackless 3D 가상 스튜디오 VS2000

㈜다림비젼은 과거 트랙킹 방식에 의존하던 가상 스튜디오 기술의 벽을 넘어서는 새로운 Trackless (Trackingsensor-less), 혹은 Sensorless방식이란 단어로 표현되는 새로운 기술을 선보였다. 이는 고정된 카메라로 트랙킹 효과를 만들어 내는 기술과 크로마키, 믹서, 스위처, 비디오 서버를 한대로 만든 통합 올인원 가상스튜디오로써 초소형 공간에서 무한의 가상 세계를 구현하는 새로운 기술이다.

MS Windows OS와 nVidia 그래픽 프로세서 기반에 자체 개발 비디오 캡쳐 및 크로마키 보드를 장착하고 실시간 렌더 엔진을 개발하고, 3D max와 Maya플러그인을 이용한 편집기능을 직접 사용하여 그동안 여러대의 크로마키 외부장치와 전용 그래픽 에디터를 쓰던 가상 스튜디오 시장에 새로운 표준을 제시하면서 전세계 가상 스튜디오 시장의 새로운 방향을 제시하였다.

가상스튜디오 세트 디자인은 3D Max, Maya등의 3D 저작도구를 이용하여 외부 카메라, 비디오, 특수 효과들을 넣어 최대한 사실에 가까운 세트를 구성하는 디자인뿐만이 아니라, 이들의 특수 효과 등이 실제 가상 스튜디오의 엔진에서 무리 없이 구동 되도록 하는 최적화 작업이 필수적이다. 이것은 3D Max/Maya 엔진이 실시간 엔진이 아니라 각각의 프레임을 최고의 화질로 나타내도록 만들어진 Non-Realtime엔진이고, 가상 스튜디오는 카메라 비디오와 그래픽을 실시간으로 합성하는 실시간 엔진이어서 3D Max 등의 그래픽의 특수 효과들이 realtime 엔진에 적합하지 않기 때문이다. 이러한 한정된 그래픽을 realtime으로 실제처럼 보여주려면 최적화 과정이 필요한데, 이는 3D Max 또는 Maya 디자이너라고 하더라도 추가적으로 가상 스튜디오를 위한 최적화 기술을 습득하는데 시간과 노력이 필요하며, 경험 또한 축적되어야 좋은 디자인이 나올 수 있다.

Trackless 방식의 환경은 센서 없이 고정된 카메라로부터의 액터 비디오를 3D Max상에 미리 정해진 액터의 위치에 Texture 맵핑을 하고 가상 카메라의 렌더링 시 배경과 함께 액터를 합성하여 출력하는 방법이다. 가상 카메라가 실제 카메라 위치가 아닌 경우 액터 비디오의 변형을 주어야 되고 이 경우 왜곡이 최소화되도록 설계되어야 한다.

특히 ㈜다림비젼의 Trackless 기술의 등장은 ORAD, Monarch 등 전 세계에서 많은 유사 제품들의 등장의 촉매가 되었다. Trackless 방식은 실제 2D 가상 스튜디오에 사용하는 방식에 3D 배경을 합성하도록 하는 기본 개념과 가상 카메라 렌더 방식을 병행함으로써 그 동안의 트랙킹의 한계를 극복하는 수많은 장점, 특히 사용이 편리하고, 작은 공간을 활용하여 큰 가상 세계를 만드는 장점을 가지고 있다.

< VOL.203 방송과기술 >