[게임테크] 캐릭터 애니메이션에 인공지능 투입

내추럴모션은 캐릭터 데이터에 간편한 방식으로 애니메이션 블렌딩과 물리적으로 상호작용하는 속성을 담아내는 기법을 선보였다. 고전적인 코드 추가 방식이 아니라 데이터 주도형 애니메이션 시스템을 기반으로 자사 캐릭터 툴 '모핌'과 아직 개발중인 차세대 기술 '유포리아'를 시연한 것이다.

사이먼 마크 내추럴모션 최고기술책임자(CTO)는 28일 게임스팟코리아와 지디넷코리아가 개최한 ‘게임테크 2012’에서 '애니메이션 작업의 현재와 미래'라는 주제로 강연을 진행했다.

마크 CTO는 강연을 통해 기존 애니메이션 제작 방식의 문제점을 지적하고 데이터 관리에 초점을 맞춘 애니메이션 제작기법과 과정상 필요한 게임과의 연관성을 다뤘다. 더불어 3D캐릭터 골격 설계와 개발 성능을 화두로 내추럴모션의 애니메이션 엔진 '모핌'과 캐릭터에 능력치를 부여하는 차세대 애니메이션 기술 '유포리아'를 선보였다.■데이터 주도형 애니메이션 설계

그는 데이터 주도형 애니메이션 시스템을 제안했다. 코드화된 애니메이션 엔진은 그대로 두고 다른 시스템, 물리엔진 등을 혼합하는 방법을 달리 한 것이다. 결과적으로 애니메이션 블렌딩과 구조 변경을 빠르게 할 수 있다고 주장한다. 데이터 추출 도구로 애니메이션 데이터를 추출하고 이를 다른 작업에 재사용할 수 있도록 하는 전략으로 요약된다.

이를 위한 애니메이션 엔진 '모핌'이 시연됐다. 이를 사용시 게임 런타임에서 애니메이션 데이터를 추출할 수 있다. 모션을 캡처한 클립, 3D맥스와 마야 등 툴에서 쓰는 데이터를 연결할 수 있다. 애니메이션을 게임에서 어떻게 사용할 것인지에 대해 쉽게 시각화할 수 있다. 예를 들어 중앙 왼쪽에 선택된 애니메이션 재생 영역이 보이고 그 오른쪽에 블렌딩 애니메이션을 만드는 다이어그램을 그릴 수 있다. 모핌은 모듈을 선택하고 매핑하며 속도 등 입력값을 지정하면 곧바로 결과를 보여 준다.

마크 CTO는 모핌이 캐릭터의 걸음걸이나 미세 동작을 자동 조정해 주고 게임속에서 라이브 시연도 가능하다고 설명했다.

캐릭터를 애니메이션에서 서로 다른 사태로 전환하기 위한 노드를 생성, 멈춰선 상태에서 움직이고 달리는 등 동작을 부드럽게 연결할 수 있다. 미끄러지는 실수 없이 자연스러운 시각화가 가능하다는 설명이다. 이어 소개된 개념은 '프로시저럴 애니메이션'이다.

■변수 입력으로 블렌딩…프로시저럴 애니메이션

프로시저럴 애니메이션은 '알고리즘 기반의 애니메이션 생성방식'이라 바꿔 말할 수 있다. CPU에 의해 생성된 런타임의 일종이다. 이미 생성된 애니메이션 모션 이외에 새로운 애니메이션을 만들 수 있다. 파라미터에 의해 애니메이션을 직접 컨트롤하고 원하는 결과를 정확하게 구현할 수 있는 게 장점이다. 메모리와 디스크 공간과 프로덕션타임과 비용 등을 절약하고 전체 애니메이션 개발 자원과 다뤄야 할 데이터를 줄일 수 있다는 얘기다.

마크 CTO는 여러 다양한 형태가 프로시저럴 애니메이션으로 구현되지만 사람들이 이를 아주 많이 활용하진 않는다며 컨트롤하기 어려워 올바른 결과값을 얻을 수 없거나 프로시저럴 구성요소간 연결고리가 명확치않아 깨진듯 보이는 결과를 접하게 돼서다고 말했다.

프로시저럴 애니메이션의 약점을 극복할 관건은 앞서 언급한 데이터 주도적 애니메이션 기법으로 전체 시스템을 통합해 나가는 것으로 요약된다. 간단한 블렌딩과 같은 방식으로 프로시저럴 애니메이션 컨트롤이 가능하다는 게 마크 CTO의 주장이다. 그는 다양한 프로시저널 애니메이션 기법이 '모핌' 툴에서 구현될 수 있음을 강조했다.

일례로 어떤 방향을 캐릭터가 바라봐야 하느냐, 어디로 나아가야 하느냐를 제어할 수 있다. 프로시저널 시스템에서 직접 파라미터값을 설정함으로써 가능해지는 것이다.

캐릭터가 걷다가 뛰는 모습에서 다른 방향으로 전환하는 과정이 존재하는데, 정면만 바라모는 캐릭터를 만들어 놓고 새로운 애니메이션을 만들지 않고 다른 방향을 바라보게 할 수도 있다. 블렌딩 애니메이션 다이어그램에서 머리 방향을 지정하는 변수를 입력하는 것만으로 만들어낸 새로운 자세와 움직임이 마크 CTO의 모핌 툴 시연으로 나타났다.

■모핌 툴 활용 전략 '리타게팅'

마크 CTO는 핵심 아이디어는 캐릭터 전체 네트워크상의 개별 노드만 끄집어내어 입력된 변수만으로 연결된 새로운 동작까지 만들 수 있다는 것이라며 상체 모양만 유지하고 무릎을 굽히고 펴거나 허리를 틀거나 하는 '풀 바디 에이밍 시스템'도 쉽게 구현된다고 강조했다.

이는 게임에서 캐릭터가 특정 방향을 향해야하는 상황에 별도 애니메이션을 만들지 않아도 연출이 가능하다는 얘기다.

마크 CTO는 프로시저럴 테크닉으로 게임에서 캐릭터 애니메이션이 환경과 적절하게 상호작용하는 부분이나 캐릭터마다 다른 골격을 만들어줘야 하는 상황에 다른 캐릭터의 골격을 가져와 재사용할 수 있도록 해주는 기법으로도 통한다고 밝혔다.

내추럴모션은 남성 캐릭터 골격을 재사용해 여성 캐릭터 관절(리그)을 구현하는 일명 리타게팅 기법을 시연했다. 모핌 툴이 제공하는 리타게팅 모듈 하나를 노드에 추가하자 여성캐릭터에게 남성 애니메이션이 적용됐다. 이로써 2개의 상이한 애니메이션 세트를 만들거나 모든 시스템이 하나의 애니메이션 세트로 리타게팅 될 수도 있다.

문제가 없는 건 아니다. 일괄적인 리타게팅이 캐릭터 개성을 떨어뜨리는 결과를 초래한다는 것이다. 내추럴모션은 이에 대한 해법도 제시한다. 걷기 등 기본 움직임을 리타게팅 이후 공격모션 같은 개별 동작에 대해서는 커스터마이제이션도 부여할 수 있다.

■동적 게임 환경과 만나면…

마크 CTO는 이제까지 살펴본 기법들은 정적 공간을 전제한 것이지만 최근 엔비디아나 하복 등의 물리 엔진을 통해 게임이 구현되는 공간도 동적으로 변화하는 추세라며 공간에 물리적으로 구성된 사물과 캐릭터가 제대로 상호작용하도록 만들어야 한다고 지적했다.

그에 따르면 이제까진 캐릭터와 사물간 실감나는 상호작용을 구현하기 위해 게임 프로그래밍에 복잡한 코드를 생성해야 했다고 한다.