Joe Herman Reviews iPi Soft’s Markerless Motion Capture System
모션 캡처 또는 mocap은 현대적인 애니메이터들의 툴킷의 일환으로 자리매김했습니다. 전통적인 애니메이션 대신에 모캡에 포함되는 다양한 스타일의 애니메이션은 시간과 예산을 절약할 수 있습니다. 하지만 최근까지 Polhemus과 Vicon 시스템과 같은 회사의 값비싼 카메라와 소프트웨어에 투자가 가능했던 프로덕션만이 이 방법을 사용하는 것을 고려할 수 있었습니다.
그러나 수십 년 동안 mocap이 biomechanics 연구의 photogrammetric 분석을 위한 도구로 시작되면서, 이 기술의 발전이 그 가격을 계속 떨어뜨려 왔습니다.
이제 Microsoft’s Kinect인터페이스와 결합된 Moscow기반의 ipiSoft의 모션캡쳐 소프트웨어가 모캡의 가격 $1,000 이하로 낮추는 데 영향을 주었습니다. 그럼 여기서 모캡을 기반으로 한 프로젝트를 고려하는 소규모 제작자들에게는 불가능한 것일까요?
제가 처음 ipiSoft’s markerless 모션캡쳐 기술에 대해 들었을 때 강한 호기심을 갖게 되었습니다. 두 개의 표준 Microsoft Kinect 모션센서와 함께 사용하는 ipiSoft는 전통 모캡시스템의 비용의 일부만으로도 구입할 수 있으며 정확한 모션캡쳐 전송이 가능한 제품이었습니다. 뿌만 아니라 설치 또한 마커의 사용 없이 모캡을 할 수 있게 해줍니다. 액터의 수트에 부착된 이러한 반사물체는 모션을 추적하는 데 사용되는데, 이런것을 사용하게 되면 가격이 올라가게 됩니다. 반면에 ipiSoft app와 2개의 Kinects는 최소의 패키지를 구성하는데, 이것은 inertial 센서와 같은 대체 기어는 물론 복잡한 스튜디오나 기술팀 조차도 필요로 하지 않습니다.
그런데 어떻게 이게 가능한 것일까요? ipiSoft의 역량을 실험해 본 후에 나는 흥미로운 결론을 세웠습니다.
iPi Studio
제가 ipiSoft 기술을 테스트하기 전에 ipiSoft의 창립자이자 회장인 Michael Nikonov의 비하인드 스토리를 들어보도록 합시다. 그는 혁신적인 markerless방식의 모션캡쳐로 특허를 받은 삼성의 팀원으로 있었습니다.
Nikonov에 따르면, markerless모션캡쳐는 기존의 모캡방식과 경쟁할 수 있을 뿐 아니라 헐리우드에서 사용된 마커기반의 시스템과도 비교할 만한 정확성을 가지고 있어서 앞으로 우수한 시스템이 될 준비가 되어 있다고 했습니다.
“나는 구식의 컴퓨터에 대한 모캡솔루션을 비교했습니다” Nikonov가 말했습니다. “이제, 애니메이션용도의 모캡의 사용은 예산 때문에 제한되어서는 안되고, 오직 당신이 제공할 수 있는 창의성의 양에 의해 사용되어야 합니다.
업계에서 자리를 잡은 영국회사 Vicon의 마커기반 모션캡쳐 기술의 setup을 잠깐 살펴보도록 합시다. 이 회사의 최신 초보자용 제품라인인 Bonita는 작은 IR 반사마커가 있는 액터의 수트와 함께 IR LED 라이트를 쓰는 카메라를 사용합니다. Vicon 소프트웨어는 여러 대의 카메라를 둥글게 배치하여 (Realtime triangulation) 3D 공간 내에서의 액터들의 포인트를 찾을 수 있습니다. Bonita시스템은 $10,000부터 가격이 책정됩니다.
ipiSoft와 markerless시스템은 반사하는 마커와 같은 점에 의존하지 않고, 복잡한 알고리즘을 사용하는데 이 알고리즘은 Kinect 카메라로 보내는 픽셀정보를 해석합니다.
Michael Nikonov
또한 Kinect의 카메라 시스템은 웹캠 같은 카메라로 적외선 프로젝션에 사용할 뿐만 아니라, 사물과 3D인체의 움직임을 추적하는 프로세서로도 사용됩니다.
Nikonov가 말하기를, markerless접근방식은 특히 occlusion을 다룰 때 더 믿을 만 하다고 합니다.( occlusion이란 폐색으로, 액터의 바디 일부가 어떤 부분에 의해 감춰졌을 때 나타나는 현상으로 예를 들면 팔이 몸통 뒤에 갔을 때)
Nikonov 에 의하면, occlusion문제를 해결할 수 있는 유일한 방법은 16~20개의 장치를 설치 및 배치하여 더 많은 카메라를 사용하는 마커기반의 시스템입니다. 이 카메라들 때문에 센서들을 실행하는 복잡함뿐 아니라 액터는 반드시 수트를 입어야 하며, 또 작업이 잘 진행되는지 확인하는 기술자들도 있어야 합니다. 결과적으로 이 모든것들로 인해 마커기반 모캡이 가격이 높습니다. 실제로 Nikonov가 다음과 같이 지적했습니다. “마커기반과 관련된 모든것을은 비쌉니다. ipiSote 한 대보다 수트 하나 가격이 더 비쌉니다”
모든 카메라와 케이블을 포함하여 액터에게 센서를 부착해야 하는 번거로움과 이 모든 장비를 설치할 공간이 필요한 단점에도 불구하고 마커기반의 모션캡쳐 가격은 오히려 예전보다 더 비싸졌습니다. 반면에 iPiSoft markerless소트프웨어의 베이직 버전은 $595(스탠다드 버전은 $995)에 키넥트 센서 한 개당 120불 정도 밖에 하지 않습니다.
ipiSoft의 웹사이트 상단에 보면 “대중을 위한 모션캡쳐”라는 말을 볼 수 있습니다. 나는 그 말에 동의합니다. 독자적인 애니메이터나 작은 스튜디오들조차도 사용할 수 있는 여유가 됩니다. 그러나 아직까지 궁금한 게 있습니다. 이것을 실제로 어떻게 잘 사용할 수 있을까요? Michael Nikonov와의 대화를 한 후에 스스로 정답을 찾을 수 있었습니다.
말씀드린대로 ipiSoft 시스템은 저렴한 가격에 바로 구입이 가능한 Kinect 모션센서를 사용합니다. 마이크로소프트에 따르면 이 Kinect 모션센서 입력장치는 원래 2010년 출시되었던 Xbox 360 비디오 게임을 위한 개발된 것입니다. 이 센서는 은은한 조명 아래의 3D 데이터를 캡쳐 하는 적외선 센서를 포함합니다.
Two Kinects and a pair of USB extension cables
iPi Soft 모션캡쳐 소프트웨어의 예전 버전은 오직 하나의 Kinect를 지원했지만, 이제는 두 개의 Kinect에서 데이터를 수집할 수 있는 능력을 갖추고 있어서 Depth 정보를 더욱 더 정확하게 전달할 수 있습니다. 캐릭터가 360도 회전하는 동작을 문제없이 촬영할 수 있다는 점은 단 두 개의 키넥트 센서가 캐릭터의 위치값의 미미한 차이를 인식하고 처리해 낼 수 있도록 만들었다는 점에서 인상적이었습니다.
A Microsoft Kinect
Along with the Kinects came two USB active extension cables; 나는 이 케이블들을 HP Z800 컴퓨터에 Kinect를 연결하는 데 사용했습니다. 이것은 가장 성능 좋은 컴퓨터입니다. (여기서 나의 리뷰를 확인 할 수 있습니다) 나는 2D나 3D 작업에 잘 맞는 컴퓨터인 Nvidia Quadro 5000 역시 사용하고 있습니다. 말할 필요도 없이, 이 시스템은 작업에 필요한 파워보다 더 많은 파워를 제공합니다.
더 넓은 장소란 연기를 할 수 있는 충분한 공간과 카메라를 배열할 수 있는 공간의 여유가 생길 수 있으므로 사용자에게는 큰 이점이 됩니다.
만약에 안 쓰는 사무실이나 방을 가지고 있다면 가장 이상적입니다. 나는 나의 집에 사무실을 만들었는데, 좀 좁았지만 모션을 하기에 충분한 공간이었습니다. Ipi Soft의 dual-Kinect motion capture system에 대해 열심히 찾은 이유 중 하나는 ipiSoft는 다른 것보다 애니메이터의 기술적인 실력에 따라 좌우된다는 사실입니다. 대형 스튜디오를 임대할 수 있는 스튜디오라면 문제가 되지 않지만, 제 생각에는 협소한 공간 안에서도 잘 작업이 되는지도 중요하다고 생각합니다.
Ipi Soft는 최소한 10피트 x 10피트의 공간을 추천하며, 캡쳐범위는 7피트 x 7피트를 추천합니다. 사실 이는 Kinect 센서의 최소 범위입니다.
키넥트 센서들을 위치하는 방법에는 두 가지가 있습니다. 하나는 60도에서 90도의 간격으로 위치하는 방법과 180도, 즉 마주보게 하여 위치하는 방법이 있습니다. 제 스튜디오에서는 구조상 60도에서 90도가 더 나은 것 같습니다. 전 tripod를 사용하여 센서들을 허리 높이에 위치시켰습니다.
Calibration
칼리브레이션 비디오를 녹화한 후 iPi Desktop Motion Capture 소프트웨어에서 파일을 여니 키넥트 센서가 계산한 Depth값을 확인할 수 있었습니다. 밝은색 픽셀을 보면 모든 픽셀은 X와 Y값으로 구성된 평평한 면에 표시되는 것 같지만 화면을 돌려보면 Depth (Z)값이 들어있는 것을 확인할 수 있습니다.
모션캡쳐 소프트웨어는 키넥트센서에 기반하여 3D 픽셀을 만듭니다. 키넥트 센서는 액터를 비롯해제 촬영공간에 있는 벽이나 바닥, 가구를 통틀어 묘사합니다. 2초 동안 촬영을 하지 않은 채 시간을 보내는 이유는 액터를 배경과 구분시키기 위해서입니다.
실수로 센서를 움직이게 되거나 카메라의 위치를 조정하게 되면 칼리브레이션 작업은 다시 이루어져야 합니다. (쓰러뜨리거나 위치가 재조정 되지 않도록 주의하십시오.) 칼리브레이션 작업이 간단하므로 별 문제가 되진 않지만, 키넥트가 센서의 위치가 바뀌지 않는다면 이미 저장해 놓은 XML 칼리브레이션 파일을 계속 재사용할 수 있으므로 시간을 절약할 수 있습니다.
칼리브레이션이 끝났다면 모션을 녹화합니다. iPi Recorder를 실행 후 2초 후에 (칼리브레이션 때와 같이) 촬영공간으로 들어갑니다. 액션을 취하기 전에 T-pose를 해야 합니다. T-Pose는 팔을 몸과 나란히 양 옆으로 펴고 바른 자세로 서는 것입니다. 이 자세를 1초에서 2초 정도 취하고 액션을 취하면 됩니다. 전 ‘박남정’은 아니지만 발차기, 사이드스텝이나 몸을 회전시켜 보면서 iPi Soft가 잘 따라오는지 확인하십시오.
iPi Desktop motion Capture에서 댄스 비디오를 여십시오. 소프트웨어 안에 human rig가 T-Pose되로 내장되어 있습니다. 촬영한 비디오에서 T-Pose를 하고 있는 프레임을 선택하고 human rig와 저의 T-Pose를 ‘move’나 ‘scale’ 툴을 사용해 대략적으로 매칭 시킵니다.
3D 모델을 모션캡쳐 소프트웨어로 불러오는 것 대신에 모션캡쳐를 3D 프로그램으로 불러오는 것입니다. iPi Soft는 이 점에서 Cinema 4D, Maya, MotionBuilder, 3D Max, FBX, COLLADA, BVH, LightWave, Softimage, Poser, DAX3D, iClone, Blender와 같은 호환 가능한 다양한 옵션을 제공합니다.
전 안정된 캐릭터 애니메이션 툴이 내장된 Maxon의 Cinema 4D R13을 사용했습니다. Cinema 4D는 Sony Pictures Imageworks, Rhythm 이나 Hues에서 사용되고 있는 툴입니다. 이 점과 관련하여 유용한 앱을 더 원한다면 Cinema 4D R13에 대한 저의 리뷰를 참고하기 바랍니다. (전 테스트 목적으로 Maya나 MotionBuilder로도 import 해봤고 잘 되었습니다)
iPi Soft의 마커리스 모션캡쳐 시스템과 Cinema 4D를 연동한 결과물을 확인할 수 있습니다.
사용자의 모션캡쳐 데이터가 전투신이나 스포츠에서의 움직임 때문에 더 많은 촬영공간이 요구된다면 카메라가 6개까지 연동가능 한 Standard Edition을 권장합니다. 20-foot x 20-foot의 촬영공간은 대부분의 모션캡쳐에 대한 요구를 충분히 수용할 수 있을 뿐 아니라 Vicon, PhaseSpace, Animazoo보다 훨씬 싼 가격에 데이터를 얻을 수 있기 때문입니다.
모션캡쳐를 도입하고자 심각하게 고민하고 있거나 이제 입문하는 단계시라면 iPi Studio를 추천합니다. 아마 만족하실 겁니다.

Tel 02-564-6610
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