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VIRTUAL PRODUCTION SOLUTION
가상 프로덕션 솔루션
카메라 트래킹 시스템의 종류
가상 프로덕션 환경에서 실제 공간의 카메라 움직임을 가상 공간에 똑같이 구현하기 위해서는
'카메라 트래킹 시스템(Camera Tracking System)'이 필수적입니다.
추적 방식에 따라 뚜렷한 장단점과 활용도의 차이가 발생하며, 대표적으로 다음의 세 가지 방식으로 나눌 수 있습니다.
외부 추적 방식
기존 모션 캡처 스튜디오에서 가장 널리 사용되는 범용적인 방식입니다.
작동 원리: 촬영용 카메라 외부(바디 등)에 반사 마커를 부착하고, 스튜디오에 설치된 다수의 적외선(모션 캡처) 카메라가 이 마커들을 밖에서 정밀하게 추적합니다.
장점 (뛰어난 확장성과 범용성): 단순히 카메라 트래킹에만 국한되지 않습니다. 동일한 시스템 안에서 배우의 연기(가상 캐릭터 모션 캡처), 소품의 움직임(오브젝트 트래킹), 영상 매칭 등 버추얼 프로덕션에 필요한 거의 모든 요소를 동시에 추적하고 구현할 수 있는 강력한 확장성을 자랑합니다.
내부 추적 방식
최근 버추얼 프로덕션 현장에서 카메라 트래킹 전용으로 많이 채택되는 방식입니다.
작동 원리: 앞선 방식과 반대로, 촬영용 카메라 자체에 소형 '트래킹 전용 센서'를 탑재합니다. 이 센서가 스튜디오 천장이나 바닥에 촘촘히 부착된 반사 마커들을 읽어 들이며 카메라 자신의 위치와 이동 경로를 스스로 계산합니다.
장점과 단점: 복잡한 외부 카메라 셋업이 필요 없어 시스템 구축 및 사용이 간편하다는 것이 장점입니다. 하지만 추적 대상이 오직 '카메라' 단일 요소에 한정되므로, 배우나 가상 캐릭터의 움직임을 캡처하려면 별도의 시스템이 추가로 필요하다는 한계가 있습니다.
SLAM 기반 추적 방식
인텔 리얼센스(Intel RealSense)와 같은 심도 카메라 기술을 활용하는 형태입니다.
작동 원리: 주변 사물과의 거리를 양안(스테레오) 카메라로 계산하고, 내장된 IMU(관성 측정 장치) 센서를 통해 카메라의 회전값을 파악하여 실시간으로 위치를 추적하는 동시적 위치 추정 및 지도 작성(SLAM) 기술입니다.
장점과 단점: 앞선 두 광학식 방식에 비해 장비 구축 비용이 매우 저렴하여 접근성이 높다는 것이 가장 큰 장점입니다. 다만, 주변 환경(조명, 구조물 형태 등)의 변화에 민감하게 반응하여 트래킹 데이터의 신뢰도와 안정성이 다소 떨어진다는 단점이 있습니다.
렌즈 칼리브레이션 및 트래킹
카메라와 같이 운용이 되는 렌즈는 카메라와 하나로 묶어서 동작하지만, 가상 프로덕션에서 사용을 하기 위해서는 또다른 설정과 과정이 필요합니다.
카메라 트래킹의 경우 단지 카메라의 움직임만을 얻으면 됐다면 렌즈의 경우 렌즈의 화각(FoV), 왜곡(Distortion), 센서(CMOS Sensor) 등 훨씬 다양한 요소에 대한 설정이 필요 합니다.
렌즈 종류
렌즈 종류는 크게 단렌즈(프라임 렌즈)와 줌렌즈로 구분이 됩니다.
렌즈에서 데이터(Focus, Zoom)를 얻는 방법은 3가지 정도가 있습니다.
우선은 기존에 많이 사용하던 서보 모터를 사용하는 렌즈 컨트롤러(일명 Follow Focus)에서 데이터를 얻는 방법, 그리고 렌즈 옆에 엔코더를 부착해 데이터를 얻는 렌즈 엔코더가 있고, 최근에는 렌즈 자체에서 데이터를 얻을 수 있는 렌즈등이 있습니다.
합성 (LED Wall, Chroma Key)
가상 프로덕션의 배경 구현 방식은 기존 후반 합성이 필수적인 크로마키에서,
3D 배경을 직접 띄워 피사체와 동시 촬영하는 LED 비디오 월(Video Wall) 시스템으로 진화하고 있습니다.
이 방식은 복잡한 합성 작업과 까다로운 조명 설정을 대폭 줄여주어 사용이 훨씬 간편합니다.
특히 대형 LED 화면에서 발산되는 빛이 실제 조명 역할을 하여 피사체에 자연스럽게 스며들기 때문에,
이질감 없이 한층 더 사실적이고 압도적인 고품질의 결과물을 얻을 수 있다는 것이 가장 큰 장점입니다.
크로마키(Chroma Key)
LED 비디오 월(Video Wall)
가상 캐릭터 및 매칭
영상 내 모든 요소를 실시간으로 연산하고 융합해야 하는 가상 프로덕션의 특성상, 가상 캐릭터는 작품의 완성도를 좌우하는 매우 중요한 핵심 요소입니다.
이를 생동감 있게 구현하기 위해 뛰어난 정밀도의 모션 캡처 기술을 접목하여 캐릭터의 애니메이션을 실시간으로 제작하고 반영합니다.
더불어, 가상 공간에 존재하는 수많은 CG 배경 및 소품들과 실제 촬영 현장의 물리적 좌표를 오차 없이 일치시키는 공간 매칭 작업 역시 필수적으로 동반됩니다.
이처럼 현실과 가상을 완벽하게 동기화하는 버추얼 프로덕션 솔루션은 현재 게임 개발, 정밀한 동작 분석, 영화 및 애니메이션 제작, 메타버스 생태계 등 수많은 산업 분야에서 핵심 기술로 활발히 사용되고 있습니다.
스위트홈에 사용된 Xsens MVN
스위트홈의 실시간 가상 캐릭터 애니메이션
버추얼 프로덕션이란?
Virtual Production은 영상 제작을 위한 촬영 환경 공간(배경)과 요소(캐릭터, 소품 등)들을 가상으로 만들어 촬영 하는 시스템 및 공간을 의미 합니다. 이런 가상 공간을 구성하는 다양한 요소들중 카메라의 움직임(트래킹)과 가상 캐릭터 등의 생성 등에 모션캡쳐 장비들이 사용되고 있습니다. 가상 공간의 다양한 요소들의 움직임을 가상의 공간에서 표현해 주기 위해 모션캡쳐는 필수적으로 필요한 장비 입니다.