언리얼 엔진 리얼타임 레이 트레이싱 - 미디어와 엔터테인먼트
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언리얼 엔진 리얼타임 레이 트레이싱 - 미디어와 엔터테인먼트
  • 에픽게임즈
  • 승인 2020.05.20 09:05
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지난 4월호의 ‘진화’ 편에서는 레이 트레이싱(Ray Tracing)과 래스터라이제이션(Rasterization)을 비교하고, 자동차 업계에서는 실시간 레이 트레이싱이 어떻게 활용되고 있는지 살펴봤다.

참조기사 - 언리얼 엔진 리얼타임 레이 트레이싱 – 자동차 디자인과 시각화

래스터라이제이션은 레이 트레이싱보다 처리 속도 면에서 빠르지만, 실제 반사, 반투명, 그림자 등과 같은 반사광에 의존하는 효과는 표현하기 어렵다. 반면 레이 트레이싱은 동적인 그림자를 더욱 정확하게 구현할 수 있고, 물체와의 거리에 따른 부드러움을 다르게 표현함으로써 훨씬 정확하고 풍부한 반사를 표현할 수 있다. 이를 통해 영상의 디테일을 개선하고 현실감을 극대화할 수 있다는 것이 바로 우리가 레이 트레이싱을 사용하는 이유다.

설계 측면에서도 레이 트레이싱은 라이트 베이킹, 리플레션 프로브나 플레인 수동 배치 등의 작업 필요를 없애 제작 효율을 향상해 준다. 여기에 글로벌 일루미네이션이나 앰비언트 오클루전, 반투명 등 레이 트레이싱 기반의 다른 효과들까지 결합하면 훨씬 사실적인 결과물을 만들 수 있다.

그럼 이번 편에서는 리얼타임 레이 트레이싱이 미디어와 엔터테인먼트 프로젝트 영역에서 어떻게 활용되고 있는지 구체적으로 알아보자.

더욱 현실적인 리얼타임 엔터테인먼트

네덜란드의 인디 개발사 키오크엔 인터랙티브(KeokeN Interactive)가 만든 미래 아포칼립스 세계관 배경의 SF 스릴러 게임, ‘딜리버 어스 더 문(Deliver Us The Moon)’은 게임에 리얼타임 레이 트레이싱을 적용한 초창기 작품 중 하나다.

원래 실시간 레이 트레이싱이 적용된 게임이 아니었지만, 게임 완성 단계에 레이 트레이싱 적용이 대대적으로 이뤄졌으며, 이후 2019년 12월 NVIDIA의 성능 향상 기술 중 하나인 DLSS를 지원하기 시작하면서 결과적으로 딜리버 어스 더 문의 그래픽은 많은 호평을 받았다.

‘딜리버 어스 더 문 ‘ 출처=키오크엔 인터랙티브
‘딜리버 어스 더 문 ‘ 출처=키오크엔 인터랙티브

라이브 방송 부문도 리얼타임 레이 트레이싱이 빠르게 적용된 분야다. 퓨처 그룹(The Future Group)은 라이엇 게임즈(RIOT Games)의 상하이 리그 오브 레전드(The League of Legends) LPL 지역 결승전에서 진행된 이벤트에서 최초로 리얼타임 레이 트레이싱과 리얼타임 페이셜 애니메이션을 사용한 라이브 방송에 성공한 바 있다.

해당 방송에는 리얼타임 페이셜 애니메이션의 큐빅 모션(Cubic Motion)이 적용됐으며, 모션 캡처 기술로 애니메트릭(Animatrik)이, 카메라 트래킹에는 스타입(Stype)이 사용됐다. 여기에 언리얼 엔진 기반 AR 솔루션인 픽소톱(Pixotope)이 적용돼 사실감이 극대화됐다.

당일 이벤트에서는 실제 게임 캐릭터인 아칼리(Akali)가 출연해 현실 속 댄스 퍼포머들과 함께 춤을 추고, 실제 진행자와 인터뷰를 진행하기도 했다. 이 부분에서 실시간 레이 트레이싱 기술은 캐릭터의 그림자와 미세한 반사 등을 실시간으로 정밀하게 구현하며 고품질 라이브 방송을 만드는 데 일조했다.

네덜란드에서는 방송사 IBC와 미디어 솔루션 제공업체 NEP 네덜란드는 리얼타임 레이 트레이싱이 적용된 버추얼 스튜디오 솔루션을 선보였다. 이 스튜디오는 언리얼 엔진 렌더러 기반의 제로 덴서티(Zero Density) 리얼리티 엔진으로 제작됐으며, 화면 밖 물체의 반사를 적용해 훨씬 사실적인 느낌의 세트를 구현했다는 평가를 받았다.

실시간 레이 트레이싱을 적용한 버추얼 스튜디오 (출처=NEP 그룹)
실시간 레이 트레이싱을 적용한 버추얼 스튜디오 (출처=NEP 그룹)

최종 픽셀 출력 시간 단축

크리에이티브 에이전시 커패시티(Capacity)는 수많은 사용자가 즐기는 스포츠 액션 게임, 로켓 리그(Rocket League)의 경쟁 리그인 ‘로켓 리그 챔피언십 시리즈(RLCS)’를 위한 세 번째 시네마틱 영상에서 게임 개발사인 사이오닉스(Psyonix)로부터 받은 오리지널 게임 에셋의 해상도를 높이는 등 추가 작업을 통해 영상의 사실감을 높이고자 했다.

커패시티는 이때 처음으로 적용한 실시간 레이 트레이싱 작업의 장점으로 고퀄리티의 라이팅과 정확한 반사 효과를 실시간으로 작업할 수 있다는 점과 크리에이티브 프로세스 향상을 꼽았다. 리얼타임 워크플로가 반복처리 측면에서 작업 시간을 대폭 줄여주므로 크리에이티브 프로세스를 가속화하고 피드백에 더욱 빠르게 대응할 수 있다는 설명이다.

출처=사이오닉스 & 커패시티
출처=사이오닉스 & 커패시티

한편, 언리얼 엔진은 에픽게임즈가 엔진의 기능을 직접 제작한다는 점에서 다른 리얼타임 엔진과 차별화된다. 에픽게임즈는 언리얼 엔진의 자체 프로젝트와 발표된 타이틀의 제작에 레이 트레이싱 기능들을 직접 테스트한다. 에픽게임즈 내부 포트나이트 개발팀의 경우, 개발 초기부터 작업 전반에 걸쳐 언리얼 엔진의 레이 트레이싱 기술을 활용해 왔으며, 트레일러와 시네마틱 영상 등에도 여전히 활용하고 있다. 올해 발표한 ‘포트나이트 제2막’의 론칭 트레일러가 좋은 예다.

가속화한 라이팅과 룩 데브(look dev)

리얼타임 레이 트레이싱으로 가속할 수 있는 작업은 완성된 프레임의 렌더링뿐만이 아니다. 라이팅과 룩 디벨롭먼트 과정에서도 언리얼 엔진을 사용하면 에디터를 통해 최종 결과를 바로 볼 수 있고, 이미지를 실시간으로 보면서 수정할 수도 있다.

 

보다 정확한 테크비즈(techvis)

에픽게임즈는 럭스 마키나(Lux Machina), 매그노푸스(Magnopus), 프로필 스튜디오(Profile Studios), 퀵셀(Quixel), 아리(ARRI) 그리고 촬영감독 매트 워크맨과 함께 언리얼 엔진의 버추얼 프로덕션 신규 툴 세트를 테스트하면서, 언리얼 엔진의 리얼타임 레이 트레이싱을 촬영 계획 단계에서 다른 방법으로 활용했다.

시그라프 2019(SIGGRAPH 2019)에서 공개한 이 프로젝트를 위해 에픽게임즈와 파트너들은 스튜디오에 세 개의 벽면과 천장 등 총 네 개의 LED 패널로 구성된 LED 공간을 제작했다. 프로젝트 시연 영상을 보면 LED 벽에 실제 세계의 요소들을 실시간으로 보여줄 뿐 아니라, 라이트를 비추고 반사를 만들어 카메라의 최종 픽셀을 구현할 수 있다는 사실을 알 수 있다.

석양이 지는 사막을 배경으로 이루어진 이 촬영에는 오토바이에 다가가 올라타는 배우가 등장하는데, 자세히 보면 LED 벽이 제공하는 반사를 통해 배우가 착용한 선글라스가 빛을 반사하고 주변 경관을 비춘다. 이 프로젝트의 CG 담당자는 리얼타임 레이 트레이싱으로 LED 벽과 카메라 기준, 오토바이와 배우의 위치를 정확하게 잡을 수 있었고 최적의 반사를 연출하는 방법과 LED 벽에서 들어올 빛의 양을 빠르게 파악할 수 있었다고 밝혔다.

출처= Real-Time In-Camera VFX for Next-Gen Filmmaking
출처= Real-Time In-Camera VFX for Next-Gen Filmmaking

이처럼 리얼타임 레이 트레이싱은 다양한 분야에서 시간과 비용을 절감하며 퀄리티 높은 최종 결과물을 실시간으로 제작할 수 있게 해준다는 점에서 호평 받는 기술이다. 많은 창작자들이 실시간 레이 트레이싱을 통해 절감한 시간이 창의적인 스토리텔링에 투입되며 소비자들과 더욱 깊이 있게 교감할 수 있는 기반을 마련해준다고 평가한다.

 

테크월드 - 월간<EMBEDDED> 5월호 中


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