애니메이션에서 리깅이란?

애니메이터들은 리깅을 사용하여 캐릭터나 오브젝트가 일련의 이동을 통해 자세를 취하도록 하고 애니메이션화되도록 합니다. 리깅을 통해 해당 캐릭터 또는 오브젝트의 조작을 더 잘 제어할 수 있습니다. 오브젝트를 직접 조작하는 대신, 애니메이터는 원하는 동작이나 변화를 수행할 수 있는 계층적 구조를 만듭니다. 이러한 구조를 릭이라고 하며, 오브젝트는 해당 릭에 의해 구동됩니다. 

릭은 모든 것이 될 수 있지만 일반적으로 오브젝트에는 다양한 유형의 이동 또는 변경을 위해 설정된 하나 이상의 "컨트롤"이 있습니다. 변화는 이동 또는 회전과 같은 단순한 것에서부터 복잡한 동작 및 모션의 자동화로 확대될 수 있습니다. 

캐릭터의 경우 애니메이터는 보다 복잡한 리깅 기술을 사용합니다. 골격, 조인트 및 기타 디포머를 사용하여 지오메트리의 모양을 변경할 수 있습니다. 이렇게 하면 모델의 자세를 조정하고 변형을 커스터마이즈할 수 있습니다.

Maya, Blender 또는 3ds Max와 같은 3D 소프트웨어를 사용할 때 리깅 아티스트는 애니메이션을 위한 다양한 릭을 만들 수 있습니다. 그런 다음 애니메이터는 디지털 퍼펫을 이동하고 자세를 조정하는 등 릭 컨트롤을 조작하고, 키프레임을 사용하여 시간에 따른 컨트롤 위치의 변화를 기록하여 애니메이션 동작을 만듭니다. 그런 다음 이러한 유형의 리깅된 모델을 Unity와 같은 게임 엔진으로 임포트할 수 있습니다.

캐릭터 리깅은 정적 3D(또는 2D) 모델을 구동 가능한 디지털 퍼펫으로 만드는 과정입니다. 이 과정은 많은 단계를 거치지만, 대개 뼈대나 조인트로 이루어진 골격 구조를 만들고 모델 또는 스킨을 그 조인트에 바인딩하는 단계가 포함됩니다. 캐릭터가 가지는 릭의 개수가 많을수록, 더 복잡하고 섬세한 동작을 수행할 수 있습니다.

모델이 골격을 가지고 움직일 수 있게 되면, 리깅 아티스트는 애니메이터가 캐릭터의 자세를 조정하는 데 사용할 일련의 컨트롤을 만듭니다. 리깅 아티스트가 수행하는 작업의 핵심은 이러한 제어 체계를 만들고, 간결하게 설명하고, 가동성을 부여하는 것입니다. 

이 외에도, 모델이 자세를 취할 때 모양이 변경되는데, 이를 '변형'이라고 합니다. 리깅 아티스트는 캐릭터 모델이 자세를 취할 때 해당 모델을 조정하고, 그러한 변경 사항을 구동하는 시스템을 사용하는 역할을 합니다. 이러한 작업의 최종 결과물로 애니메이터가 쉽게 자세를 조정할 수 있고, 변형 후에 매력적으로 보이며, 복잡한 동작을 자동화하는 디지털 퍼펫이 생성됩니다.

위의 동영상을 클릭하여 와인드업의 제작 비화를 살펴보고 애니메이션 캐릭터가 어떻게 디자인되고 살아 움직이는지 확인하세요. Unity에서 캐릭터 리깅이 어떻게 이루어지는지에 대한 간략한 소개를 보려면 3:18로 건너뛰세요.

리깅은 영화, TV 및 동영상 게임에서 캐릭터, 생명체 또는 오브젝트를 애니메이션화하기 위한 가장 일반적인 기술입니다. 움직임이 필요한 모든 요소를 리깅하여 애니메이션에 사용할 수 있습니다. 3D 소프트웨어를 사용한 리깅은 모든 뼈대 구조에 정확한 물리학 시뮬레이션을 적용하여 래그돌 물리와 같은 더 복잡한 모션을 자동화하는 데 도움이 됩니다. 

리깅을 시작하려면 애니메이터는 먼저 2D 또는 3D 캐릭터나 오브젝트가 필요합니다. 리그를 만들 때, 애니메이터는 자신이 릭으로 무엇을 하고자 하는지, 릭이 어떻게 움직여야 하는지, 그리고 조인트 또는 피벗이 어디에 위치해야 하는지 고려해야 합니다. 그런 다음 계층 구조 또는 골격(캐릭터인 경우) 및 일련의 컨트롤을 만듭니다. 

다음으로 오브젝트나 캐릭터를 릭과 연결하는데, 이 과정은 필요한 릭 유형에 따라 간단하거나 복잡할 수 있습니다. 여기서 애니메이터는 릭을 조작하여 애니메이션을 보다 더 쉽게 만들 수 있습니다.

독립적인 계층적 이동

애니메이션에서 리듬과 균형감을 만들고 더욱 사실적인 느낌을 주기 위해 활용되는 계층적 이동은 캐릭터나 오브젝트의 각 부분들이 움직이는 순서를 의미합니다. 예를 들어 걷기 모션에서는 머리와 목이 먼저 움직이고, 이어서 상체, 엉덩이, 다리가 움직이게 됩니다. 

가중치와 중력 또는 속도와 가속도를 나타내는 효과도 생성됩니다. 또한 독립적인 계층적 이동은 애니메이션 내의 서로 다른 요소들이 서로 상대적으로 어떻게 움직이는지에 따라 설정되기도 합니다(예: 나란히 걷는 두 캐릭터).

애니메이션에서 리듬과 균형감을 만들고 더욱 사실적인 느낌을 주기 위해 활용되는 계층적 이동은 캐릭터나 오브젝트의 각 부분들이 움직이는 순서를 의미합니다. 예를 들어 걷기 모션에서는 머리와 목이 먼저 움직이고, 이어서 상체, 엉덩이, 다리가 움직이게 됩니다. 

가중치와 중력 또는 속도와 가속도를 나타내는 효과도 생성됩니다. 또한 독립적인 계층적 이동은 애니메이션 내의 서로 다른 요소들이 서로 상대적으로 어떻게 움직이는지에 따라 설정되기도 합니다(예: 나란히 걷는 두 캐릭터).

정확한 가중치 페인팅

리깅된 캐릭터 모델은 조인트 계층 또는 골격에 연결됩니다. 모델의 개별 버텍스는 각각 다른 조인트 사이에서 가중치가 부여되어 있으며, 이러한 방식으로 골격을 이동할 때 버텍스가 움직이게 됩니다.

캐릭터 모델이 애니메이션화될 때 올바르게 변형되도록 하려면 정확한 가중치 페인팅이 필요합니다. 이는 메시의 특정 버텍스에 대한 가중치를 골격의 해당 조인트에 추가하거나 제거하는 과정입니다. 보통 3D 애니메이션 소프트웨어에서 브러시 툴을 사용하여 메시에 직접 페인팅하는 방식으로 수행됩니다. 명확한 가중치 페인팅을 통해 캐릭터 변형을 더욱 정밀하게 제어하고 최종 결과물의 외관을 개선할 수 있습니다.

뼈대 이동 제약

사실적이거나 스타일화된 애니메이션을 만들기 위해서는 모션의 원리를 이해해야 합니다. 다른 오브젝트와 관련하여 오브젝트의 움직임을 이해하는 것을 이동 제약이라고 합니다. 이동 제약은 키네마틱 제약과 다이내믹 제약의 두 가지 유형이 있습니다. 

키네마틱 제약은 오브젝트에 작용하는 힘을 고려하지 않고 오브젝트의 모션을 정의합니다. 그 예로, 오브젝트는 빛의 속도보다 빠르게 이동할 수 없습니다. 

다이내믹 제약은 오브젝트에 작용하는 힘을 고려하여 오브젝트의 움직임을 정의합니다. 예를 들어, 오브젝트는 일정한 속도로만 가속할 수 있다는 것을 고려할 수 있습니다. 

뼈대 이동 제약은 변형 내에서 자유도를 제어하여 자연스러운 모션을 만듭니다. 

순운동학(FK)

순운동학(FK)은 뿌리에서 끝으로, 또는 전방으로 조인트 계층 구조를 조작하는 과정입니다. 순운동학(FK)을 사용하여 팔의 위치를 지정하려면 먼저 위쪽 팔을 회전시킨 다음 팔꿈치와 손목을 차례로 회전시키면 됩니다. 이러한 유형의 모션은 애니메이션화할 때 매우 멋진 아크 모션을 만들지만, 끝점의 위치를 정확히 설정하는 것은 더욱 어렵습니다. 끝점의 위치는 나머지 조인트 체인 회전의 조합으로 결정되며, 수동으로 조정해야 하기 때문입니다.

역운동학(IK)

역운동학(IK)은 끝에서 뿌리로, 또는 역방으로 조인트 계층 구조를 조작하는 과정입니다. 역운동학(IK)을 사용하여 팔의 위치를 지정하려면 손을 이동하기만 하면 됩니다. 이렇게 하면 팔꿈치와 팔 위쪽의 회전이 손의 최종 위치를 기반으로 계산됩니다. 이러한 유형의 모션은 미끄러짐 없이 캐릭터의 손을 공간의 한 지점에 고정하거나 발을 바닥에 고정할 수 있도록 합니다. 하지만 전체 조인트 체인에서 자연스러운 아크를 애니메이션화하는 것은 좀 더 어려울 수 있습니다.

드리븐 키

드리븐 키(세트 드리븐 키라고도 함)를 사용하면 바퀴를 돌려 문을 열거나 하는 것과 같이 키프레임 '조건 기반' 애니메이션을 더욱 효율적으로 수행할 수 있습니다. 원하는 결과를 구동할 애니메이션 계층 구조에 따라 두 오브젝트 간에 종속 링크를 만들어야 합니다. 예를 들어, 바퀴는 '리드 드라이버'이고 문은 '드리븐'입니다. 여기서 키를 설정하게 됩니다. 이렇게 하면 리드 드라이버가 드리븐에 영향을 미치며, 리드 드라이버를 애니메이션화함에 따라 드리븐이 자동으로 움직이게 됩니다. 

블렌드 셰이프

씬 내에서 오브젝트의 모양을 변경하려면 디포머(Deformer)가 필요합니다. 블렌드 셰이프는 윙크와 같이 하나의 모양이 자연스럽게 다른 모양으로 변화하는 것처럼 보이고자 할 때 사용하는 디포머 중 하나입니다.

제약

조작이 쉬워지도록 릭을 세밀하게 조정하려면, 제약을 사용하여 위치, 방향 또는 스케일을 자동으로 제어할 수 있습니다. 제약에는 여러 가지 유형이 있습니다. 조준 제약은 시선 이동과 같이 씬 내에서 오브젝트의 방향을 다른 오브젝트를 가리키도록 제어합니다. 포인트 제약은 하나의 오브젝트가 다른 오브젝트를 따라 움직이도록 유도하며, 벡터 제약은 무릎 방향 제어와 같이 역운동학적 체인의 방향이 다른 오브젝트를 따르도록 제어합니다. 

컨트롤 커브

애니메이션화가 가능한 모든 프로퍼티는 애니메이션 커브을 가질 수 있습니다. 이 커브는 프로퍼티 값의 변화를 선형적인 트랙이 아닌 그래프 선으로(키프레임이 발생할 때에만) 볼 수 있게 해 줍니다. 애니메이션 컨트롤 커브는 커브가 통과하는 컨트롤 포인트로 작용하는 여러 개의 키를 가지고 있습니다. 애니메이션화된 모션의 각 키프레임 사이의 커브는 두 키 사이의 모션을 정의합니다.