과학의 향기
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  • 진행: 박형주 / PD: 박준범

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'픽사'에서 허리우드 애니메이션을 만드는 수학자들 (6/22 월)
작성자 : ytnradio 날짜 : 2020-06-22 16:51  | 조회 : 157 

애니메이션의 수학 (6/22 )

안녕하세요! 아주대학교 총장 박형줍니다. 100% 컴퓨터그래픽스로 만든 역사상 최초의 애니메이션은 무엇일까요? 답은 토이스토리입니다. 1980년대에 애플에서 쫓겨난 스티브 잡스가 절치부심하던 시기에 인수한 픽사는 수학자를 다수 고용해서 애니메이션의 새로운 패러다임을 모색했습니다. 그 첫 작품이 1995년의 토이스토리입니다. 애니메이션의 새로운 지평을 열었다는 평가를 받았고 공전의 히트를 기록했죠. 사람은 그림과 눈으로 보고 시각적으로 인식하지만, 컴퓨터는 숫자로 표현되어야 이해합니다. 그래서, 컴퓨터로 애니메이션을 만들려면 그림도 숫자로 바꾸어야 하는 거죠. 17세기에 데카르트와 페르마가 만든 좌표기하학이 시각적인 데이터를 숫자로 바꾸어주는 통로 역할을 합니다.

토이스토리2 부터는 픽사 수학자들이 새로 창안한 subdivision 방식이라는 걸 사용하기 시작했는데, 이건 해상도 조절이 자유로워서 그야말로 애니메이션의 새로운 세상을 열었습니다. 만약 감독이 장면 하나가 맘에 안 들어서 클로즈업을 지시했다고 생각해 보세요. 부드럽고 예쁘게 그려진 그림도 확대하면 직선으로 된 계단 같은 선들이 보이죠. 결국 몇 십초 장면을 위해서 해당 장면 몇 백 장을 다시 그리는 상황이 발생합니다. 그런데 수학을 사용하면 이걸 다시 그리지 않고도 확대된 그림을 여전히 부드럽게 표현해낼 수 있어요. 보통 사람들은 그림을 최대한 세밀하고 자세한 수준까지 부드럽게 그릴 생각을 하겠지만, 픽사 수학자들은 발상을 전환해서, 오히려 거칠게 그림을 그렸습니다. 이 거친 그림을 필요에 따라 부드럽게 바꾸는 과정에서 섭디비전이라고 부르는 수학적 과정을 사용했습니다. 이건 사람이 개입하지 않고 컴퓨터로 쉽게 할 수 있는 과정이라서 직접 사람이 그림을 그릴 필요도 없어요. 즉 거친 그림에서 출발하고 나서는 감독이 원하는 만큼 확대한 뒤에 부드럽게 만드는 것이죠. 그림의 캐릭터가 흔들린다거나, 달리는 장면이 나올 때도 거칠게 그린 그림은 흔들거나 달리게 하는 게 쉬어요. 거칠게 그리고 나서 부드럽게 만드는 방식으로, 실감나는 여러 장면 연출을 다양하고 쉽게 할 수 있게 됐습니다.

이렇게 20세기 말에 이루어진 애니메이션 산업의 혁신을 가능하게 했던 것은 세 가지 요인이었습니다. 유클리드 기하학이라는 기본 요소, 이를 숫자로 바꾸어 주는 좌표기하학, 그리고 이렇게 바뀐 숫자들을 실시간 그림으로 그려내는 컴퓨터 기술이 그것이죠.

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