학술행사

계산과학과 컴퓨터그래픽스
운영자   2010-11-30   1924

계산과학과 컴퓨터 그래픽스 영화 속의 특수효과, 애니메이션, 그리고 게임에 이르기까지 컴퓨터 그래픽스 기술은 미디어 및 엔터테인먼트 산업 전반에 걸쳐 핵심적인 역할을 맡고 있다. 이는 최근 전통적인 영상 매체를 비롯하여 스마트폰, 태블릿PC에까지 그 영역을 확대해나가고 있으며, 우리는 거의 매 순간 컴퓨터 그래픽스 기술에 노출되어있다 하여도 과언이 아니다. 하지만, 흔히 예술의 한 영역으로 여겨지는 컴퓨터 그래픽스의 기반 기술이 계산과학을 바탕으로 하고 있다는 것을 아는 사람은 그리 많지 않다. 그림 1: 영화 '2012'의 한 장면 영화 ‘2012’의 거대한 쓰나미는 전산유체역학의 힘으로 만들어낸 장면이다. 유명한 ‘캐러비안의 해적’ 시리즈에서 볼 수 있었던 거대한 바다 소용돌이도 마찬가지다. 이렇게 실제 촬영이 불가능하거나 매우 위험, 혹은 큰 비용이 요구되는 장면은 계산과학의 힘을 빌어 시뮬레이션으로 대체하게 된다. 내연기관의 설계에 활용되던 연소공학은 ‘스타워즈’속에서 우주선의 폭발을 재현하기 위해서도 사용되었으며, 거센 파도로부터 핵발전소를 지키기 위한 기술은 폭포를 뚫고 나오는 자동차 CF를 만들기 위한 기술과 같은 뿌리를 가지고 있다. 이렇듯 응용수학 및 기계공학, 재료공학 등에서 전통적으로 개발해온 시뮬레이션 기법들은 시각적 사실성 및 연산의 효율성을 추구하는 영상 매체의 특성에 맞게 특화 및 발전되어 보다 아름답고 사실적인 영상을 제작하기 위해 이용되고 있다. 실제로 미국 헐리우드나 캐나다, 뉴질랜드의 유명한 영화 스튜디오들은 자체 R&D팀을 운영하고 있으며, 다양한 분야와의 산학협력을 통해 이러한 시뮬레이션 분야를 선도하고 있다. 그림 2: 애니메이션 '라따뚜이'의 한 장면 컴퓨터 그래픽스의 자연 현상의 재현은 파도나 폭발같은 동역학적 현상에만 그치지 않는다. 미국의 애니메이션 스튜디오 픽사에서 만든 ‘카’ 나 ‘라따뚜이’ 같은 애니메이션들은 화려한 조명 효과 및 실감나는 재질표현으로 유명하다. 자동차의 표면에 비치는 수백 개의 조명과 핏기가 돌고 있는 피부, 수십만 가닥의 털을 사람의 힘 만으로는 사실적으로 묘사하는데 한계가 있다. 이러한 복잡한 장면들은 광학이론을 바탕으로 발전된 렌더링 기술을 이용하여 해결해내고 있다. 영화 ‘아바타’의 울창한 숲이나 ‘킹콩’의 배경인 1930년대 뉴욕 맨하탄의 빌딩들 사이로 햇살이 비치면, 빛은 무지개도 만들어내고 난반사도 일으키며, 때로는 아름다운 노을을 스크린에 선사하기도 한다. 이런 복잡한 빛의 효과는 수백 대의 컴퓨터들이 난수를 통한 복잡한 적분을 수 개월 동안 수행하여 비로소 한 편의 영화로 만들어지게 된다. 이때 기반이 되는 계산과학기술은 공학뿐 아니라 경제, 금융, 통신, 인공지능에 이르기까지 널리 활용되고 있다. 이와 같이 계산과학은 영상매체를 기반으로 한 컨텐츠 분야에서 활발히 쓰이고 있다. 위에서 언급한 여러 응용분야 말고도 이미지 합성, 인체 동작 데이터 프로세싱, 가상 패션쇼 등 다양한 미디어와 분야에 걸쳐 계산과학과 컴퓨터 그래픽스는 많은 연구를 공유하고 있다. 다양한 매체를 통한 컨텐츠 산업이 발달한 요즘, 이러한 지식의 습득은 큰 경쟁력으로 작용하게 되며, 그러한 인재는 산/학 연구뿐만 아니라, 향후 영화 산업 분야라든지 게임, 모바일, 심지어 패션 분야로까지 진출 가능하다.






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