수중모션캡처

수중모션캡처는 대상의 움직임을 기록하여 수치적 데이터로 저장하고 컴퓨터그래픽(CG) 애니메이션의 형태로 기록 및 가공하는 기술인 모션 캡처를 수중에서 하는 것이다. 영화 아바타에서는 배우들의 얼굴에 나타나는 표정을 섬세하게 잡아내는 '이모션 캡처' 기술을 적용해 화제가 됐었고, 아바타의 후편인 아바타 2에 수중 모션 캡처 장면들이 예고되어 화제가 되었다.

원리

수중모션캡처는 3D 컴퓨터 그래픽 영상에서 부자연스러운 물속에서 사람 또는 물체에 센서를 부착하여 수행하는 동작을 컴퓨터로 잡아 데이터화하는 기법이다. 이때 광학식 수중모션 캡처는 캡처 대상이 최소 두 개 이상의 카메라에서 동일 지점에 투영되도록 한 뒤 삼각측량법을 통해 삼차원적인 좌표를 역산하여 이루어진다. 광학식 모션캡처는 정확한 측정을 위해 캡처 대상에 마커를 부착한다. 마커는 광학적 성질로 인해 데이터로 식별이 가능하여 정확한 측정을 가능하게 한다. 카메라에 마커가 잘 인식돼야 하고 대상의 움직임을 잘 전달해야 하기 때문에 캡처 대상은 보통 몸에 달라붙는 검은색 모션캡처 슈트를 착용한다. 광학식의 장점은 마커를 사용하기 때문에 모션캡처 방식 중 가장 정교하다는 것이다. 하지만 광학식 모션캡처는 마커를 사용하는 데 엄청난 비용이 든다는 것이다. 정밀도가 오로지 카메라의 해상도와 개수, 마커의 개수라는 하드웨어적 요인에 의해서 결정되기 때문에, 정교한 수준의 모션캡처를 위해서는 엄청난 초기비용이 들어간다. 특히 수중모션 캡처는 물과 공기가 만나는 기포에서 거울 효과가 일어나 마커가 잘 인식되지 않는 경우가 매우 많기 때문에 일일이 사람이 마커를 골라내야 하는 기술적으로 매우 어려운 문제가 있다.

아바타 2

아바타 2 촬영 장면

아바타 (영화) 1편은 2009년 개봉 당시 모션캡처를 이용해 혁신적인 3D 효과를 선보이면서 박스오피스 수익으로 전 세계에서 가장 높은 수익을 올린 영화가 되었다. 2018년 기준 전 세계 박스오피스 순위 중 제임스 카메론 감독이 연출한 아바타 (영화)와 타이타닉이 1, 2등을 차지하고 있다. 그런 제임스 카메론이 이번엔 아바타 2에 수중모션캡처 방식을 이용하여 영화를 촬영했다고 한다. 아바타의 영화 개봉 일정은 아바타 2 : 2021년 12월 17일, 아바타 3 : 2023년 12월 22일, 아바타 4 : 2025년 12월 19일, 아바타 5 : 2027년 12월 17일로 예정되어있다. 수중모션캡처는 한 번도 안 해본 시도여서 촬영 진행이 힘들었다고 한다. 모션캡처 시스템은 광학적 기반에 둔 시스템이라서 수백 개의 카메라가 사용되어 촬영되는 마커들을 적용하는데 물속 촬영은 단순하게 수중이라서 힘든 것이 아니라 공기와 물 사이의 인터페이스가 움직이는 거울 역할을 하여 문제가 됐다고 한다. 수중의 기포들이 점들과 마커들을 반사해서 잘못된 마커 지점을 만들어 촬영한 마커 지점들을 골라내야 해서 쉽지 않았다고 한다. 실제 수중모션캡처 씬을 위해 5명의 10대 아역과 7살 아역을 촬영했는데 이들은 물속에서 2~4분 정도 숨을 참아냈고 완벽한 기술로 제대로 된 씬을 만들어냈다고 한다.

장비

퀄리시스

퀄리시스(Qualisys)의 수중모션캡처 카메라는 수중 광학 모션캡처 카메라로 물속에서의 사람의 움직임을 파악하여 수영 공연을 분석하여 수중 스트로크, 선회 등을 포함한 자세들을 인식해 연구할 수 있게 하고 수중재활 운동에 활용되면 환자의 움직임을 파악할 수 있다. 또한 실시간 골격 해석 기능과 수중 추적을 통해 애니메이터는 사실적인 수중 인간의 움직임을 기록할 수 있다. 사람의 움직임뿐만 아니라 다양한 파도, 해류 및 바람이 부는 조건에서 선박의 움직임을 추적하여 유체 역학 연구실이나 해군 시험장에 필요한 정보를 얻을 수 있다.

• 미쿠스 언더워터(Miqus UnderWater) : 퀄리시스에서 모션캡처 모델 중 미쿠스(Miqus)모델의 수중 카메라를 출시했다. 미쿠스 언더워터는 2킬로그램이 조금 넘는 무게로 측정 거리가 짧은 작은 탱크나 수영장에 더 쉽게 배치할 수 있다. 이 카메라는 광각이 필요할 때 근거리에서 배치하기가 쉽다는 장점이 있다.
• 7+언더워터(7+ Underwater) : 선박 설계, 해군 연구, 어업 및 스포츠 과학을 포함한 광범위한 응용 분야에 적합한 장거리 측정을 위한 견고한 고해상도 카메라이다. 카메라의 스트로보는 30미터이의 거리에서 12개의 고출력 딥 블루 LED로 구성된다. 맞춤형으로 설계된 하우징은 경질 양극 산화 처리된 알루미늄으로 만들어져 40미터 깊이까지 압력 테스트를 통과했다. 강력한 LED는 하우징에 열적으로 연결되어 최고의 성능을 위해 가장 효율적인 냉각을 제공한다.
• 미쿠스 비디오 어터워터(Miqus video underwater) : 컬러 및 흑백으로 제공되며 모션캡처 카메라와 함께 사용하여 캡처에 대한 참조로 입체적인 비디오 오버레이를 활성화할 수 있다. 수중 비디오카메라는 또한 독립형 비디오 솔루션으로 사용될 수 있고, 소비자들에게 산업용 수중 카메라와의 격차를 줄여주기 위해 만들어졌다.

주요 특징

• 고속 수중 모션 캡처
• 풀 HD 85fps의 수중 비디오
• 실시간 애플리케이션이 가능한 짧은 대기 시간
• 해상도 : 2, 4, 12메가픽셀
• 수심 40미터까지 촬영 가능
• 고출력 LED 스트로브
• 최대 30미터의 범위
• 외부 시스템과 쉽게 동기화

참고 자료

• 조연경 기자, 〈(할리우드IS) "역대급 도전" 케이트 윈슬렛 '아바타2'서 물속 생명체 연기〉, 《중앙일보》, 2017-11-28
• 〈모션캡처〉, 《나무위키》
• 청우, 〈아바타 2 제임스 카메론 수중 모션 캡처 촬영 장면 공개〉, 《브런치》, 2020-05-07
• JL, 〈아바타 2 제임스 카메론 수중 모션 캡처 촬영 장면 공개〉, 《익스트림무비》, 2017-11-22

같이 보기

• 모션캡처
• 아바타 (영화)

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