원화의 스타일 캡쳐 기반 3D 캐릭터 모델의 카툰 렌더링

Abstract

일반적으로 애니메이션에서 가장 중요한 요소인 캐릭터는 사전 제작 과정에서 기획되며, 이를 바탕으로 캐릭터 디자이너는 캐릭터의 색상 및 컨셉을 보여주는 다양한 원화를 제작한다. 그 후 제작 과정에서 애니메이터는 원화를 바탕으로 3D 캐릭터를 모델링하고 텍스처 맵핑 작업을 수행하며, 마지막으로 카툰 렌더링을 통해 결과 이미지를 얻는다. 텍스처 맵핑 과정에서, 애니메이터는 캐릭터의 원화에서 색상의 변화 및 비율을 정확히 분석해야 한다. 이는 원화의 음영 스타일과 유사하게 3D 캐릭터를 표현하기 위해 수행되는 매우 중요한 과정이지만, 2차원적인 정보에서 색상의 변화와 비율을 분석해내야 하므로 여러 번의 시행착오를 거쳐야 한다. 또한 카툰 렌더링 과정에서, 애니메이터는 원화의 음영 스타일로 3D 캐릭터를 표현하게 된다. 실제 캐릭터 디자이너들은 캐릭터의 얼굴 표정, 근육, 옷의 주름 등의 형태적인 특성을 강조하여 캐릭터를 표현하는 반면, 기존 렌더링 알고리즘은 3D 캐릭터의 형태적인 특성을 고려하지 않고 물체를 표현하기 때문에 캐릭터의 특징을 정확하게 표현하지 못한다. 본 논문에서는 위와 같은 3D 캐릭터 제작의 몇 가지 어려움을 해결하기 위한 방법론을 연구한다. 먼저 텍스처 맵핑 과정의 어려움을 해결하기 위해 원화에서 음영 모델을 캡쳐하는 방법론을 연구한다. 영역의 색상 분포와 비율을 분석하기 위해 RGB 색상 정렬 알고리즘을 이용하여 영역의 색상을 명암 순으로 정렬시키고 이를 바탕으로 텍스처를 자동으로 생성한다. 또한 카툰 렌더링 과정에서 캐릭터의 형태적 특성을 강조할 수 있는 세일리언시 기반 카툰 렌더링 알고리즘을 제안하며, 음영을 지역적으로 편집하는 직관적인 스케치 인터페이스를 연구하여 사용자가 캐릭터의 음영을 자유롭게 편집할 수 있도록 한다. 마지막으로 사용자 평가를 통하여 제안하는 시스템의 편리성 및 사용성을 증명한다.