카툰 렌더링

 

1. 개요
2. 특징
3. 제작 방식
4. 카툰 렌더링이 사용된 예
4.1. 게임
4.2. 애니메이션
5. 비슷해 보이지만 아닌 것들
6. 관련 문서

Cartoon Rendering
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왼쪽은 기존 셰이딩의 렌더링 결과물, 오른쪽은 셀 셰이딩을 이용한 카툰 렌더링의 결과물

1. 개요

3D 그래픽을 이용하여 만화와 같은 느낌을 주는 화면을 만드는 것. 셀 셰이딩(Cel Shading), 툰 셰이딩(Toon Shading), 셀 셰이디드 렌더링(Cel Shaded Rendering) 등으로 부르기도 한다. 보통 포토리얼리스틱으로 발전되는 3D 그래픽의 기술을 역행하여 만화의 느낌이 나도록 뚜렷한 외곽선과 극단적으로 단순화된 컬러와 그림자로 렌더링을 하는 기술. 원리와 결과물은 단순해 보이지만 이걸 실현하기 위해서는 더욱 복잡한 계산이 필요하다. 그래서 실제 등장 시기도 늦다.
2000년 2월 24일에 출시된 플레이스테이션용 액션 어드벤처 게임인 피어 이펙트[1]를 최초의 카툰 렌더링 사용 게임으로 알고 있는 사람들도 있지만, 피어 이펙트는 단순히 '''"카툰 렌더링처럼 보이는 텍스처를 붙인"''' 게임일 뿐이고, 렌더링으로 카툰 표현을 한 것은 아니다. 실제로는 2000년 6월 29일[2]에 출시된 세가의 젯 셋 라디오가 본격적인 최초의 카툰 렌더링 사용 게임이라 할 수 있다. 거기다 명암처리가 단순한 카툰 스타일의 텍스처를 이용해 카툰 렌더링을 "모사" 한 게임만 따져보면 1997년 12월 18일에 출시된 록맨 대쉬도 이에 해당되는데 피어 이펙트보다 2년 2개월이나 앞선다.
단, 표현법이 실사풍과 다르다고 해서 (스트리트 파이터 4 같은 게임을) 카툰 렌더링이라고 할 수 없다. '''비-실사풍은 카툰 렌더링이 아니더라도 충분히 표현 가능하다.'''
카툰 렌더링은 영상업계에서도 활용되어, 많은 애니메이션에서 일부 장면 혹은 처음부터 끝까지 3DCG로 만들어 졌음에도 셀 작화와 비교하여 위화감이 없는 컴퓨터 그래픽 애니메이션들이 많이 나오고 있다. 하지만 기술에 대해 워낙 많은 공부가 필요하기에 셀 작화를 완전히 대신한다거나 하는 일은 아직도 멀었다. 게다가 표정이나 근육의 움직임 등은 오히려 셀 작화보다 디테일이 떨어지는 경우도 많다. 이쪽에 공을 들이는 회사들은 아예 풀 3D로 가는 추세이니...
2012년 개발된 Live2D와 혼동하는 경우가 있는데, Live2D는 2D 일러스트를 3D화 해주는 소프트웨어로서 엄밀히 말하면 3D를 2D처럼 표현하는 본 항목과는 정반대의 속성이다.

2. 특징

얼마나 카툰스럽냐보다는 어떠한 기술이 사용됐는가로 구분된다. 다만, 이러한 구분법들은 이미 셀 셰이딩 기법의 특징으로서 고정된 것에 불과하다. 그래도 이 요소들에 속하지 않다면 카툰 렌더링이라 할 수 없다.
  • 경사면의 단조로운 점진적 음영 표현(Ramp Shading) : 외곽선보다 가장 중요한 구분 요소이다. 실제 구현방식에서도 음영의 점진적 표현이 도형에 따라 얼마나 잘 그려지는가로 설계된다. 이 점진적인 표현이 일반인들에게 잘 안알려져 있어서 카툰 렌더링이란 표현을 남발하기도 한다. 음영이 발생하면 점차 어두워지거나 밝아지는데, 이 단계가 3단계로 나뉘면 흰색, 회색, 검은색이다. 4단계로 나뉘면 밝기가 서로 다른 회색이 2개로 늘어난다. 이러한 단계가 5-20단계에 불과하면 사람이 카툰 렌더링으로 인식하게 되는데 이를 점진적 음영 표현이라 한다. 실제 카툰이 면의 음영을 단색의 조합으로 그려지는 것을 표현되기에 점진적 음영 표현은 이를 위한 방법으로서 카툰 렌더링의 핵심이다.[3]
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경사면의 점진적 음영을 표현할때에 사용된 알고리즘에 따라 나오는 다양한 결과물들.
  • 3D 형체에 따른 외곽선(Outline) : 실루엣을 그리는 외곽선인데, 단순히 보이는 물건을 통째로 둘러싸서 그리는 외곽선과는 다르다. 그래서 주로 먹선이라 부르기도 한다. 예로 캐릭터의 코 부분처럼 외곽선 안에 외곽선이 그려지는 방식이 카툰렌더링이다. 이러한 외곽선 기술은 오브젝트의 강조 목적에도 많이 사용되기에 외곽선이 있다고 무조건 카툰 렌더링이 아니다. 외곽선이 그려지는 방법과 목적을 면밀히 봐야한다. 심지어 외곽선이 없는 경우도 있기 때문에 외곽선만으로 카툰 렌더링 여부를 따지는 것은 무식한 짓이다. 그리고 아예 외곽선과 먹선 자체를 렌더링에서 제외시킨 채 먹선을 텍스쳐 면에 그려놓고 텍스쳐만 렌더링하는 경우가 있는데, 이 역시 카툰풍을 유도한 것은 맞으나, 카툰 렌더링이 아니기 때문에 분류시 주의할 점이다.
  • 역광 표현(Rim Lighting) : 외곽선과 같이 사용되기도 하며, 역광을 외곽선 대체용으로 표현하기도 한다. 외곽선과의 차이점은 모델 표면 자체에 그려지고, 뚜렷한 실루엣을 표현하지는 않지만 단순 외곽선보다 자연스러운 표현이 가능하다.참고

3. 제작 방식

하이폴리곤 모델링을 이용한다. 얼핏 들으면 '카툰'이라는 용어가 들어가서 로우폴리 방식을 이용할 것이라 생각될 수 있지만 (ex: 카트라이더) 그건 게임 같은 실시간 렌더링일 때의 경우고 애니메이션 같은 분야에선 엄청난 폴리곤을 들여 제작한다. 이유는 셀 애니메이션 같은 깔끔한 그림자를 표현하기 위해서 이다. 3D는 폴리곤이 적을 수록 조명을 줬을때 검댕이가 도드라지게 보인다. (자세한 것은 노멀 문서 참고.) 이것도 참고 즉, 적은 폴리곤에서는 깔끔하게 그림자가 생기지 않고 탄 것처럼 보이게 된다. 이를 해결하기 위해서는 검댕이가 생기는 부분[4]에 필수적으로 많은 폴리곤을 할당할 수 밖에 없다. 기계나 메카닉 같은 딱딱한 표면의 물체에는 꺾인 면에 chamfer나 fillet으로 수많은 면을 할당하여 각진 면에 자연스럽게 그림자가 생기도록 만들어 준다.[5] 만약 로우폴리곤으로 그림자를 만들려면 꺾인 면마다 smooth ID를 다 다르게 줘야 하기 때문에 노가다가 되는 것은 물론이고, 또 이렇게 다 해서 어찌저찌 렌더링까진 했다고 쳐도 딱딱 떨어지는 단색 그림자로 처리돼서 렌더되기 때문에 매우 부자연스럽다. 또 하이폴리곤이지만 어디까지나 카툰이기 때문에 텍스쳐도 복잡하게 사용하지 않고 간단하게 색만 지정해 주는 것에 그친다. 셀 셰이딩으로 만들어진 스즈미야 하루히를 볼 수 있다. 출처는 네이버 3ds max 제압하기 카페.
이렇게 만들어진 하이폴리곤 오브젝트는 빛을 어떻게 주어도 의도한대로 자연스럽게 만화풍의 그림자가 지게 된다. 물론 항상 완벽하게 되는것은 없으므로 이리저리 돌려봐서 깨지는 면이 있으면 다듬어 줘야 한다. 한마디로 노멀맵핑을 위시한 복잡한 맵핑이나 실사 지향의 사실적인 모델링만큼은 아니지만, 툰 스타일 셰이딩을 위한 깔끔한 그림자를 얻으려면 상당량의 노가다가 필요하다고 볼 수 있다.

4. 카툰 렌더링이 사용된 예


4.1. 게임


4.2. 애니메이션

아이돌물 대다수는 공연씬을 카툰 렌더링으로 처리한다. 이는 아이돌물에서 단체 안무씬이 굉장히 큰 비중을 차지하는데다 실제 공연처럼 다양한 카메라 기법과 연출도 사용하는데 셀 애니로 그리자니 애니메이터들이 죽어나가기 때문. 물론 시대를 역행하고 셀 애니메이션을 무리하게 고집했다가 결국 한계에 부딪혀 제대로 망한 작품도 있다.
2005년 이후 대부분 애니메이션에선 자동차를 카툰 렌더링으로 처리하고 있다. 현대를 배경으로 한 작품에선 자주 등장하면서도 작화 그리기 번거롭고, 또 유기물이 아닌 기계다 보니 카툰 렌더링으로 처리해도 크게 튀지 않기 때문이다. 그러나 보통 이렇게 카툰 렌더링 처리된 자동차는 광택이나 반사광, 그림자 등이 없이 표면이 굉장히 밋밋하다는 단점이 있다. 자동차만 눈에 띄게 부드럽게 움직여 어색하기도하다.

5. 비슷해 보이지만 아닌 것들

  • 노 모어 히어로즈: 강한 명암 차이 때문에 카툰 렌더링처럼 보이지만 외곽선이 없고 모델링 자체가 일반적인 3D 모델링이다.
  • 마블 VS 캡콤 3
  • 보더랜드, 보더랜드 2, 보더랜드 3: 보더랜드 시리즈는 공통적으로 텍스처 자체에 약간 단순화된 명암과 그려넣은 외곽선 및 폴리곤에 외곽선 처리를 할뿐이지 가장 중요한 음영 처리 방식은 오히려 실사풍에 가깝다.
  • 스트리트 파이터 4: 위와 비슷한경우. 텍스쳐를 제외하면 외곽선 같은건 존재하지 않는다.
  • 젤다의 전설 바람의 지휘봉 HD: 실제로는 물리 기반 렌더링이며[11], BRDF 베이스로 알베도 텍스처 한장, 노말맵 텍스처로 굴곡감을 살리고 오클루드 텍스처를 넣어서 음영을 더 넣어주고 라이팅을 조정하는 식으로 카툰 느낌이 나게 만들었다.
  • 콜 오브 후아레즈 : 건슬링어
  • 팀 포트리스 2: 초기에는 음영 처리가 정말로 만화 같았지만 이후 수정되어서 현재는 삽화풍 렌더링(Illustrative Rendering)으로 불린다. 물론 카툰 렌더링의 특징인 외곽선과 음영단조화 등은 초기부터 없었기에 카툰 렌더링으로 불릴 만한 게 없어서 해당 개념에 성립되지 않는다.
  • 오버워치: 팀 포트리스 2와 비슷한 경우. 오히려 이쪽은 데포르메로 인한 일부 인체 비율을 제외하면 3D 모델 자체는 실사에 가깝다.
  • 포트나이트: 팀 포트리스 2와 비슷한 경우.
  • 텔테일 게임즈의 게임들 : 모델링만 카툰스럽지 자세히보면 외곽선들은 텍스쳐위에 그려서 표현되어 있다. 일부는 전체적인 실루엣만을 외곽선으로 표현한 작품이 있으나, 이 역시도 외곽선만으로 카툰렌더링이라 하기에는 어렵다.[12]

6. 관련 문서


[1] 크로노스 디지털 엔터테인먼트에서 개발하고 에이도스가 유통.[2] 블리자드 엔터테인먼트에서 개발된 디아블로 2의 출시일과 같은 날짜다.[3] 이외에 반광(Specular)이나 반사(Reflection) 관련 표현이 따로 들어가기도 하는데, 카툰 렌더링만의 특징은 아니다.[4] 폴리곤과 폴리곤의 각도가 클수록 이 현상이 심해진다. 그래서 링크된 글에서도 알 수 있듯이 각도가 확 꺾이는 면에는 폴리곤을 좀더 줘서 자연스럽게 넘어가도록 만든다. 참고.[5] 이는 당연한 것이, 현실의 물체는 3D 모델의 폴리곤처럼 정확한 각도의 깎여진 모서리를 지니는 것이 아니라, 아주 미세하게나마 둥글게 다듬어진, 혹은 뭉개져있어 그림자 내부의 경계가 부드럽게 이어지기 때문이다.[6] 비록 오프닝 한정이지만 게임이 2001년 초에 나왔기 때문에 시대를 앞섰다는 평가를 받고있다.[7] 단, 추가된 CG 영상만 카툰 렌더링이다.[8] 바바라 스토리 한정.[9] 다만, 오로지 꼬마케로로, 꼬마기로로, 제로로, 꼬마푸루루만이 주역으로 등장하는 에피소드에만 사용되었으며, 회상씬에는 사용되지 않았고 제로로, 키카카가 찾아왔다 편은 그냥 2D 작화다.[10] 100% 카툰 렌더링.[11] 즉, 실사 지향 그래픽 처리 방식으로 비실사풍을 만든 셈이다.[12] 절묘하게도 이는 보더랜드 시리즈와 거의 동일한 미술 양식이다. 덕분에 Tales from the Borderlands은 당사에서 제작한 작품이지만 원작 게임과 비교해도 위화감이 없는 그래픽을 자랑한다.

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