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서브서피스 스캐터링(SSS)에 의한 스킨 셰이더(8)~서브서피스 스캐터링(SSS)과 스킨 셰이더(6)
[칼럼 핵심 요약]
NVIDIA의 실장에서는, 데모 자체가 한정적인 씬이라고 하는 일도 있어, 그림자의 생성은 극히 보통의 뎁스 섀도우 기법을 채용하고 있다고 한다. 그 때문에, 코의 그림자가 뺨에 떨어지거나, 이마가 나오는 그림자가 눈의 움푹 들어간 곳에 떨어지거나 하는 셀프 그림자 첨부의 그림자 표현이 실천되고 있다.🌐 원문 링크: 表面下散乱によるスキンシェーダ(8)～表面下散乱とスキンシェーダ(6) (Mynavi News)
📅 원문 발행일: 2009-05-22 ｜ ✍️ 저자: 西川善司 (니시카와 젠지 / Zenji Nishikawa)
NOTE
💡 현대 그래픽스 관점에서의 발전사 (Modern Retrospective)
- 스크린 공간 SSS (SSSS): Jorge Jimenez 등이 제안한 화면 공간 분리 가능 서브서피스 스캐터링(Separable SSSS) 기법이 정립되면서 피부 렌더링의 성능 효율이 비약적으로 상승했습니다.
- 다층 표면 모델 (Multi-layer SSS): 표피(Epidermis), 진피(Dermis), 피하지방층으로 세분화된 빛 흡수/산란 계수를 개별 프로파일링하여 영화 CG 수준의 디지털 휴먼 렌더링이 실시간으로 구현됩니다.
📖 본문 해설
[원문 리드문] > NVIDIA의 실장에서는, 데모 자체가 한정적인 장면이라고 하는 일도 있어, 그림자의 생성은 극히 보통의 뎁스 섀도우 기법을 채용하고 있다고 한다. 그 때문에, 코의 그림자가 뺨에 떨어지거나, 이마가 나오는 그림자가 눈의 움푹 들어간 곳에 떨어지거나 하는 셀프 그림자 첨부의 그림자 표현이 실천되고 있다.
그림자 처리는 어떻게합니까?
NVIDIA의 실장에서는, 데모 자체가 한정적인 씬이라고 하는 일도 있어, 그림자의 생성은 극히 보통의 뎁스 섀도우 기법을 채용하고 있다고 한다. 그 때문에, 코의 그림자가 뺨에 떨어지거나, 이마가 나오는 그림자가 눈의 움푹 들어간 곳에 떨어지거나 하는 셀프 그림자 첨부의 그림자 표현이 실천되고 있다.
이 그림자에 대해서는, 지금까지 취급해 온 피하 산란 재현과 어떻게 조합하면 좋은 것인가.
실은, 이것은 피하 산란 블러의 원이 되는 텍스처 렌더링시에, 함께 이 실시간 셀프 그림자를 생성해 버리고 있다고 한다. 그림자의 엣지는 피하 산란 블러 처리로 흐리지만, 이것은 정확하게, 그림자의 엣지 부근에도, 빛이 맞고 있는 부분으로부터의 피하 산란한 출사광이 나오는 것의 재현이 되어 있기 때문에 문제는 없고, 오히려 물리적으로도 의미가 있다고 한다.
셀프 그림자의 가장자리 부분이 은은하게, 독특한 그라데이션으로 흐릿한 것도 확실히 자연스럽고 리얼하게 보인다
실제 최첨단 3D 게임에서 얼굴과 사람의 피부 표현은 어느 수준입니까?
NVIDIA의 「Adrianne」데모나 안면 데모는 꽤 화려한 실장이 되고 있어, 이대로 게임에 가져가는 것은 묘화 부하적으로 엄격할 것이다.
현행의 GPU를 타겟으로 해 3D게임에 실장하려면, 피하 산란 블러를 NVIDIA 실장에서는 6회 하고 있는 것을 반으로 하거나, NVIDIA 실장에서는 텍스처 처리를 피하 산란 블러의 전후에 가고 있는 것을 어느 쪽인가 1회로 하거나, 또는 대국적인 피하 산란은 무시하는…
실제로 발매된 게임 타이틀과 실용화되고 있는 게임 엔진에서는 독 CRYTEK이 개발한 'CRYSIS'(2007년)가 꽤 선진적인 스킨 셰이더를 실용화하고 있는 것으로 주목을 끌었다. CRYETK는 NVIDIA와의 연결도 강하기 때문에 NVIDIA의 이번 방법에 가까운 접근도 응용되고 있다고 보인다.
그림
또한 얼굴의 경우에는 피부 질감의 표현뿐만 아니라 표정 표현의 리얼리티 향상도 중대한 테마가 되고 있다.
이 분야에 대해서는 인간의 표정을 실제로 캡처하여 3D 모델에 적용하는 얼굴 모션을 캡처하여 이용하는 것과 해부학이나 정신의학의 이론을 기반으로 표정을 인공적으로 합성하여 3D 모델에 적용하는 두 가지 접근법이 있다. 리얼리티면에서는 전자가 우위로, 후자는 애니메이션 개발 코스트의 절약에 우위…
AVID사에서 등장한 인공 표정 합성 개발 소프트웨어 'FACE ROBOT'은 그 최첨단 실례로 실제 게임과 영상 제작 현장에서 적극 이용이 이루어지기 시작했다.
최근 게임에서 후자의 인공 합성 표정 방식을 고집해 채용하고 있는 것은 VALVE SOFTWARE의 하프 라이프 2 시리즈이다. 이 작품에서는 캐릭터의 표정 제어에 캘리포니아 의대의 정신 의학 교수이며 심리학 분야에서도 유명한 Paul Ekman 박사의 이론을 구현하고 있으며 파라미터의 조합과 그 파라미터의 추이만으로 리얼한 표정 변화와 감정 표현을 실현할 수 있다.
하프 라이프 2 시리즈 「하프 라이프 2 : 에피소드 2」(2007 년)
(트라이Z 니시카와 젠지)