등록일 : 2000-07-01 02:56:05 AM

이것은 캐드앤 그래픽스 4월호에 실렸던 내용입니다.원래 주사위를 가지고 애니메이션을 구현하기로 되어있으나 사정상 이것부터 소개해드리고 계속하겠습니다.

자유곡면을 이용한 강력한 모델링, 쉽고 간단하게 사용할 수 있는 인터페이스, 그리고 고품질 렌더링 결과물을 얻을 수 있는 것으로 정평나있는 쉐이드. 그 쉐이드를 이용해서 SR-71 블랙 버드(주1)를 만들어보는 것은 어떨까? 지면 관계상 좀 작은 모양으로.

쉐이드를 처음으로 접한 것은 맥을 쓰던 친구의 소개로 90년대 초반의 안내서를 통해서였다. 하지만, 기억은 그뿐. 그 후 쉐이드에 관한 것을 기억의 저편에 봉인해두고있었다. 그 기억의 봉인이 풀린 것은 지난 98년, 일본의 디지틀 뷰티 테라이 유키(주2)를 만나고 나서이다.
그 매력에 푹빠져 무턱대고 아키하바라의 S/W샵에서 myShade를, 서점에 가서 튜토리얼 서적 몇 권 사서는 맨땅에 헤딩하는 기분으로 쉐이드의 세계에 빠져들어 갔다. 공부를 해오면서 느낀 점이라면 국내에도 쉐이드를 쓰는 사람들이 많은 것으로 알고있지만 실제로 그 사용자들이 한곳에 모일만한 공간이나 통신모임이 드물고 참고서적도 무척 적었다는 것이다.
비록 훌륭한 글은 못되겠지만 이 글을 통해 쉐이드를 쓰면서 구했던 자료들과 정보들을 나눌 수 있는 기회가 되었으면 좋겠다.

(주1) SR-71 BlackBird
SR-71 블랙버드는 고도 25,000m의 고공을 마하 3.31로 나는 전략 정찰기로, 한번 급유로 2시간정도 비행할 수 있다고한다. 1990년 정찰위성의 성능향상과 그 유지비로 인해 퇴역되었다. 그림에서처럼 2대가 함께 나는 일은 극히 드물겠지만, 저런 디자인이라면 그런 고증은 무시해도 상관없을듯.

(주2) 테라이 유키
일본의 만화가 쿠츠기 켄이치씨에 의해 98년 발표된 디지틀 뷰티. 슈에이샤에서 발간된 Libido라는 만화의 2D 주인공을 3D화했다. 만화잡지의 그라비아 모델을 비롯, DirecTV, 쉐이드 전속 모델 등으로 활동하고있으며 얼마 전 사진집도 발표되었다.
홈페이지는 http://www.asahi-net.or.jp/~PK9K-YMMT

용례 :
<1> : 그림1
같은 설명문 속에 그림이 여러 장 들어갈 때 구분하기 위해서 씁니다.
(1) : 그림 속 설명 1
같은 그림 속에 순서의 구별을 하기 위해서 씁니다.

모델링

1. PEN/Open Line으로 대략적인 모습을 잡고 SOLID/Revolve로 회전체를 만든다. MODIFY/Convert를 선택해서 자유곡면으로 변형하고, 적절히 모습을 조절해준다. <1>

[그림1] [그림2]

2. PEN/Closed Line으로 날개의 단면을 그리고 SOLID/Extude 로 날개를 끌어당겨 만들어준다. 위에서 봤을 때 곡선으로 변하고 있으므로 중간에 선을 추가해서 조절해줄 필요가 있다. 요령은 그림에서 1번위치까지 늘린다음 MOVE/scale 또는 uni-scale 로 크기를 조절해 부드럽게 크기가 변하게 만들어주고, 가로선을 선택하여(또는 MODIFY/switch) 편집모드(Ctrl+M)로 바꾼 뒤 Z와 X를 동시에 누른 상태로 새로 추가할 위치(2)에 마우스로 드래그 해준다.<3> 그 뒤 날개 모양을 편집한다.<4>

[그림3] [그림4]

3. 엔진부를 만들기 위해서 단면을 PEN/Closed Line으로 대강의 모습을 그려준다.<5> 그리고 각 조절점을 붉은색선처럼 적절히 편집 부드럽게 바꿔준다. 마지막으로 푸른 선을 중심으로 SOLID/Revolve로 회전체를 만들어준다.<6>

[그림5] [그림6]

시작점의 지정 : 특정 위치에 오브젝트를 위치시키거나 만들려면 어떻게 해야할까? 방법은 의외로 간단하다. 도형 윈도우 외곽부분(붉은색 부분)에 있는 룰러를 마우스로 살짝 클릭해보자. 그러면 위치 포인터(파란색 원 내부)가 클릭 위치에 고정되며 그 좌표계를 벗어 날 때에는 그 위치가 기본값으로 동작한다. 이를 쉽게 확인해보려면, Figure대화상자의 Large Cursor를 선택해놓고 룰러를 클릭해보자.
[그림7]

4. MODIFY/convert로 자유곡면으로 만들고 흡기구 안쪽의 원을 브라우저에서 선택하고 Ctrl+C를 눌러 복사한다.(1) 별도의 자유곡면을 PART/Surface로 추가해 넣고 그 안에 아까 복사한 원을 Ctrl+V를 눌러 집어넣는다.(2) 다시 한번 더 넣어 2개를 만든다. 그리고 한 개를 선택해 MOVE/Translate 로 직선이동시켜준다. 이렇게 하면 원기둥이 만들어지고, 앞으로 끌어낸 원을 MODIFY/Degenerate 로 한 점에 모아주면 간단히 원뿔이 만들어진다.(3)

브라우저를 살펴보면 파란색부분이 엔진부에 있는 원이고, 녹색과 보라색이 새로 추가된 자유곡면 안에 복사해 넣은 원이다. 옆의 그림과 동일한 색으로 표현했으므로 직접 따라해보면 보다 확실히 알 수 있을 것이다.(4)

[그림8]

5. 엔진 밖쪽으로 나와있는 날개도 만들어준다.<9> 2번과 같은 방법으로 끌어당겨주고 모양을 편집해준다.<10> 가장 밖의 Closed Line을 선택하여 한부 더 복사한다. 그럼 브라우저에서 보이는 것처럼 새로운 Closed Line(붉은색으로 표시)이 생긴다.
이것을 MODIFY/Degenerate 로 한점에 모아준다.<11>
한점으로 모아주는 과정을 거치지 않은 결과<12>와 모은 결과<13>

[그림9] [그림10] [그림11]

[그림 12] [그림 13]

6. 이번에는 노즐을 만든다. 엔진부와 같은 방법으로 회전체로 만든다.<14>

[그림14]

7. 모습을 다듬기 위해서 PEN/Rectangle로 사각형을 만들고 SOLID/Extude로 직육면체를 만들어준다.(1) 그리고 엔진 중앙부 위치를 선택해놓고 COPY/angle을 선택하고 SHIFT키를 누른 상태로 45도 회전복사한다.(2) 다음 REPEAT/6을 선택해준다. 그러면 자동으로 나머지 6개가 만들어진다. (3) <15>
PART/Part로 Part를 추가하고 복사해놓은 직육면체를 모두 넣어둔다. 그리고 홈모양으로 파이도록 부울리언 렌더링 연산자를 붙여준다. 추가해놓은 Part 이름 앞에 *를 붙여준다.

[그림15]

부울리언 렌더링과 부울리언 모델링 : 다른 프로그램과 비교해 가장 난해한 부분 중의 하나인 의사(擬似)집합연산 기능. 이는 도형 윈도우상에는 모두 원형 그대로 남아있으나 렌더링 시 결과물은 마치 부울리언을 거친 결과물을 렌더링한 것처럼 보인다고 해서 붙여진 이름이다. (<16>의 윗부분 참조.)
쓰기 불편하다고 사용자들의 꾸준한 개선요구가 있었고, 드디어 지난해 말 일본 익스프레션 툴즈에서는 R3용 부울리언 모델링 플러그인을 발표했다. 이것을 이용하면 다른 3D프로그램에서처럼 부울리언 을 한 결과물(폴리곤 메쉬)을 얻을 수 있다.(<16>의 아랫부분) 이후 기존의 “의사 집합연산”이라 불리던 기능은 렌더링시만 결과물을 볼 수 있다고 “부울리언 렌더링”으로 이름이 바뀌었다. (R4에서는 둘다 기본 제공된다)
하지만 부울리언 모델링이나 렌더링은 모두 기본적으로 브라우저에서 파트 이름 앞에 붙이는 연산자를 통해 이루어지므로 그 연산자의 특성에 대한 이해가 따라야한다.
R3 사용자의 경우 일본 익스프레션 툴즈사 홈페이지에서 부울리언 모델링 플러그인을 다운로드 받을 수있으나 일본 쪽에 등록한 사용자에 한하므로 국내 등록사용자를 위해 한국 익스프레션 툴즈사에서도 빠른 지원이 있어야 할 것이다.

[그림 16]

9. 수직 꼬리날개를 만들어준다. 만드는 방법은 앞의 날개와 동일하다.
붉은 화살표 모양대로 맨 밑을 끌어올려주고, 각각의 파란색 표시가 있는 곳을 한점으로 모아주면 된다. <17>

[그림 17]

10. PART/Part로 Part를 추가하고 만든 꼬리날개를 넣어둔다. 다음 MOVE/angle 로 날개 기울기를 조절해준다. 이렇게 하면 Figure의 Local 버튼을 이용해서 로컬좌표계로 돌려 편하게 수정할 수 있다.<18>

[그림18]

로컬 좌표계와 글로벌 좌표계 : 모델링을 하다보면 일부 형상만을 회전시키거나 기울일 필요가 있다. 이렇게 되면 재편집할 때 좌표축과 어긋나있어서 편집이 어렵다. 이럴 때 이용되는 것이 로컬 좌표계이다. MOVE/Part로 파트를 추가하고 그 안에 형상을 넣고 파트에 회전등의 변환을 적용시키면 로컬 버튼으로 원래의 좌표계를 되찾을 수 있다. 물론 회복시키는 것은 글로벌 버튼.

[그림19]

11. 콕핏작업은 부울리언 렌더링으로 작업한다. 우선 적정한 모습의 Closed Line을 그려주고 Extude시켜준다. 물론
연산자는 “*”. <20>

[그림20]

12. 다음은 동체(붉은색)를 한부 COPY/Uni-scale로 약간 작게 복사한다(파란색). 연산자는 *로 해주면 속이 빈 모양이 완성된다. 같은 방식으로 한부 더 복사한다. 이번 것은 12번에서 복사한 것과 원 동체의 사이 정도의 크기로 위치시킨다.(보라색) 뒤쪽에서 다루겠지만 표면 재질은 유리로 한다.<21>

[그림21]

13. 엔진부, 노즐, 날개등을 중심축을 중심으로 미러-복사해서 왼쪽부분도 만들어준다.
복사할 파트들을 한꺼번에 브라우저에서 선택하고 COPY/Special을 누르고 복사 축을 지정하면 나오는 대화상자에서 X의 Scale값에 -1을 써주면 된다.

맵핑/표면재질 설정.

아쉽게도 Shade는 3D 페인터등을 바로 지원해주지 않는다. 따라서 기본적인 방법을 이용해서 맵핑소스를 작성해야한다.

1. 엔진부의 맵핑을 위해서 준비를 한다. Wrap으로 할 것이므로 적절한 맵핑 소스를 준비한다. 사용한 것은 다음과 같다.<22>

[그림22] 90도 반시계 방향으로 회전시킨 모습

2. 엔진부를 선택하고 Surface에서 Texture옆의 Picture를 선택해준다. 다음 그림창에 마우스 오른쪽 버튼을 누르고 위에서 준비한 맵핑소스를 불러온다.<23> 그리고 몇 가지 좌표에서 렌더링을 해본다.<24,25>

[그림24]

[그림25]
[그림23]

맵핑 소스의 위치 지정 : Wrap이 아니라 X,Y,Z 특정 축을 기준으로 할 때에는 맵핑 소스가 놓이는 위치를 지정해줘야만한다. 맵핑 소스는 기본적으로 원점(0,0,0)에서 시작한다. 만약 특정 위치에서 시작하고자 할 때에는, 앞서 설명한 시작점 설정 방법으로 커서의 위치를 정하고, 표면재질의 More 버튼을 누르면 나오는 Current Position 단추를 눌러주면 그 위치에서부터 시작한다. 또, 맵핑 소스의 크기가 너무 작을 경우에는 Size단추 옆의 + 단추를 눌러주면 한 단계 큰 범위에 적용시킬 수 있게된다.

[그림26]

3. 포토샵 등의 프로그램에서 위에서 렌더링한 결과물들을 불러 위치를 확인하면서 범프맵핑용 소스를 작성한다. <27>

[그림27] 90도 반시계 방향으로 회전 시킨 모습

4. 같은 방법으로 다른 부분도 맵핑 소스를 준비한다.

5. 범프 맵핑과 각각의 표면재질 설정을 한다. 몸체를 예로들면 보라색 화살표있는 곳에서 맵핑 소스를 배치시켜 동체에 맞춘다.<28> 맵핑 소스의 위치 설정은 위의 TIP을 참조한다.

[그림28]

6. 로고나 그림을 넣기 위한 작업을 위해서 스티커 맵핑작업용 소스를 준비한다. <29>

[그림29]

7. PEN/Rectangle로 준비한 스티커 맵핑 소스의 크기와 비슷한 사각형을 만들고 준비한 스티커용 맵핑소스를 배치한다. 그리고 Exude로 끌어낸다.
PART/Part로 새로운 파트를 추가하고 그 안에 앞서 만든 스티커 맵핑용 직육면체를 넣는다. 우선 앞서 설정한 동체의 표면재질에서 Reg. 단추를 눌러 마스터 서피스를 설정해준다. 이 마스터 서피스를 스티커 맵핑용 파트의 표면 재질에서 Use.를 눌러 등록시켜놓는다. 이 스티커 맵핑용 연산자 설정은 =로 하고, 표면재질의 More단추를 눌러 Black Key Mask를 설정해준다.
모든 설정이 끝났으면 스티커를 붙이는 것처럼 적절한 좌표로 이동시켜 주면 완성. <30>의 흰색상자는 U.S. AIR FORCE를 스티커 처리한 것.

[그림 30]

스티커 맵핑 : 특정부위에 원하는 대로 텍스쳐를 붙일 수 있어 마치 스티커를 붙이는 것 같다고 붙여진 이름이다. 의사집합연산에서 자신이 가지고있는 재질을 타겟에 그대로 계승시킬 수 있는 “=”연산과 Key Mask를 이용해서 특정색(흰색/검은색)을 나타나지 않게 해주는 기능을 합친 것이다. Key Mask로 지워지는 부분은 스티커 맵핑용 형상의 재질이 들어가므로 꼭 마스터 서피스 등을 이용 재질을 계승시켜줘야만한다.
그렇지만, 스티커 맵핑이 만능은 아니므로 사용에 주의가 필요하다.
스티커면의 맵핑이 무시되는 것이 바로 그것이다. 이 경우 비슷한 성격의 맵핑이 사용된 경우는 다중 텍스쳐 맵핑 기능을 이용해 해결할 수 있다. 스티커 표면재질의 Texture부분 옆 숫자 2번을 선택해주고 대상체의 맵핑 세팅(맵핑 위치, 맵핑 소스)을 그대로 옮겨주면된다.

[그림31] 스티커 맵핑의 개념도

10. 같은 방법으로 다양한 부분을 스티커 맵핑 처리해준다. 그리고 약간의 효과를 주고 배경을 추가하면 완성.