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라이언: Unity 아트 툴의 활용과 Wētā Digital의 실시간 3D 기술을 보여주는 새로운 데모

2022년 8월 10일 테크놀로지 | 15 분 소요
A lion cub playing with its parent in the savannah
A lion cub playing with its parent in the savannah

Wētā Digital, Ziva, SpeedTree, SyncSketch, 그리고 Unity 에디터의 아트 툴을 처음으로 모두 활용한 라이언 프로젝트

라이언(Lion)은 Unity 아트 툴을 사용한 획기적인 프로젝트로, 크리에이터를 위한 툴을 지원하는 유니티의 지속적인 노력을 보여 줍니다.

이번 데모에서는 아티스트와 개발자가 제작 단계에서 긴밀하게 협력하였으며, 실시간 고화질 비주얼의 잠재력을 잘 보여 주는 사례입니다.

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라이언은 Wētā Digital, SpeedTree, Ziva, SyncSketch 및 Unity 에디터 아트 툴 등 다양한 기술이 모여 탄생한 콘텐츠로 실시간 기술의 혁신을 보여 줍니다. 또한 실시간 파이프라인의 통합 데모 중 하나로 소비자 하드웨어에서 경험할 수 있으며 PlayStation 5®에서 4K 30fps로 실행됩니다.

오프라인 버전의 데모 에셋 원본은 Monster Emporium Animation School의 학생들이 제작했습니다. 실제 크기의 사자를 시뮬레이션했으며, 소프트 바디의 동역학 시뮬레이션에 Ziva VFX의 생체 역학적 탄성체 솔버를 활용했습니다.

Two grey lion cubs in Unity Editor side by side, walking and stretching
Ziva VFX 시뮬레이션 예시 중 아기 사자가 앉는 시퀀스

그런 다음 고성능 실시간 경험이 가능하도록 씬을 업데이트했습니다. 사자 에셋은 머신 러닝 기반의 Ziva RT 변형을 사용하여 개선하고, 높은 정확도로 변형을 제공하는 새로운 Ziva RT Unity 플레이어(SIGGRAPH 2022에서 프리뷰 출시)를 사용하여 동적으로 실행했습니다.

A lion cub walking in the Unity Editor, with no colours
Ziva RT는 애니메이터에게 최종 품질 수준의 변형을 지원하는 동시에, 저작 툴에서 릭 평가 속도가 높아져 DCC 툴에서 빠르게 반복 작업할 수 있습니다. 이 예시에서 Ziva RT는 Ziva VFX 2.0의 새로운 준정적(quasi-static) 적분기로 훈련을 거쳤습니다. 따라서 실시간 변형 훈련에 적합하면서도 정확하고 안정적인 결과를 얻을 수 있습니다.
Two grey lion cubs in Unity Editor side by side, walking and stretching
Ziva RT의 정확한 변형 결과와 게임에서 일반적으로 활용하는 기존의 스키닝 애니메이션을 비교해 보세요. 아기 사자의 실루엣을 보면 견갑골 아래 근육 및 연조직에 확연한 차이가 나타납니다.

Ziva RT Unity 플레이어는 런타임 시 최적의 성능을 내기 위해 SIMD에 최적화된 코드를 병렬 실행하는데, 이때 실시간으로 동적 인터랙티브 변형을 구현하기 위해 Unity의 Burst 기술을 활용합니다. 

새로운 데모 환경에는 SpeedTree의 초목 모델링 기능도 적용되어 있습니다. SpeedTree Cinema로 생성한 에셋을 실시간용으로 최적화하여 사자 주변에는 먼지로 뒤덮인 풀을 추가하고 수평선에는 아프리카의 모파인 나무를 나타내는 셰이프를 만들었습니다. 이는 고해상도 텍스처를 포함하여 익스포트한 게임 FBX 파일로, 섬세하게 다듬은 사자 모델과 식물 에셋의 해상도가 일치하도록 합니다.

A sketch of a lion looking into the distance in a savannah
초목을 약간 추가하기만 해도 그럴듯한 구성에 생동감 있는 환경을 조성할 수 있습니다.
A patch of grass with two SpeedTree trees on each side of it
SpeedTree 에셋 예시

현실감을 위해 사전 알파 단계에 있는 Wētā Digital의 헤어 및 퍼(fur) 정리 툴인 Wig를 사용했습니다. 이 툴로 Ziva의 변형 기술을 보완하여, 사자와 아기 사자의 갈기 및 털을 구현하는 데 있어 정확도를 한층 더 높이고 아티스트가 더 세부적으로 설정을 조정할 수 있게 했습니다.

Wētā FX, DNEG 및 기타 VFX 하우스에서 그룸을 제작한 경험이 있으며 이번 라이언 프로젝트에도 참여한 유니티의 테크니컬 아티스트 사라 핸슨은 "Wig는 확실히 차별화된 툴입니다. 제가 사용한 그루밍 툴 중에 가장 빠르더라고요"라고 말했습니다. 

"고품질의 주요 그룸은 Wig에서 훨씬 빨리 생성할 수 있습니다. 다른 그루밍 패키지였다면 몇 개월은 걸렸을 텐데, Wig를 사용하면 불과 몇 주만에 끝낼 수 있죠. 다른 툴에서 몇 주나 걸리는 일부 그룸도 Wig에서는 단 하루에서 며칠 만에 생성할 수 있습니다. 품질도 훨씬 좋고 아티스트가 제어할 수 있는 부분도 더 많아지죠. 레퍼런스 샷에서 털 한 가닥을 조정하는 것과 같이 아주 세세한 피드백에 대응해야 할 때도 Wig에서 손쉽게 저작할 수 있습니다."

A lion's mane being created in Unity
Wig를 활용한 사자 갈기 저작 예시

라이언 프로젝트에 참여한 팀원들은 북미와 서유럽의 여러 국가에 흩어져 있습니다. 이들의 원격 작업은 실시간 제작 리뷰와 직관적인 반복 작업을 지원하는 비주얼 협업 툴인 SyncSketch로 이루어졌습니다.

A model lion on the left, with a real picture of a lion on the right
클라우드 기반의 SyncSketch 협업 도구로 진행한 사자 그룸 리뷰 예시

이처럼 Wētā Digital의 Wig, Ziva, SpeedTree, SyncSketch 및 Unity 에디터로 만든 결과물을 창의적인 방식으로 확인하여 팀원들은 빠르게 반복 작업을 실행하고 전반적인 크리처 및 캐릭터 워크플로를 개선했습니다. 예를 들어 리깅과 변형, 헤어 및 털 부착 시스템을 연결하고, 렌더링부터 셰이딩까지 모두 하나의 시스템에서 유기적으로 수행했습니다.

유니티 테크놀로지스의 명예 테크니컬 펠로이자 Professional Artistry & Graphics Innovation 부문 CA(Chief Architect) 겸 부사장인 나탈리아 타타척은 다음과 같이 전했습니다. "저희가 제공하는 툴이 서로 원활하게 작동해서 크리에이터가 전반적으로 양질의 캐릭터와 크리처를 만들 수 있도록 지원하고 싶어요. 이 데모를 제작하면서 세운 목표 중 일부는 제작 환경에서 Unity 아트 툴을 검증하고, 아티스트가 실제 제작 과정에서 마주하는 요구 사항을 해결해 주며, Unity 툴과 워크플로를 전반적으로 개선하고 안정화하는 것이었습니다."

PlayStation 5®, Xbox Series X|S® 및 PC에서 사실적인 크리처 및 씬 렌더링을 실시간으로 실행하기 위해 혁신적인 여러 핵심 기술을 개발했습니다.

이 프로젝트는 Unity의 HDRP(고해상도 렌더 파이프라인)를 기반으로 합니다. 또한 GI(전역 조명)를 사용했는데, 이를 위해 APV(Adaptive Probe Volumes)를 활용하여 사자 주변의 건조한 사막과 초목을 비추도록 했습니다.

A lion shakes its head while a cub plays with its mane

팀원들은 현실감 있는 털 수백만 개를 시뮬레이션하고 렌더링해야 했습니다. 이를 위해 HDRP의 성능 및 화질을 상당 부분 개선했습니다.

개선 사항에는 새로운 GPU 기반의 클러스터 헤어 시뮬레이션이 포함됩니다. 이는 최근 Unity GitHub에 출시된 새로운 헤어 시스템의 일부로, 수백만 가닥의 털이 동적으로 실시간 반응하게 합니다. 이 접근 방식은 놀라운 기술을 선보인 디지털 휴먼 프로젝트 에너미즈(Enemies)에 사용된 헤어 시뮬레이션을 기반으로 하며, 이 방법을 확장하여 GPU에서 수십 배나 더 많은 털을 효율적으로 처리합니다.

유니티의 그래픽스 개발자들은 머리카락 및 털 렌더링을 위해 HDRP의 GPU 타일 기반 소프트웨어 래스터화 알고리즘을 일부 개선하여 수백만 개의 고유한 머리카락을 렌더링할 수 있도록 최적화했습니다. 이 방식을 적용한 결과, 계산을 통해 정렬된 OIT(Order Independent Transparency) 기술을 사용하는 분석적 안티앨리어싱으로 매끄러운 머리카락 비주얼을 얻을 수 있었습니다. 또한 영화 같은 품질의 헤어 렌더링을 구현하기 위해 고급 물리 기반의 헤어 조명 모델을 개선했습니다. 

이제 수백만 가닥의 털이 시각적 결함 없이 각자 고유하게 움직이도록 렌더링할 수 있습니다. 또한 헤어의 하이라이트뿐만 아니라, 햇빛에 비치는 아기 사자의 털이나 사자의 갈기처럼 부드러운 털에 비치는 빛을 정확하게 표현할 수 있습니다.

이번 프로젝트뿐 아니라 다른 제작 작업을 통해 한층 더 보강된 헤어 시뮬레이션 및 렌더링 개선 사항은 2023.1 테크 스트림에 제공될 예정입니다.

A lion cub tussling and playing with its parent

Unity 툴은 대부분 바로 사용 가능하며 이미 전 세계의 제작 환경에서 활용되고 있습니다. 유니티는 추후 전 세계의 수많은 크리에이터에게 더 많은 툴과 기능을 제공하고자 합니다.

SIGGRAPH 2022

라이언 데모는 밴쿠버 컨벤션 센터에서 개최되는 SIGGRAPH 2022의 세션에서 공개됩니다.

라이언: Unity 아트 툴로 미래를 엿보다
연사: 제임스 제이콥스(유니티 테크놀로지스), 안톤 블레이크(Monster Emporium), 줄리오 세자르(Monster Emporium), 사라 핸슨(유니티 테크놀로지스)
8월 10일 수요일, 오후 2시 15분 ~ 3시 15분
West Building, Ballroom C/D

최초로 공개되는 유니티의 최신 데모 라이언을 놓치지 마세요. 이번 데모에는 Ziva, Wētā Digital, SyncSketch, SpeedTree 및 Unity 에디터 아트 툴을 모두 활용한 혁신적인 실시간 기술이 구현되었습니다. 라이언 프로젝트는 아티스트가 창의적인 비주얼을 제작하고 더 풍부한 크리에이터 워크플로를 활용할 수 있도록 지원합니다.

이번 쇼케이스에 포함된 기타 기술 및 아트 툴 세션은 다음과 같습니다.

Ziva Face Trainer 소개: 자동 리깅이 가능한 실시간 3D 표정 구현 솔루션
연사: 제임스 제이콥스(유니티 테크놀로지스), 크로포드 도란(유니티 테크놀로지스)
(SIGGRAPH 2022 이후 온라인 시청 가능)

Unity 2021 LTS에서 유기적 환경 조성
연사: 샤오시 리우(유니티 테크놀로지스)
(SIGGRAPH 2022 이후 온라인 시청 가능)

아티스트 친화적인 HDRP 기능
연사: 션 풀러(유니티 테크놀로지스), 앨릭스 미첼(유니티 테크놀로지스)
(SIGGRAPH 2022 이후 온라인 시청 가능)

기능 애니메이션에 Ziva를 활용하는 방법: 시뮬레이션 및 머신 러닝에 최적화된 워크플로
연사: 브라이언 앤더슨(유니티 테크놀로지스)
8월 10일 수요일, 오전 9시 ~ 오후 12시
West Building, Room 116-117

SpeedTree Cinema: 컨셉 아트에서 VFX 에셋까지
연사: 사라 스크럭스(유니티 테크놀로지스)
8월 10일 수요일, 오전 10시 30분 ~ 11시 30분
West Building, Room 116-117

게임 분야의 실시간 렌더링 기술 발전: 파트 III
연사: 나탈리아 타타척, 프란체스코 치파리엘로 차르디, 라세 존 풀상 페데르센, 존 파르사이 외
8월 11일 목요일, 오후 2시 15분 ~ 5시 15분
West Building, Ballroom C/D

프로브 기반 조명, 스트랜드 기반 헤어 시스템, 물리적 헤어 셰이딩 모델 등을 주제로 합니다.

Ziva RT 소개: Monster Emporium, Ziva RT와 함께 Unity로 크리처 시뮬레이션 구현하기
연사: 제임스 제이콥스(유니티 테크놀로지스), 안톤 블레이크(Monster Emporium), 줄리오 세자르(Monster Emporium)
8월 11일 목요일, 오후 2시 15분 ~ 5시 15분
West Building, Room 116-117

SIGGRAPH 2022에서 진행되는 모든 유니티 세션에 대한 자세한 정보는 웹사이트에서 확인하세요.

2022년 8월 10일 테크놀로지 | 15 분 소요
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