라이프 오브 파이에 생명을 불어 넣은 NVIDIA GPU

 
 

2013년 1월 15일 / Sharmine Ishak

라이프 오브 파이는 항해 중 풍랑을 만나 침몰한 배에서 구명보트로 목숨을 건진 폰디체리 출신의 한 인도 소년이 뱅갈 호랑이 한 마리와 함께 태평양에서 227일동안 표류하면서 친구가 되어가는 매우 흥미진진한 이야기 중 하나입니다. 인간의 정신력에 초점을 맞추고 있는 라이프 오브 파이는 주인공이 자아를 찾고 상실감과 생명의 소중함을 받아들이는 방법과 생존 방법을 배워가는 이야기입니다. 저자 얀 마텔이 2001년에 출판한 이 소설은 같은 해에 맨부커상 소설부문, 2003 남아프리카 보케상 및 2001년부터 2003년까지 APAAL을 비롯하여 수 많은 상을 수상했습니다. 그리고 많은 사람들이 당연히 영화로 제작될 것이라고 생각할 정도로 소설에 대한 평가가 매우 좋았습니다.

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라이프 오브 파이 - 한 인도 소년이 뱅갈 호랑이와 함께 구명보트를 타고 태평양 한 가운데서 표류하는 이야기

그리고 2003년에 영화 제작권을 획득했습니다. 라이프 오브 파이 프로젝트는 여러 해 동안 M. 나이트 샤밀란에서 알폰소 쿠아론까지 여러 감독의 손을 거치면서 평범한 영화가 아니라는 것을 분명히 보여주었습니다. 원작자가 의도한 근본 주제를 이해하는 혜안이 필요했으며 영화의 서사적인 이야기 전개에 따른 엄청난 규모를 묘사할 수 있는 최첨단 촬영 기법을 요구했기 때문에 각색하기에 쉽지 않은 이야기였습니다.

이런 작업에는 와호장룡, 헐크 및 브로크백 등으로 잘 알려진 아카데미 시상식 감동상에 빛나는 이안 감독밖에 없었습니다. 이안 감독은 자신의 비전과 능력으로 인도의 폰디체리와 대만의 켄팅국립공원과 같이 세계에서 가장 이국적인 장소에서 촬영하면서 책 속의 파이 이야기에 생명을 불어넣었습니다.

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아카데미 시상식 감독상 수상 - 이안
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하지만 라이프 오브 파이에서 바다 장면은 같은 보트에 사나운 호랑이와 같이 타고 망망 대해에 표류하는 한 소년의 모든 역경을 묘사할 때 가장 중요한 부분이었습니다. 게다가 입체 3D 영화 촬영의 어려움으로 창의적이고 기술적인 과제가 많을 것이라고 예상되었습니다. 다행히도 할리우드에서 불가능한 일이란 있을 수 없으며 시각효과 분야의 글로벌 기업인 리듬 앤 휴가 NVIDIA GPU 솔루션을 통해 이러한 문제를 해결하기 위한 최선의 노력을 기울이고 있습니다.

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NVIDIA의 주력 제품인 28mm Kepler GK110 GPU - 새로운 Quadro K5000 그래픽 카드와 Tesla K20 시리즈 GPU 가속기 구동

파이의 세계 구축

바다 장면을 촬영하기 위한 해답은 세계에서 가장 큰 1,700만 갤런의 물을 담을 수 있으며 자체적으로 파도를 만드는 수조를 만들어 책을 읽으면서 느낀 것과 거의 똑 같은 환상적인 세계를 만드는 것이었습니다. 현대 기술 덕택으로 리듬 앤 휴는 LA, 인도, 밴쿠버, 대만 그리고 심지어는 쿠알라룸루르 등의 세계 각지의 사무실에서 600명 이상의 디지털 아티스트들이 NVIDIA GPU의 힘을 통해 창조적인 워크플로를 가속화하고 극대화할 수 있었습니다. 팀은 디지털 방식으로 바다와 하늘뿐만 아니라 섬의 날치 떼와 미어캣 무리를 재창조하는 등 수천 가지의 시각효과를 통해 책의 이야기를 영화 속에 그대로 재현시켰습니다. 이 이야기 속 또 다른 주인공인 뱅갈 호랑이 리차드 파커는 처음부터 완벽하게 렌더링되었습니다.

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라이프 오브 파이를 촬영하기 위해 제작된 1,700만 갤런의 물을 담을 수 있는 세계에서 가장 큰 파도 생성 수조

"이렇게 훌륭한 영화에 NVIDIA 기술을 접목시킬 수 있어서 영광으로 생각합니다. 그래서 최고의 촬영 기술과 믿을 수 없는 시각효과가 완벽하게 조화를 이룰 수 있었습니다."라고 NVIDIA의 미디어 및 엔터테인먼트 산업 중역인 Greg Estes는 말했습니다. "이 영화에서 적용된 하늘과 바다 그리고 살아 움직이는 호랑이를 사실적으로 표현하기 위한 시각효과는 컴퓨터의 관점에서 매우 복잡한 기술을 요구했으며 예술적인 장면을 디지털 방식으로 성공적으로 묘사하는 데 NVIDIA GPU가 큰 공헌을 했다고 생각합니다."

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라이프 오브 파이를 위해서 R&H는 고유한 맞춤형 시각효과 툴을 광범위하게 개발했으며 그 중 많은 부분이 GPU를 위해 특별하게 개발되었습니다. 이러한 툴 중에서 주목할 만한 것은 영화에서 보여진 멋진 하늘을 구현하는 데 특별한 역할을 했던 3D 투사 매핑 시스템인 램페이지였습니다. 램페이지를 사용하여 아티스트들은 주문 제작한 고해상도 무광택 페인팅으로 각 장면을 빠르게 교체할 수 있었는 데, 이는 컴퓨터로 생성된 바다의 빛과 반사에 영향을 미쳤을 뿐만 아니라 장면 채우기 작업에서도 중요한 역할을 했습니다. 하지만 영화에서 풀 HDRI (High Dynamic Range Imaging) 하늘을 제작하는 것은 결코 쉬운 작업이 아니었습니다. 가장 큰 페인팅 중에는 평균 3GB 이상의 파일 크기를 가진 규모로 제작된 것도 있었습니다.

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램페이지를 사용하여 파이 이야기에서 하늘을 매핑하는 예

폭풍우와 비바람이 몰아치는 장면에서 햇빛이 내리쬐는 장면 그리고 생기 넘치는 파란색에서 매직 아워에 이르는 색과 색조로 110가지 이상의 다양한 하늘 설정이 영화에 사용되었습니다. NVIDIA GPU를 통해 아티스트들은 주문 제작한 2D 무광택 페인팅을 간단한 3D 입체 공간에 투사할 수 있었으며 이안 감독과 영화의 VFX 감독관으로 아카데미 시상식 시각효과상을 수상한 Bill Westenhofer가 실시간으로 확인할 수 있었습니다. 또한 램페이지를 통해 다른 아티스트들이 계속 작업할 수 있도록 빛 반사 이미지를 즉시 만들 수 있었습니다.

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Quadro 4000, 5000 및 6000 워크스테이션용 전문 3D 그래픽 프로세서

애니메이션으로 동물을 사진처럼 정화하고 상세하게 묘사

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램페이지뿐만 아니라 R&H는 파이 이야기의 촬영 후 편집을 위해 맞춤 제작한 여러 가지 다른 GPU 툴에도 투자를 했습니다. 그 예로는 실시간 색 보정, 타이밍 재설정 및 광학 흐름을 지원하는 인하우스 합성 도구 패키지인 아이씨와 애니메이션과 트래킹을 처리하는 부두를 들 수 있습니다. 이러한 소프트웨어는 온라인으로 쉽게 액세스 가능한 다양한 문서 때문에 R&H 엔지니어들이 선호하는 NVIDIA의 병렬 컴퓨팅 아키텍처인 CUDA에 기반하여 작성되었습니다.

450파운드의 리차드 파커를 만들기 위해 R&H는 이전에 큰 성공을 거두었던 나니아 연대기: 사자, 마녀 그리고 옷장과 황금나침반과 같은 영화를 되돌아 보았습니다. 팀은 다양한 소스로부터 수집된 참조 동영상을 수백 시간 동안 보면서 일반적인 물리 및 생체역학적 특성을 확실히 이해하기 위해 4 마리의 호랑이를 연구하여 네 발 달린 동물의 복잡하고 사실적인 움직임을 구현했습니다.

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뱅갈 호랑이 리차드 파커의 합성 사진

부두의 키 프레임 애니메이션을 통해 구현된 기본 CGI 성능에 외에도 추가적인 애니메이션 기술이 복잡한 시뮬레이션으로 보강되었는데, 캐릭터 움직임, 바람, 물 및 기타 외부 힘에 기반하여 머리카락과 수염뿐만 아니라 근육과 몸무게에 따라 동물 피부를 사실적이고 세부적으로 묘사할 수 있었습니다. 또한 구명조끼와 구명보트 방수포와 같은 다양한 소품뿐만 아니라 오랑우탄, 얼룩말, 하이에나 그리고 미어캣과 같은 수많은 기타 캐릭터에도 적용되었습니다. 아티스트들은 성능을 10배 향상시킬 수 있는 DUCA에 기반하여 광학 흐름을 구현하여 원하는 모습을 더 빠르게 만들 수 있었습니다.

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매시브 소프트웨어 패키지로 무리지어 다니는 날치 떼 시뮬레이션 구현

날치들이 떼 지어 다니는 장면과 미어캣 아일랜드 개체군을 위해 R&H는 소프트웨어 패키지를 매시브로 바꿨습니다. 미어캣의 행동은 광범위한 키 프레임 모션 라이브러리로부터 수집한 복잡한 규칙을 통해 제어되었기 때문에 아티스트들이 한 번에 최대 6만 마리의 동물 움직임을 애니메이션으로 구현할 수 있었습니다.

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성능과 효율성이 가장 뛰어난 NVIDIA Telsa K20 GPU 가속기 제품군

손이 많으면 일도 쉽다

물론 파이 이야기가 시각적으로 표현하기가 매우 까다로운 영화인 것은 사실입니다. 촬영 후 편집 작업에서 가장 어려운 점 중 하나는 함께 일하는 작업량을 공유하는 것입니다. R&H는 효율적인 콜라보레이션을 혁신적으로 가능하게 만드는 최첨단 기술로 이 문제를 해결했습니다. 이러한 기술 중 하나는 큐라고 불리는 아카데미 시상식 수상에 빛나는 분산형 렌더링 관리 시스템으로 이를 통해 전 세계에 분산되어 있는 팀이 다양한 리소스에 쉽게 액세스할 수 있습니다.

그 밖에도 스튜디오에는 이브와 같은 자체 시각화 소프트웨어를 갖추고 있어서 아티스트들이 같은 작업을 실시간으로 자신의 감독관과 완벽하게 협업할 수 있습니다. 이를 통해 아티스트들은 장면에서 작업을 할 때 일괄적으로 논의할 있으며 감독관들은 이후에 진행해야 하는 변경 사항을 지적할 수 있습니다. 또한 아티스트들이 해야 할 작업을 바로 이해할 수 있으며 피드백도 빠르게 받을 수 있습니다.

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영화 속 미어캣 아일랜드를 만들 때 사용된 합성 기술의 또 다른 모습

콜라보레이션 외에도 R&H는 특히 커뮤니케이션, 프로젝트 관리 및 디지털 자산 이동과 관련하여 국경을 넘어 전 세계 사무실이 함께 작업할 수 있는 근본적인 기술을 다수 보유하고 있습니다. 이러한 기술 중 하나는 스튜디오가 VFX 산업에 준비하기 위해 대만의 청화 텔레콤과 파트너 관계를 맺고 차세대 클라우드 애니메이션 시각효과 센터로 도입한 CAVE (Cloud Animation and Visual Effects)입니다. CAVE 도입을 통해 R&H는 콘텐츠 개발자들이 최상의 소프트웨어를 사용한 클라우드 솔루션에 액세스하여 창조적인 콘텐츠 시장의 구미에 맞는 플랫폼을 구축할 것을 기대하고 있습니다. CAVE의 인프라와 시설이 파이 이야기의 제작에서 CGI 장면 렌더링에 사용되면서 성공적으로 테스트되었다는 사실이 매우 흥미롭습니다.

CGI 업그레이드

NVIDIA GPU에 기반하여 솔루션을 개발한 리듬 앤 휴는 3년 내에 최적화된 툴과 기술로 더 많은 것을 할 수 있다는 것을 증명했습니다.

파이 이야기의 워크플로와 생산성 요구사항을 충족시킨 GPU 코드를 개발한 R&H 수석 소프트웨어 엔지니어인 Nathan Cournia에 따르면 "종종 '파이 이야기'의 까다로운 요구사항이 맞춤형 GPU 발전에 도움이 됩니다. R&H에게 있어서 GPU에 기반하여 작업하는 것은 경쟁업체보다 뛰어난 안정성을 지원하는 NVIDIA 드라이버를 사용하는 것을 의미합니다."

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"우리 부서의 목표는 이미지 품질을 떨어트리지 않으면서 더 빠르고 비용 효과적으로 업무의 효율성을 높이는 것입니다. 매번 새로운 쇼마다 우리는 개발 작업에 도움이 되는 우선순위 목록을 만듭니다."라고 덧붙여 설명합니다.

Cournia는 현재 R&H에서 더 새로운 다수의 GPU 툴을 개발하고 있으며 GPU를 많이 사용하며 R&H가 더 많은 고급 프리라이팅, 조명 및 합성 톨을 개발하고 있는 새로운 플랫폼인 크롬이라고 하는 대규모 개발 프로젝트에서 작업하고 있습니다. R&H는 현재 CUDA 툴세트를 크롬 플랫폼에 통합하고 있습니다. 또한 300: 제국의 부활 그리고 퍼시 잭슨: 몬스터의 바다 등 현재 스튜디오에서 진행하고 있는 프로젝트에 사용하고 있습니다.

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라이프 오브 파이의 모든 이미지 제공: 리듬 앤 휴 말레이시아