영화 “아바타(Avatar)” 시각 효과(VFX)와 그래픽 기술

 
 

엔비디아와 웨타 디지털(Weta Digital) 협력 사례
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개봉 3주 만에 세계적으로 미화 10억 달러(1월 6일 현재) 이상의 폭발적인 흥행 성적을 거두고 있는 제임스 카메론(James Cameron) 감독의 최신작 “아바타(Avatar).” 아바타의 시각 효과(visual effect: VFX)를 맡은 회사는 뉴질랜드에 소재한 웨타 디지털(Weta Digital, 이하 웨타)로서, 엔비디아의 오랜 고객인 웨타는 시각효과 제작에 쿼드로(Quadro) 프로페셔널 그래픽 솔루션과 테슬라(Tesla) 고성능 컴퓨팅 솔루션을 사용하고 있다.

아바타 시각효과를 위한 웨타의 도전


웨타는 아바타에 등장하는 고도로 양식화된 디지털 환경에서 최대 800개의 CG 캐릭터가 등장하는 시퀀스를 만드는 작업을 맡았다. 이러한 장면을 처리하는데 필요한 컴퓨팅 성능은 웨타가 기존에 담당했던 어떤 프로젝트보다 어려운 것이었고, 따라서 자연스럽게 웨타는 GPU를 최초로 만들었던 엔비디아에 도움을 요청했다.

웨타 렌더링 리서치를 이끄는 루카 파시오네(Luca Fascione), 웨타 CTO 폴 라이언(Paul Ryan), 엔비디아 리서치의 수석 아키텍트인 자코포 판탈레오니(Jacopo Pantaleoni)는 2009년 3월 웨타의 당면 과제를 논의하기 시작했다. 엔비디아 판텔레오니는 “폴 라이언은 CG 시각 효과 역사상 최초로 필요한 폴리곤 수가 수백만이 아닌 수십 억 개가 될 것이라고 말했고, 루카 파시오네는 조명에 대한 웨타의 독창적 접근 방식과 그들이 만들게 될 놀라운 세계를 전체적으로 레이 트레이싱할 수 있는 스케일러블 솔루션(scalable solution)의 필요성을 설명해 주었다”며 당시 상황을 전했다.

엔비디아 전문가의 지원과 펜타레이(PantaRay) 공동 개발


엔비디아의 판탈레오니는 뉴질랜드에서 몇 달 동안 머물며 아바타의 복잡한 비주얼 시퀀스에 필요한 수십 억 개의 폴리곤을 웨타가 처리할 수 있도록 레이 트레이싱 솔루션 개발을 지원하였다.

이들의 노력으로 엔비디아와 웨타는 펜타레이(PantaRay; 모든 것이 흐른다는 의미의 그리스 경구인 "panta rhei”에서 따옴)를 공동 개발하게 되었고, 이로서 고성능 컴퓨팅 파워를 웨타의 시각 효과(VFX) 파이프라인에 제공할 수 있게 되었다. 이를 통해, 엔비디아와 웨타는 프로덕션 과정을 가속화 시킬 수 있었으며, 매우 복잡한 장면도 제작할 수 있게 되었다.

펜타레이의 레이 트레이싱 과정은 CPU로 구동할 때 보다 GPU로 구동시 최대 25배 빠른 것으로 입증되었다. 웨타의 R&D 책임자인 세바스찬 실반(Sebastian Sylwan)은 “기존 기법으로 이런 복잡성을 처리하는데 소요된 시간과 비교한다면, 거의 100배에 가까운 성능 향상일 것”이라고 언급하기도 했다.

아바타 구현 결과 및 향후 계획


펜타레이로 얻게 된 장점이 잘 나타난 장면은 영화의 예고편에서 볼 수 있다. 푸른 나무가 뒤덮인 산을 배경으로 수면 위를 날아오르는 수 백 마리의 보라색 생명체를 내려다보는 헬리콥터 장면은 펜타레이를 사용해 단 하루 반 만에 처리되었다. 웨타의 펜시오네는 “예전 기법을 사용했다면 해당 장면을 만드는데 일주일이 걸렸을 것” 이라며, “펜타레이로 그렇게 시간을 단축하였기 때문에 우리는 그만큼 아름다운 장면을 만들어낼 수 있었다. 나무 하나 하나, 잎 하나 하나를 세밀하고 정교하게 묘사할 수 있었고 거리간의 색 분해 역시 깨끗하고 명확했다. 펜타레이의 컴퓨팅 파워가 시각 효과에서 큰 차이를 가져왔다”고 설명했다.

웨타는 앞으로 제작될 스티븐 스필버그(Steven Spielberg) / 피터 잭슨(Peter Jackson) 감독 영화인 틴틴(Tintin)에 엔비디아 테슬라 GPU 구동 펜타레이를 사용할 예정이며, 펜타레이와 GPU가 전체적 시각효과 파이프라인을 보다 가속화 할 수 있는 새로운 방안을 지속적으로 모색할 계획이다.

엔비디아는 웨타와 같은 뛰어난 시각효과 및 애니메이션 회사와의 협업을 지속할 예정이며, 앞으로 더 많은 멋진 GPU 구동 기술이 선보여질 것으로 기대하고 있다.