한 장면을 만들기 위해 모델러, 애니메이터, 이펙트 아티스트가 차례로 작업을 넘겨받습니다. 그래서 자기 직무 외의 흐름을 조금이라도 알면 협업이 훨씬 쉬워집니…
뼈와 피부를 연결하는 작업이 스키닝입니다
3D 캐릭터를 움직이려면 먼저 몸 안에 뼈대를 심습니다. 이 뼈대를 리그(rig) 또는 본(bone) 구조라고 부릅니다. 하지만 뼈만 넣어서는 겉모습이 따라오지 않습니다. 모델의 표면과 뼈를 이어 주는 작업이 필요한데, 이것을 스키닝이라고 합니다.
모델 표면은 수많은 점(버텍스)으로 이루어져 있습니다. 스키닝은 각 점에게 '너는 이 뼈를 따라가라'고 알려 주는 일입니다. 그런데 관절 근처의 점은 한 뼈만 따라가면 안 됩니다. 두 뼈 사이에서 적당히 섞여 움직여야 자연스럽기 때문입니다. 그 섞는 비율이 바로 가중치입니다.
비유하자면 줄다리기와 비슷합니다. 점 하나를 두 뼈가 양쪽에서 잡아당기는데, 누가 얼마나 세게 당기느냐에 따라 점의 위치가 정해집니다. 한 점에 걸린 가중치를 모두 더하면 1, 즉 100퍼센트가 되도록 맞추는 것이 기본 규칙입니다.
가중치를 색으로 칠한다는 말의 의미
대부분의 3D 툴은 가중치를 색으로 보여 줍니다. 뼈 하나를 선택하면 그 뼈의 영향을 많이 받는 점은 따뜻한 색이나 흰색으로, 영향을 거의 받지 않는 점은 차가운 색이나 검은색으로 표시됩니다. 그래서 실무자들은 가중치 작업을 '웨이트를 칠한다'고 말하기도 합니다.
작업 방식은 크게 두 가지입니다. 브러시로 표면을 문질러 값을 올리고 내리는 페인팅 방식, 그리고 점을 선택해 숫자로 직접 넣는 방식입니다. 넓은 영역은 브러시로 빠르게 잡고, 손가락이나 눈꺼풀처럼 정밀한 곳은 숫자로 맞추는 식으로 함께 씁니다.
툴은 처음에 뼈와의 거리를 기준으로 가중치를 자동으로 나눠 줍니다. 이 자동 결과는 출발점일 뿐입니다. 겨드랑이 점이 가슴뼈를 따라가거나, 허벅지 안쪽 점이 반대쪽 다리를 따라가는 일이 흔해서 결국 사람이 하나씩 다듬어야 합니다.
관절이 찌그러지는 대표적인 경우
가중치 문제는 주로 많이 굽혀지는 관절에서 드러납니다. 증상을 보면 원인을 어느 정도 짐작할 수 있습니다.
- 팔꿈치·무릎이 종이처럼 얇게 접힘: 경계가 너무 날카로워 두 뼈 사이 섞임이 부족한 경우
- 어깨를 들면 가슴까지 함께 솟음: 어깨뼈 영향이 몸통 쪽으로 너무 넓게 퍼진 경우
- 손목을 돌리면 꽈배기처럼 꼬임: 회전이 한 지점에 몰린 경우, 보조 뼈로 비틀림을 나누기도 함
- 점 몇 개만 튀어나옴: 가중치 합이 맞지 않거나 엉뚱한 뼈에 값이 남은 경우
모델의 면 구조도 영향을 줍니다. 관절 부분에 면이 충분히 나뉘어 있지 않으면 가중치를 아무리 잘 칠해도 매끄럽게 접히지 않습니다. 그래서 모델러는 애니메이션을 고려해 관절 주변에 고리 모양의 분할을 미리 넣어 둡니다. 팔꿈치와 무릎 바깥쪽에는 늘어날 여유를, 안쪽에는 접힐 여유를 주는 식입니다.
문제가 보이면 한꺼번에 여러 곳을 고치지 말고 관절 하나씩 해결하는 것이 좋습니다. 어깨를 고치다 보면 가슴과 등 쪽 값도 함께 바뀌기 때문에, 한 곳을 고친 뒤에는 주변 동작을 다시 확인해야 합니다.
게임 실무에서 가중치를 다듬는 순서
게임 캐릭터의 스키닝은 애니메이터나 리깅 담당자가 맡는 경우가 많습니다. 작은 팀에서는 모델러가 직접 하기도 합니다. 순서는 대체로 다음과 같습니다.
- 기본 자세(T자나 A자)에서 뼈대와 모델의 위치를 맞춥니다.
- 자동 스키닝으로 초안을 만든 뒤, 몸통·팔·다리 큰 덩어리부터 정리합니다.
- 팔을 들고, 다리를 벌리고, 허리를 숙이는 테스트 동작을 걸어 봅니다.
- 찌그러지는 관절을 찾아 섞임 범위를 넓히거나 좁힙니다.
- 손가락, 얼굴, 옷자락처럼 세밀한 부분을 마지막에 다듬습니다.
게임 엔진에는 한 점이 따라갈 수 있는 뼈 개수에 제한이 있는 경우가 많습니다. 흔히 네 개 정도로 맞추는데, 프로젝트마다 다르니 기준을 확인해야 합니다. 제한을 넘는 값은 엔진에 넣을 때 잘려 나가 모양이 바뀔 수 있습니다.
처음 배울 때 헷갈리는 점
가중치 작업은 정지 화면에서만 보면 문제가 없어 보입니다. 기본 자세에서는 모든 점이 제자리에 있기 때문입니다. 반드시 극단적인 자세를 걸어 놓고 확인해야 합니다. 그래서 많은 아티스트가 스키닝 전용 테스트 애니메이션을 따로 만들어 둡니다.
또 좌우 대칭 작업을 놓치는 경우가 많습니다. 왼팔을 정성껏 다듬고 오른팔은 처음 상태로 두는 식입니다. 대부분의 툴에 가중치를 반대쪽으로 복사하는 기능이 있으니, 한쪽을 완성한 뒤 미러링하는 습관을 들이면 시간을 아낄 수 있습니다.
마지막으로 모델을 수정한 뒤의 문제입니다. 스키닝이 끝난 모델의 형태를 크게 바꾸면 가중치가 꼬이기 쉽습니다. 형태가 완전히 확정된 뒤에 스키닝을 시작하는 것이 원칙입니다. 부득이하게 고쳐야 한다면 가중치를 저장해 두었다가 다시 불러오는 기능을 활용하면 처음부터 다시 칠하는 일을 줄일 수 있습니다.
가중치 감각을 기르는 첫 연습
처음에는 사람 캐릭터 대신 원기둥 하나에 뼈 두 개를 넣고 굽혀 보세요. 가중치 경계를 좁게, 넓게 바꿔 가며 접히는 모양을 비교하면 원리가 금방 이해됩니다. 그다음 팔 하나, 마지막으로 전신 순서로 넓혀 가면 됩니다. 전신 단계에서는 걷기, 앉기, 팔 휘두르기처럼 게임에서 자주 쓰는 동작을 걸어 놓고 화면을 돌려 가며 살피세요.
가중치는 눈에 띄지 않을 때 가장 잘된 작업입니다. 잘 칠한 캐릭터는 어떤 동작을 해도 몸이 자연스럽게 보이고, 사람들은 스키닝을 의식하지 않습니다. 직접 만든 캐릭터가 동작만 들어가면 무너진다면, SBS아카데미게임학원 3D애니메이션 과정 상담에서 리깅과 스키닝을 어느 순서로 익히면 좋을지 물어보셔도 좋습니다.
자주 묻는 질문
스키닝은 모델러의 일인가요, 애니메이터의 일인가요?
회사와 팀 규모에 따라 다릅니다. 리깅 전담자가 맡기도 하고, 모델러나 애니메이터가 함께 다루기도 해서 기본 원리는 양쪽 모두 알아 두는 편이 좋습니다.
옷이나 머리카락도 같은 방식으로 가중치를 주나요?
기본은 같지만, 펄럭이는 옷자락이나 긴 머리는 별도의 뼈를 추가하거나 물리 시뮬레이션과 함께 쓰는 경우가 많습니다.
가중치 값은 꼭 정확한 숫자로 맞춰야 하나요?
넓은 영역은 브러시로 감각적으로 칠해도 괜찮습니다. 다만 한 점의 값 합계가 맞는지, 엉뚱한 뼈에 작은 값이 남아 있지 않은지는 확인해야 합니다.
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