Computer Animation

키프레임 애니메이션

애니메이션의 원리

사람의 눈은 어떤 이미지나 물체가 빠르게 움직일 경우 마치 하나의 이미지 처럼 느껴지게 된다. 이를 잔상효과라 하며 이때 발생되는 잔상을 일루젼(illusion, 환영,..)이라 부르기도 한다. 움직임에 대한 일루젼을 생성하기 위해서는 유사한 이미지들이 짧은 시간 간격으로 ( 24 프레임/초 혹은 30 프레임/초)스크린에 교체 되면서 디스플레이 되어야 한다.

사람의 눈과 두뇌는 물체가 부드럽게 움직이는 것처럼 느끼는 정도는 12 프레임/초
정도가 된다. 따라서 12 프레임/초 이상으로 이미지가 그려지게 되면 사람은 움직임으로 느끼게된다. 하지만 70 프레임/초 이상이 되면 사람은 더이상 사실감이나 부드러움의 차이를 느끼지 못한다.12fps 이하인 경우 대부분의 사람은 프레임간의 이질감을 느낄수 있다. 이러한 이유 등으로 인해 기존의 수제 만화 애니메이션의 경우는 그려야할 이미지를 줄이기 위해 15 프레임/초를 사용했다. 일반적으로 영화는 24 프레임을 사용하 이는 사람이 충분히 부드럽다고 느낄 수 있는 수준이다.

Key frame

애니메이션과 영화 제작에 있어 키 프레임은 어떠한 부드러운 장면 전환의 시작점과 끝점을 정의 하는 것이다. 두 세개의 프레임 만으로 움직임의 환영을 모두 만들어내지 못하기 때문에 키 프레임 사이에는 inbetweens(tweening)으로 가득 차 있어야 한다.

전통적인 수작업 애니메이션에서는 선임자 혹은 키 아티스트가 키 프레임을 그리고 간략히 애니메이션의 동작을 테스트 한후, 보조자에 넘겨 보조자가 키 프레임 사이의 프레임을 그려 완성을 하게 한다.

컴퓨터 애니메이션

컴퓨터 애니메이션에의 워크 플로우는 기본적으로 전통전인 애니메이션 제작 기법과 같다. 애니메이터는 시퀀스상 중요한 프레임을 생성하고 나머지는 소프트웨어가 그 사이의 갭을 채워주게 된다. 예를 들어 어도비 플래시에서 원과 같은 오브젝트에 대해 시작점과 끝점을 정해 주면 플래시는 시작점과 끝점을으로 부드럽게 이동 시킨다. 이것을 tweening이라고 부른다. 애니메이터는 움직임을 더욱 더 개선 하기 위해 키 프레임을 추가 하거나 시프팅 하는 과정을 반복하여 최종 결과물을 만들어 낸다. 시작점과 끝점 사이의 모든 점들은 인터폴레이션 된다. 셰이프 변환, 연속적인 컬러의 변화 등 연속적인 변화에 대해서는 키 프레임 기법을 적용 할 수가 있다.
중요한 프레임을 지정하고 그 사이의 프레임은 인터폴레이션하여 애니메이션을 구현 하는 것을 키 프레임 애니메이션이라고 하며 가장 기본적인 애니메이션 방식이다.

애니메이션의 기본 원칙
애미에이션을 현실감 있게 하기 위해서는 12가지 기본원칙이 있는데 이중 몇가지를 소개한다.

Sqauch and Strech

애니메이션의 가장 중요한 원칙은 찌그러짐과 늘이기로 그려진 오브젝트의 중량감과 유연성을 표현하기 위한 용도로 사용된다. 이 기법은 간단히 바운싱 되는 공의 표현이나 인간의 얼굴의 근육 조직과 같은 복잡한 구조물에도 적용 될 수 있다.  찌그러짐과 늘이기를 과장되게 표현하면 코믹한 효과를 낼 수 있다. 현실감 있는 애니메이션을 표현하기 위해서는 찌그러짐과 늘이기가 일어 나더라도 물체의 부피는 변하지 않아야 한다. 만일 공의 길이가 수직으로 늘어 난다면 폭은 줄어 들어야 한다. 

Anticipation

기대(혹은 준비 동작)는 청중에 대한 액션에 대한 준비를 하게 하는 것으로, 액션이 보다 현실감 있게 보이게 한다. 예를 들어 무용수가 점프를 할 경우 먼저 무릅을 구부리며 골퍼는 스윙을 하기전 클럽을 뒤로 돌린다. 어떤 동작을 하기 전에 취하는 예비 동작은 사람들에 기대감을 가지게 한다.

Slow in and slow out

인간의 움직임 그리고 다른 모든 사물의 움직임은 가속 및 감속을 하기 위한 시간이 필요하다. 이런 이유에서, 움직임의 시작과 끝 지점의 프레임 수가 중간 지점보다 더 많으면 더 현실적으로 보이게 된다. 이 원칙은 앉아 있다 일어서는 경우 처럼 극단적인 자세 변화 뿐만 아니라 바운싱 되는 공 혹은 움직이는 오브젝트에 적용이 된다.

Arcs

대부분의 인간이나 동물의 액션은 곡선 형태로 나타난다. 애니메이션은 보다 현실감 있게 하기 위해 이러한 움직임을 표현 해야 한다. 팔다리의 움직임 및 어떤 물체를 던질 경우 그려지는 포물선 괘적 등의 표현에 적용된다. 기계적인 움직임의 경우 전형적으로 직선의 움직임을 보여준다. 브레이크 댄스가 기계적인 움직임의 표현이다.

이러한 윈칙은 역학(Dynamics)으로 표현 가능하다. 실제 물리 현상을 표현하기 위한 물리 엔진은 게임에서 캐릭터의 움직임, 유체의 움직임등을 사실감 있게 표현하기 위해 사용된다. 여러분들이 사용하고 있는 스마트폰의 리스트 화면 (예를 들어 전화 번호 리스트)을 아래위로 플리킹 해보면 slow in and slow out되고 있음을 느낄 수 있을 것이다.