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안녕하세요! 여러분들과 함께 게임 개발을 공부하는 베르입니다!

이번에는 서로 다른 3D 모델의 애니메이션을 가져와서 적용할 수 있는 애니메이션 리타게팅 기술에 대해서 알아보겠습니다.

 

사용 엔진 버전 : 2020.3

 

타임라인

0:00 인트로

0:10 3D 애니메이션 제작 과정

1:06 애니메이션 리타게팅

1:48 유니티의 애니메이션 리타게팅

4:03 아웃트로

스크립트

인트로

안녕하세요. 여러분들과 함께 게임 개발을 공부하는 베르입니다.

이번에는 유니티에서 제공하는 애니메이션 리타게팅에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

애니메이션 제작

애니메이션 리타게팅이라는 기술에 대해서 알아보기 전에 3D 애니메이션 제작 과정에 대해서 얘기해보겠습니다.

3D 애니메이션을 만들기 위해서는 먼저 당연하게도 애니메이션을 입힐 3D 모델을 만들어야 합니다.

그리고 이 3D 모델을 완성하고 나면 모델을 움직이게 하기 위한 뼈대인 본을 심고, 각 본이 3D 모델의 버텍스에 미칠 영향의 범위를 설정해줘야 합니다.

이 과정을 스키닝, 혹은 리깅이라고 부릅니다.

리깅을 모두 마친 다음에야 리깅 과정을 마친 3D 모델을 기준으로 캐릭터가 움직이는 모션을 만들게 됩니다.

모션을 만들 때는 프레임 단위로 키를 잡아주게 되는데 이 과정에서 애니메이션을 자연스럽게 만들려면 그만큼 많은 수고가 들게 됩니다.

하나의 동작을 만들 때마다 리깅된 3D 모델을 가져와서 프레임 단위로 키를 잡아주는 힘든 과정을 캐릭터의 애니메이션 하나를 만들 때마다 계속 반복해줘야하는 것이죠.

모든 3D 캐릭터를 만들 때마다 새로 애니메이션을 만드는 일은 굉장히 반복적이고 힘든 일입니다.

애니메이션 리타게팅

그래서 개발자들은 생각했습니다.

이미 만든 애니메이션을 조금만 손봐서 새로 만든 3D 모델 캐릭터에 입히면 좀 더 쉽게 애니메이션을 만들 수 있지 않을까? 하고 말입니다.

캐릭터만의 특징이 드러나는 동작이 아닌 숨쉬기, 걷기, 물마시기, 달리기, 이런 기본적인 동작을 매번 캐릭터를 새로 만들 때마다 다시 만들기에는 사용되는 인력에 비해 낭비로 여겨지기 충분했습니다.

그리고 기본적인 사람 형태의 캐릭터들은 똑같이 하나의 머리, 척추, 골반, 두 팔, 두 다리, 이렇게 공통적인 형태를 가지고 있습니다.

그래서 기본적인 사람 형태의 공통점을 이용해서 애니메이션을 돌려쓸 수 있도록 만든 기술, 그것이 바로 애니메이션 리타게팅입니다.

유니티의 애니메이션 리타게팅

그럼 이제 유니티에서 애니메이션 리타게팅을 사용하는 모습을 보도록 하겠습니다.

먼저 에셋 스토어에서 유니티 짱 에셋과 Mixamo사의 Magic Pack을 내 에셋에 추가해줍니다.

그리고 유니티 에디터에서 패키지 매니저를 열고 두 에셋을 찾아서 임포트 시켜줍니다.

그 후에 유니티 짱의 데모 씬과 Mixamo Magic Pack의 데모 씬을 살펴보면 서로 다른 캐릭터의 애니메이션을 확인할 수 있습니다.

만약 유니티 짱 캐릭터로 마법을 사용하는 게임을 만들려고 할 때, 애니메이션 리타게팅 기술이 없다면 이 수 많은 애니메이션을 모두 새로 만들어야 할 겁니다.

하지만 애니메이션 리타게팅이 있는 한 우리는 손쉽게 이 마법사 애니메이션을 유니티 짱에게 적용할 수 있습니다.

그 전에 먼저 유니티에서 애니메이션 리타게팅을 사용하기 위해서는 한 가지 제약사항이 있습니다.

그것은 바로 3D 모델과 애니메이션이 사람 형태로 제작된 휴머노이드 형태일 것입니다.

그래서 유니티 짱과 마법사 애니메이션 팩 데모에 사용되는 사람 형태 모델을 찾아서 선택하고 Rig 탭을 보면 애니메이션 타입이 Humanoid로 되어 있는 것을 볼 수 있습니다.

애니메이션을 적용할 3D 모델과 애니메이션이 포함된 FBX 파일의 애니메이션 타입이 모두 Humanoid여야 애니메이션 리타게팅 적용이 가능합니다.

그럼 이제 마법사 애니메이션을 유니티 짱에게 입혀보겠습니다.

마법사 애니메이션 데모 씬을 열고 마법사 애니메이션 모델 앞에 유니티 짱을 배치해줍니다.

그리고 유니티 짱의 애니메이터 컨트롤러를 바로 뒤에 있는 마법사 애니메이션 모델의 애니메이터 컨트롤러로 교체해줍니다.

물론 애니메이터 컨트롤러를 새로 만들어서 마법사 애니메이션으로 구성한 뒤에 넣어도 됩니다.

이렇게 유니티 짱 캐릭터에 마법사 애니메이션을 넣은 뒤 게임을 플레이시켜보면 아주 간단하게 애니메이션이 적용되는 것을 볼 수 있습니다.

아웃트로

여담으로 개나 고양이, 말 같은 동물들 역시 각 종류 별로 공통적인 동작이 많은 편이기 때문에 애니메이션 리타게팅이 적용되면 좋은 대상입니다.

그래서 동물에도 애니메이션 리타게팅을 적용하게 위해서 3D 맥스에서 제공되는 사람 형태의 본 구조인 바이패드를 동물 형태로 왜곡해서 사용하는 경우가 자주 있습니다.

이것 덕분에 가능한게 바로 스카이림의 스파이더맨이죠.

이번 영상에서는 유니티의 애니메이션 리타게팅에 대해서 알아보았습니다.

이 강좌는 시청자 여러분들의 시청과 후원으로 제작되었습니다.

이상 베르의 게임 개발 유튜브였습니다. 감사합니다.

 

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Tutorial (7)

 

애니메이션

 

작성 기준 버전 :: 2018.3.2f1

 

[튜토리얼의 내용을 유튜브 영상을 통해서도 확인하실 수 있습니다.]

 

게임에서 캐릭터가 어떠한 동작도 하지 않고 가만히 멈춘 채로 플레이어가 입력하는 대로 움직이가만 한다면 그 게임은 과연 어떤 느낌일까? 아마 그것은 굉장히 기괴한 모습이거나, 게임이 완성되지 못한 느낌일 것이다. 이렇듯이 애니메이션은 게임에 생동감을 불어넣는 중요한 요소이다.

 

메카님(Mecanim)

 

유니티에서 지원하는 애니메이션 시스템을 유니티 측에서는 메카님이라고 이름을 붙였다. 이 메카님 시스템은 기본적인 애니메이션 기능은 물론 애니메이션 레이어, 애니메이션 블렌드, 애니메이션 리타게팅 등의 다양한 기능을 제공한다. 애니메이션과 관련된 고급 기능들은 이후에 다른 섹션을 통해서 알아보도록 하고 이번 섹션에는 메카님 시스템의 기초적인 애니메이션 기능을 알아보도록 하자.

 

 

애니메이션 클립과 애니메이터 컨트롤러(Animation Clip & Animator Controller)

 

유니티의 애니메이션 시스템은 해당 오브젝트가 어떻게 움직여야 하는지에 대한 정보들이 포함된 애니메이션 클립과 플로우 차트와 같은 방식으로 애니메이션 클립들을 구조화하여 현재 어떤 클립이 재생되어야 하고 언제 애니메이션이 변경되어야 하는지 등을 추적하는 상태머신 형태의 애니메이터 컨트롤러로 이루어진다.

 

애니메이터 컨트롤러와 애니메이션 클립의 아이콘 형태는 다음과 같다.

 

 

애니메이션 클립을 만드는 방법은 크게 두 가지가 있다. 첫 번째는 3ds Max나 Maya 같은 외부의 프로그램으로 애니메이션을 만들어서 임포트 하는 것이고, 다른 하나는 유니티에서 직접 애니메이션 키를 잡아서 클립을 만드는 것이다.

 

3ds Max 같은 외부 프로그램에서 애니메이션을 만들어서 임포트하는 방식은 3D 모델링의 애니메이션을 만들고자 할 때 주로 사용하며 유니티 엔진에서 직접 키를 잡아서 애니메이션 클립을 만드는 것은 비교적 간단한 애니메이션이나 UI 애니메이션을 만들고자 할 때 사용하는 빈도가 높다.

 

 

외부에서 만든 애니메이션 임포트하기

 

Practice Animation.zip
다운로드

 

우선은 외부에서 만들어진 애니메이션을 임포트하는 방법을 배워보자. 연습용 애니메이션은 위의 첨부파일을 다운로드 받으면 된다. 다운 받은 압축파일의 압축을 해제하면 BoxMan@Run.FBX, BoxMan@Stand.FBX, BoxMan@Walk.FBX, BoxMan@Attack.FBX 네 개의 FBX 파일이 나올 것이다. 일반적으로 외부의 3D 모델링 프로그램을 통해 만들어진 애니메이션들은 FBX 확장자를 가진 것을 사용한다.

 

 

이렇게 받은 네 개의 파일을 유니티 엔진의 프로젝트 뷰로 드래그&드롭 한다. 그렇게 하면 네 개의 파일이 우리의 프로젝트에 포함되는 것을 확인할 수 있다.

 

 

임포트된 FBX 파일은 프로젝트 뷰에서 파란 직육면체에 종이가 붙은 아이콘으로 표현되며, 그 앞의 작은 삼각형을 클릭해서 접힌 부분을 열면 그 아래에 애니메이션 클립이 포함되어 있는 것을 확인할 수 있다.

 

 

이 FBX 파일을 선택한 상태로 인스펙터 창에서 애니메이션의 이름이나 길이, 반복 여부 등을 수정할 수 있다.

 

 

 

 

 

유니티 엔진에서 직접 애니메이션 클립 만들기

 

 

유니티 엔진에서 직접 애니메이션 클립을 만드는 방법을 배우기 위해서는 우선 씬에 애니메이션 클립을 만들 게임오브젝트 하나를 생성한다.

 

 

그리고 생성된 오브젝트를 선택한다. 

 

 

그 다음에 상단 메뉴바에서 Window>Animation>Animation을 선택하거나 Ctrl+6 단축키를 누르면 애니메이션을 수정할 수 있는 애니메이션 패널이 열린다.

 

 

아직 큐브에는 다른 애니메이션이 없기 때문에 애니메이션 클립을 생성하게 도와주는 Create 버튼만 보인다. 유니티 엔진에서 애니메이션 클립을 직접 만들기 위해서는 이 버튼을 사용하면 된다. 이 버튼을 클릭한다.

 

 

 

 

그러면 애니메이션 클립 생성 및 저장을 위한 대화상자가 뜨는데 CubeRotating.anim 이라는 이름으로 애니메이션 클립을 하나 생성하자.

 

 

애니메이션 클립이 생성되면 애니메이션 창에 타임라인이 표시된다.

 

  

이제 큐브가 회전하는 애니메이션을 추가하기 위해서 Add Property 버튼을 누르고 Transform 항목의 Rotation의 + 버튼을 눌러준다.

 

 

로테이션 프로퍼티가 추가되면 타임라인의 1초 지점을 클릭하고 Rotation.y 값을 360으로 설정한다.

 

 

그 다음 애니메이션 창의 재생 버튼을 눌러보면 화면에 배치된 큐브가 회전하는 것을 확인할 수 있다.

 

유니티 엔진에서 직접 만들어지는 애니메이션 클립은 대부분 이런 과정을 통해서 만들어지며 일반적으로 간단한 애니메이션이나 UI 애니메이션을 만들 때 사용되는 경우가 많다.

 

 

 

 

 

애니메이터 컨트롤러

 

애니메이션 클립에 대해서 설명했으니 이제 애니메이터 컨트롤러에 대해서 이야기할 차례이다. 앞서 이야기 했듯이 애니메이션 클립이 한 동작에 대한 애니메이션이라면 애니메이터 컨트롤러는 여러 애니메이션 클립을 모아서 오브젝트가 어느 시점에 어떤 애니메이션을 어떻게 재생할지 결정하는 역할을 한다.

 

  

애니메이터의 기본적인 구성요소는 스테이트(State), 트랜지션(Transition), 파라미터(Parameter) 이렇게 세 가지이다.

 

 

스테이트(State)

 

 

스테이트는 일반적으로 애니메이터에서 애니메이션 클립을 담고 있는 하나의 상태로, 지금 어느 애니메이션 클립이 재생되어야 하는가를 표현한다.

 

 

스테이트 중 하나를 클릭하여 선택하면 인스펙터 창에서 현재 선택된 스테이트의 정보를 확인하고 수정할 수 있다. 스테이트의 이름을 바꿀 수 있는 것은 물론이고 Motion 프로퍼티에는 현재 스테이트가 재생할 애니메이션 클립을 설정할 수 있고 Speed 프로퍼티를 통해서 애니메이션이 재생될 속도 역시 설정할 수 있다.

 

또한 위 예시 이미지에서 배치된 스테이트들은 애니메이터의 가장 기본적인 스테이트들로 스테이트당 하나의 애니메이션 클립을 담는다. 애니메이션 클립 하나를 담는 스테이트 이외에도 파라미터 값에 따라서 여러 애니메이션을 블랜딩해주는 블랜드 트리나, 여러 스테이트들을 담을 수 있는 서브-스테이트 머신이 있다. 추가적인 내용은 다른 파트에서 다루도록 하겠다.

 

특수한 스테이트

 

예시로 보여진 애니메이터 컨트롤러의 그래프를 보면 일반적인 노드는 회색의 사각형으로 표시되고 있는데, 그 외에 특별한 형태의 노드를 볼 수 있다. 

 

 

첫 번째는 엔트리(Entry)다. 엔트리는 애니메이션이 처음 시작될 때의 진입점을 의미한다.

 

 

이 엔트리에서 제일 처음으로 연결된 노드는 주황색으로 표시되며, 게임오브젝트가 활성화되어 애니메이션이 시작되면 이 주황색으로 표시된 애니메이션부터 재생이 시작된다.

 

 

노드를 기본 스테이트로 만들기 위해서는 기본 스테이트로 만들고자 하는 노드를 우클릭하고 [Set as Layer Default State] 항목을 선택하면 된다.

 

 

두 번째는 모든 스테이트(Any State) 노드이다. 이 노드는 애니메이터가 어떤 애니메이션을 재생하고 있는 상태이던 간에 트랜지션의 조건이 만족되면 무조건 다음 스테이트로 넘어가서 애니메이션을 재생하게 만든다.

 

예를 들어 캐릭터가 걷는 중이든, 가만히 서있는 중이든, 아니면 포션을 마시는 중이었든, 큰 데미지를 입어서 죽으면, 바로 Die 스테이트로 넘어가도록 하는 것이다.

 

 

마지막으로 엑시트(Exit) 노드이다. 엑시트 노드는 애니메이터의 흐름이 한 번 끝났음을 의미하고, 엑시트 노드를 통과하면 엔트리 노드로부터 다시 애니메이터의 흐름이 다시 시작된다.

 

 

파라미터(Parameter)

 

 

애니메이터의 파라미터는 한 애니메이션에서 다른 애니메이션으로 전환되는 조건이 되는 변수의 역할을 한다. Parameters에서 + 버튼을 누르면 추가할 파라미터의 종류를 선택할 수 있다. 파라미터의 종류로는 Float, Int, Bool, Trigger가 있으며 Float는 소수점을 나타낼 수 있는 실수, Int는 정수, Bool는 참/거짓을 표현하는 논리 변수이며, Trigger는 Set되면 True가 되고 해당 Trigger가 걸린 트랜지션을 통과하면 자동으로 False로 바뀌는 타입이다.

 

 

트랜지션(Transition)

 

 

트랜지션은 애니메이터에서 스테이트와 스테이트 사이를 이어주는 것이다. 스테이트 사이를 이어줄 때, 애니메이션이 어느 방향으로 흘러갈지 방향을 정할 수 있다. 그 외에도 트랜지션을 선택하면 인스펙터 창을 통해서 선택된 트랜지션이 실행될 조건이나, 한 스테이트에서 다른 스테이트로 넘어갈 때 애니메이션을 어떻게 블랜딩해줄 것인지 등을 설정할 수 있다.

 


 

이 외의 애니메이션과 관련된 포스트는 애니메이션 카테고리에서 확인할 수 있다.

 

 

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