6. [Houdini] Light, Material, Camera, Rendering, Compositing

0. Object 관리

• 작업 노드와 렌더 노드를 구별해서 사용을 함
  • Null 노드를 이용해서 표시
  • Object Merge 노드를 이용해서 Geometry를 가져옴
  • 컬러/이름으로 구분
• 작업이 완료된 무거운 작업들은 File Cache를 사용하기

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1. Camera

1. Camera Lock

• Camera 수정 시에는 Viewport에서 Lock을 걸어서 움직이기

2. Resolution

• Camera에서 Render Image Resolution을 결정함
• 일반적인 포트폴리오의 Resolution
  • Final : 1920 * 1080 (FullHD, HD1080)
  • Test Render : 1280 * 720 (HD720)

3. Focal

• 표준 / 광각 / 망원 렌즈 → 결정하는 역할은 Focal
  • 표준렌즈 : 사람 눈으로 봤을 때 똑같이 보이는 렌즈(Houdini : 50mm)
  • 광각렌즈 : 50mm 이하의 렌즈로, 넓은 환경을 담을 때 유리하고, 너무 떨어트리면 원근감, 왜곡이 생김
  • 망원렌즈 : 50mm 이상의 렌즈로, 멀리 있는 물체를 크게 찍는 줌렌즈

4. Aperture, Near/Far Clip, Screen Window Size, Sutter Time, Focal Distance, F-stop, Bokeh

• Aperture : Film의 크기, 후디니의 Default 값은 일반적인 FullBody Camera 기준임
• Near/Far Clip : Camera의 앞쪽과 뒤쪽이 렌더가 걸리지 않도록 잘라님
• Screen Window Size : 렌더링 시, 상하좌우 여분을 렌더링 함
  • 1.25 면 25% 정도를 여유로 쓸 수 있음

• Sutter Time : 조리개의 셔터 스피드로, MotionBlur와 연관됨
• Focal Distance, F-stop, Bokeh 등 : DOF(Distance of Focus)와 관련된 옵션으로, Defocus를 줄 때 사용

 

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2. Light

1) 빛의 속성

1. 방향 : 그림자나 명암으로 방향을 확인
2. 색상/광량 : 이미지의 밝은 부분이나 Specular 등으로 확인
3. 광질 : 그림자 엣지의 선명도로, 광원이 클수록 부드러움

Light

• HardLight : Point, Distant, Sun
• SoftLight(그림자를 부드럽게 조정 가능) : Line, Grid, Disk, Sphere, Tube, Geometry

 

Intensity / Exposure

• 광원의 세기를 결정하는 파라미터
• Exposure는 2^n(수치)만큼 빛의 강도가 급격히 늘어남

 

2) Light 노드의 세부 파라미터

• Spot Light Option : Point Type의 Light는 여기서 Spot Light로 설정 가능
• Area Light Option : Soft Light의 경우 여기서 광원의 크기 등을 설정 가능
• Distant Light Option : Distant. Sun Light의 옵션을 조절 가능(빛의 감쇄가 안됨)
• Attenuation Option : 빛의 감쇄에 관련된 옵션들

 

Exposure과 Attenuation의 관계

• Distant / Sun Light를 제외하면, 빛은 거리에 따라 감쇄가 일어남. 이 감쇄 값은 거리의 제곱에 비례해서 광원이 조금만 멀리 떨어져 있어도 급격히 어두워짐(거리를 3만큼 가면 감쇄가 9만큼 일어남)
• 따라서 Intensity가 매우 높아져야 하는데 이런 값들이 익숙하지 않기 때문에 일반적으로 강도를 급격히 올릴 수 있는 Exposure 파라미터가 따로 존재
• Exposure를 조절하고 Intensity로 디테일 조정

 

 

3) Environment Light / HDRI

Environment Light

• 전방향에서 빛을 내보내는 환경 라이트
• 일반적으로 HDRI Map 사용

HDRI

• High Dynmic Range Imaging의 약자로, 빛의 세기를 포함하고 있는 이미지
• 확장자는 .hdri / her
• 크롬볼이나 어안렌즈로 현장에서 촬영되어 오면, HDRI Shop(Poly Haven)에서 다운받아서 사용

 

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3. Material

• 후디니의 쉐이더는 MATNetwork에서 작업함
• Material Palette Pane에 후디니의 기본 쉐이더들이 들어있어 화살표 버튼이나 마우스 드래그로 가져올 수 있음

 

1) Material Assign

• 방법 1) Geometry 노드의 Render → Material에 쉐이더 경로를 넣음 

 

 

• 방법 2) Material 노드를 SceneView, RenderView의 오브젝트에 바르 드래그

 

 

• 방법 3) 경로를 복사 붙여넣기

 

 

2) 재질 프레셋 가져오기

• 내 Material Net의 경로를 찾아 Material을 드래그해서 프레셋 가져오기
• 재질을 넣으면 쉐이더가 자동으로 생김(파라미터만 다를 뿐)

 

 

• 바로 드래그도 가능

 

 

3) 하나의 Geometry 안에서 다른 Material 적용하기 

• Material 노드를 이용해 Group 별로 다른 Material을 지정할 수 있음
• 이 Material 정보는 shop_materialpath Attribute에 저장됨
  • shop_materialpath의 타입은 String
  • Primitive Attribute 저장됨
  • Material 경로를 나타냄
• Geometry의 Render-Material 파라미터에 쉐이더가 지정되어 있어도 shop_materialpath가 있다면 이  Attribute의 쉐이더 경로가 우선으로 적용됨

 

 

적용 예시

• File 노드로 모델링 파일 불러오기
• Group Select로 Material을 적용할 영역 선택

 

 

• *Shoulder*가 들어간 부분은 모두 선택할 수 있도록 함
• MATNetwork로 Shader Principle 노드 생성 후 재질을 넣고 이걸 Material Shoulder에 넣음
• 다음의 머티리얼은 지오메트리 안에서 아래로 노드를 쭉 이어 붙이기

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4. Rendering

1) Mantra

• 후디니의 렌더링은 ROPNetwork에서 진행됨
• Mantra는 후디니의 자체 렌더러
• Mantra 노드 하나가 Render Layer의 역할을 하게 됨

 

 

Render Polygons As Subivision(Mantra)

• Subdivision을 적용해서 Rendering함
• Dicing
  • Shading Quality : Geometry를 구성하는 Dicing Quality로  Subdiv나 Dismap 적용 시 필요

 

 

Pixel Filter

• 렌더링 과정에서 픽셀의 색상을 결정하는 데 사용되는 필터를 의미.  샘플링된 데이터를 부드럽게 하거나 특정 효과를 추가하여 최종 이미지의 품질을 향상시키는 역할

 

 

Cryptomatte

• 따로 따로 아이디를 지정해서 뽑도록 하는 것

 

 

Rendering Engine

• 엔진을 바꿔야 할 때가 있음
• Geometry 구성(Micropolygon/RayTracing 총 2가지 방식)과 Shader 계산(일반 방식 PBR 방식)이 각각 다름

Rendering Engine	Geometry 구성	Shader 계산
Micropolygon Rendering	Micropolygon 방식	일반 방식
Ray Tracing	Raytracing 방식	일반 방식
Micropolygon Physically Based Rendering	Micropolygon 방식	PBR 방식
Physically Based Rendering Geometry	Raytracing 방식	PBR 방식

 

• 보통은 Ray Tracing 방식을 하는데 후디니 문서로 살펴보는 것을 추천하고, 프로젝트에 맞춰서 적합한 엔진을 선택해주는 것이 중요
• Allow Motion Blur를 체크하고, 바깥에서 Transform을 해야 모션 블러가 적용되고, 안쪽에서는 따로 적용해야 함

 

Pixel Samples

• 이미지를 크게 렌더링 한 후, 2D적인 방법으로 원래 사이즈로 Sampling 함
• 3/3은 3배 크기로 렌더링 한다는 의미
• Geometry의 Shader를 계산하기 위한 Ray의 개수를 결정함(기본 값은 최소 1개의 Ray를 만들며 Noise Level이 0.01이 될 때까지 최대 9개의 Ray를 만듦)
  • Min Ray Samples, Max Ray Samples, Noise Level)
• Diffuse, Reflection 등 속성별로 다른 Quality를 설정할 수 있음

 

 

Limits

• 렌더링 시 다양한 제한을 설정할 수 있는 기능
• 굴절이 없다면 0으로 해도 됨

 

2) Rendering 설정

• Candidate Objects : Display Flag가 켜져있는 노드만 렌더링
• Forced Objects : 모든 노드(Display Flag가 꺼져도) 렌더링
• Forced Matte : Matte 처리 할 노드
• Forced Phantom : 보이지는 않지만 그림자나 반사 등에 영향만 미치는 노드
• Exclude Objects : 잠깐 제외 할 노드

Matte
- 합성에서 각각의 오브젝트들을 따로 수정할 수 있게, 보통은 레이어를 나눠서 렌더링 함
- 두 개의 오브젝트를 합성해 얹을 때, 앞쪽 오브젝트에 의해서 가려지는 부분을 처리하기 위한 수단을 Matte

Matte
- 직접 렌더링은 안되지만 영향을 주고싶은 오브젝트를 넣음

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• Solo Light : 한 개의 라이트만 사용
• Candidate Lights : 켜져있는 라이트들만 사용
• Force Lights : 꺼져있는 라이트도 모두 사용
• Exclude Lights : 제외할 라이트

 

WildCard

 

*

• * 모든 문자와 매치 ex)REN_a*
• REN_a가 들어가 있는 문자의 모든 노드

^

• ^REN_b_object
• REN_b_object를 제외

^REN_b*

• REN_b의 문자가 들어가 있는 모든 노드를 제외

 

3) Final Rendering

• Mantra 노드의 Render to Disk버튼을 눌러 Image로 저장함
• 한 장을 테스트로 걸어보고 싶거나 Sample Size의 크기를 미리 예측해 렌더를 뽑고 싶을 때 미리 테스트 해보는 경우가 있음
• 저장되지는 렌더링되는 모습 확인 가능
• Scene View → 필름 버튼 선택 후 리스트 중 렌더할 Mantra 선택 → MPlay 상에서 렌더링 할 수 있음
• 현재 보고 있는 카메라로 렌더가 걸림

 

IPR Rendering

• Render View Pane에서 렌더링
• 실시간으로 수정된 부분들이 반영되어 Object, Light, Material 등을 수정하면서 바로 렌더 결과를 확인할 수 있음
• Final Rendering은 아니기 때문에 Sampling 등 렌더 품질을 확인하기에는 적합하지 않음

 

 

Render Schedule Pane

• 현재의 렌더링 상태를 관리
• 지금까지 렌더링 했던 결과와 진행 과정이 보임
• 중간에 멈추고 싶으면 Kill 누르기
• 상단에 + 를 눌러서 렌더 스케줄 추가

 

 

4) RenderPass

• 컴퓨터 상에서 자연의 질감을 표현하기 위해 물체의 표면에 빛이 작용하는 방식에 따라 여러가지 질감을 나누어 놓은 것

Rendering

• 작업 파일을 실제 이미지로 만들어내는 과정
• Renderer가 이 역할을 진행하며 3D 작업 툴과는 분리되어 있음(Mantra는 사실상 다른 프로그램 개념)

Rendering 과정

• Geometry 구성
  • Dicing : 3D 작업툴 상에 있던 Geometry를 렌더링 할 수 있는 상태의 Geometry로 구성하는 과정(렌더러에 전달할 수 있게 변환)
  • Dismap : Geometry가 재질을 통해서 튀어나오게 만들 수 있음(Bump, Normal, Dismap →  Normal과 Bump는 실제 튀어나온 것이 아닌 빛 계산을 해준 것)
• Shading
  • 구성된 Geometry의 Material과 Light 정보를 가지고 실제 질감을 연산
• Pixel Sampling
  • 2D적인 방법으로 Sampling 하는 과정(렌더링 할 때 박스로 표시되는)

 

일반적인 RenderPass

• Diffuse, Spectular, Reflect, SSS, Emission

Occulsion, Shadow

• Shadow는 빛이 닿지 않는 영역, Occulusion은 Diffuse가 포함된 개념으로 일반적인 RenderPass는 아님
• 촬영 플레이트에 CG를 붙여야 하는 경우 반응하는 그림자 등을 넣기 위해 반드시 필요한 RenderPass

 

Displacement, Bump, Normal

• Displacement
  • Map(Texture)을 기반으로 Geometry의 형태를 변경
  • 실제로 Geometry를 변경되는 것으로 Geometry 구성 단계에서 진행
  • 매우 정확하지만 렌더링 시 느림
• Bump
  • Geometry가 변경된 것처럼 보이게 하기 위해서 Normal 방향을 살짝 변경
  • 실제로 Geometry가 변형된 것은 아님
  • Shader 계산 단계에서 진행
  • 매우 빠르지만 부정확함
• Normal
  • Bump와 비슷하지만 Normal 방향을 Vector 방식으로 정확하게 제어함
  • Bump와 계산 방식이 다름
  • Bump보다 정확하고, 속도도 어느정도 빠름

큰 쉐입은 모델링, 디테일은 Dismap, 더 정교한 디테일은 Normal Map으로 처리

 

 

PBR(Physical Based Rendering)

• 현실 세계의 물리적 특성을 기반으로 하여 재질과 조명을 시뮬레이션하는 렌더링 기술
• 사실적인 이미지와 비주얼을 생성하기 위해 물리학의 원리를 적용
• 마야, 블렌더, 후디니 등이 모두 이 방식을 사용
• 기존에 따로 작동하던 Render Pass들이 물리 법칙에 의해 연관성들을 갖게 됨

재질 속성

• 메탈릭 : 표면이 금속인지 비금속인지에 대한 속성으로, 금속은 반사율이 높고 비금속은 그렇지 않음
• 러프니스 : 표면의 거칠기를 나타내며, 거칠기가 낮을수록 반사가 매끄럽고 선명해짐
• 베이스 컬러 : 재질의 기본 색상으로, 반사 및 조명에 영향을 미침
• 노멀 맵 : 표면의 세부 디테일을 추가하여 조명 반응을 변화시킴

 

5) Rendering 관련 물리 현상

IOR(굴절계수)

• 빛이 밀도가 다른 물체를 통과하며 꺾일 때, 그 정도치를 IOR로 표현(반사각/입사각)
• 빛의 입사각에 따라 굴절과 반사의 정도가 달라지는 현상
• 입사각이 클수록 Reflection이 세짐(반사의 비율이 증가), 입사각이 작을수록 Reflection은 약해짐(반사의 비율이 감소) → Fresnel 효과

 

• Ray Depth
  • 반사나 굴절을 계산 시, 카메라에서 출발한 빛이라고 쉽게 생각해도 되지만 Ray를 무한대로 내보낼 수 없기 때문에 Ray의 횟수를 제한하게 됨  → 이 횟수를 Ray Depth
  • 광선(trace ray)이 장면에서 얼마나 깊이 들어갔는지를 나타내는 지표. 이 개념은 특히 레이 트레이싱(ray tracing) 기법에서 중요

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5. Compositing

• img에서 진행
• file 노드 생성하고 2개 더 복사
• 각각 lego, gear, lego_gear 총 3개 넣어주기
• 세 개를 한 번에 해보고 싶으면 Template를 누르고, 또 하나는 Shift를 눌러보기

 

 

• 가릴 것들은 Matte에 넣기
• 합성할 때에는 Matte는 모두 빼야 함

 

 

• 형태는 안보이게 하고 싶은데 오브젝트에 영향(비추는 것)은 받게 하고 싶음 → Forced Phantom

 

 

• 제외할 노드를 Exclude Object에 넣거나 Wildcard(^)를 써도 됨

 

 

• Wildcard 사용 : 특정 문자를 포함하면 모두 렌더링을 걸겠다는 것

 

 

• REN_LC 파일 모두 렌더를 하는데, 그 중 REN_LC2로 된 모든 파일은 제외해서 렌더링

 

1) Compositing 적용

• img로 들어가 img 노드 생성
• Composite View로 설정
• Layer 노드 생성 후 lego와 gear 연결
• 기어 먼저 꽂고 레고를 꽂아야 레고가 위로 올라옴

 

 

• LegoMatte도 뽑아서 연결해주기

 

 

2) Background Image 넣는 방법

• Camera 노드의 Background Image에 추가 가능함
• Scene View의 Display Background 아이콘을 클릭해서 Viewport에서 볼 수 있음
• 카메라를 선택해야 Scene View 화면에서 볼 수 있음