[논문]리토폴로지 효율성 향상을 위한 소프트웨어의 비교분석 및 유형별 3D 모델링 사례 제작

안용

doi:10.5392/jkca.2020.20.06.009

[국내논문] 리토폴로지 효율성 향상을 위한 소프트웨어의 비교분석 및 유형별 3D 모델링 사례 제작
The Study to Improve Re-topology Efficiency Between Analyzing Software and Making Examples of Different Types of 3D Models 원문보기

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.20 no.6, 2020년, pp.9 - 25

안용 (중앙대학교 첨단영상대학원)

초록
AI-Helper

레이저 스캔과 사진측정법 등의 기술이 3D 모델링에 광범위하게 적용됨에 따라 리토폴로지는 3D 모델링 프로세스에서 매우 중요한 부분이 되었다. 하지만 리토폴로지 사용방법이 부적당한 경우 제작과정에서 많은 시간의 낭비를 초래한다. 3D 모델링의 유형에 따라 각각 가장 적합한 리토폴로지 방식과 소프트웨어를 선택하여 3D 모델링의 리토폴로지 효율성을 높이는 방안을 탐구하는 것이 본 연구의 목적이다. 시장에 현존하는 리토폴로지 소프트웨어에 따라 수동식, 자동식, 래핑식 세 가지로 분류하였다. 이를 기반으로 이 세 가지 리토폴로지 방식의 특성과 각각 포함한 소프트웨어의 특징을 살펴보았다. 스태틱메시, 스켈레탈메시, 하드서페이스 모델링에 대해서 위의 세 가지 리토폴로지 방식으로 사례 제작을 진행했다. 세 가지 리토폴로지 방식이 각이 포함한 소프트웨어의 장단점을 요약하고 수동식의 결과가 좋고 자동식의 속도가 빠르며, 래핑식은 미리 존재하는 베이스 메시가 필요로 하며 유형별 3D 모델링에 가장 적합한 리토폴로지 방식을 제공한다. 본 연구는 리토폴로지 작업 및 3D 모델링의 제작 효율 높이기에 도움이 된다고 기대한다.

Abstract ▼ AI-Helper

As laser scan and photogrammetry are extensively applied to 3D modeling, the Retopology has become a critically important part in the 3D modeling process. However, abundant time would be wasted if the wrong method for retopology is employed. This paper aims to select the most suitable method and software for retopology for different types of models so as to increase the effectiveness of 3D modeling. In this paper, retopology is divided into three types according to the existed software for retopology in the market: manual, automatic and wrapping type, all of which are investigated by their characteristics of retopology and software in which they are applied individually. Then case production is employed on Static Mesh Skeletal Mesh and Hard Surface Modeling by the above mentioned three methods. The advantages and disadvantages of the software in which the above three methods can be applied are summed up, and the manual type produces good results, the automatic type is fast, and the wrapping type requires a pre-existing base mesh and the most suitable method for retopology for each type of 3D models is demonstrated. This paper provides reference for retopology and increases the effectiveness of 3D modeling.

주제어

표/그림 (9)

그림 그림 1. (a)비구조적 고해상도 모델링, (b) 구조화된 저해상도 모델링
표 표 1. 수동식 리토폴로지 소프트웨어 및 각 소프트웨어에 포함된 툴의 기능적 특징
그림 그림 2. Metin Seven의 테스트：세 가지 알고리즘 의 리토폴로지 결과
그림 그림 3. Metin Seven의 리토폴로지 : DynRemesh와 Tesselator를 사용해 생성된 메시
그림 그림 4. 수동식 리토폴로지 소프트웨어를 사용하여 얻은 여성 캐릭터의 헤드 메시
그림 그림 5. 자동식 리토폴로지를 통해 생성된 여성 캐릭터의 헤드메시와 관련된 파라미터 설정
그림 그림 6. 래핑식 리토폴로지를 통해 얻은 남성 캐릭터의 헤드 메시
그림 그림 7. 자동식 리토폴로지를 통해 생성한 '사고자' 메시와 관련된 파라미터 설정
그림 그림 8. 자동식 리토폴로지를 통해 생성된 하드서페이스 모델링과 관련된 파라미터 설정

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	서브트랙티브 모델링 기법의 단점은?	서브트랙티브 모델링 파이프라인에서 획득한 고해상도 모델링은 알려진 점(Vertex) 순서나 상응관계가 없고, 지오메트리에 대한 의미론적인 연관성 및 토폴로지 흐름도 없다[2]. 또한 수백만 개의 폴리곤 그 이상이 밀집한 메시로서 간소화하지 않고는 사용하기 어렵다[3]. 특히 게임엔진은 실시간 렌더링 때문에 지오메트리가 저해상도를 가진 로우폴리 메시로 제한된다. 따라서 이러한 단점들을 해결하고 영화나 게임 업계에 사용 가능한 에셋(Asset)을 창출하기 위해서는 리토폴로지(Retopology)가 필요하다.
	첨가 모델링이란 무엇인가?	모델링 기법에는 첨가 모델링(Additive Modeling)과 서브트랙티브 모델링(Subtractive Modeling) 두 종류가 있다. 첨가 모델링은 ‘박스 모델링’이라고도 불리며, 이는 간단한 폴리곤(Polygon)부터 점차 세부 사항을 추가하여 메시(Mesh)를 만드는 것이다. 서브트랙티브 모델링은 고해상도(High-resolution) 모델링에서 시작하여 고해상도 스컬프(High-resolution Sculpt), 레이저 스캔 (Laser Scan), 구조화 라이트(Structured-Light) 및 사진측정법(Photogrammetry)을 통해 메시를 획득한 다음에 세부 사항을 점차 줄여 새 메시를 만드는 것이다[1].
	수동식 리토폴로지 소프트웨어는 어떤 역할은 하는가?	업계에서는 ‘수동식’, ‘자동식’, ‘래핑(Wrapping)식’의 리토폴로지 툴을 주로 사용한다. 대표적인 수동식 리토폴로지 소프트웨어로는 ‘RetopoFlow’, ‘TopoGun’등이 있으며, 이 소프트웨어들은 유저가 표면에 점(Vertex)과 에지(Edge)를 수동으로 만들 수 있도록 한다. 자동식 소프트웨어로는 ‘ZBrush’, ‘3DCoat’등이 있어 유저가 최종 메시의 토폴로지 흐름을 제어하기 위해 표면에 유도 곡선을 그릴 수 있게 한다[4].

참고문헌 (20)

Nataska Statham, "Use of Photogrammetry in Video Games: A Historical Overview," Games and Culture, published online, 2018.
Eric Patterson, Jessica Baron, and Devin Simpson, "Landmark-Based Re-topology of Stereo-Pair Acquired Face Meshes," ICCVG 2018, LNCS, Vol.11114, pp.425-437, 2018.
T. Lopez-Martinez, B. Calvo-Bartolome, and A. Garcia-Bueno, "Virtual Restitution of the Parietal Decoration in the Sala Del Mosaico De Los Amores, Castulo Archaeological Site(Linares, Spain)," International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing & Spatial Information Sciences, Vol.XLII-2/W11, 2019.
Geert J. Verhoeven, "Computer graphics meets image fusion : the power of texture baking to simultaneously visualise 3D surface features and colour," ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Vol.IV-2/W2, pp.295-302, 2017.

상세보기
이영헌, "모델링에 있어 효과적 토폴로지(Topology)의 구성에 관한 연구: 얼굴 모델링을 중심으로," 한국애니메이션학회, 제7권, 제4호, pp.120-138, 2011.
Thomas Denham, "What is 3D Hard Surface & Organic Modeling," https://conceptartempire.c om/hard-surface-organic-modeling/, 2020.1.15.
Wenzel Jakob, Marco Tarini, Daniele Panozzo, and Olga Sorkine-Hornung, "Instant field-aligned meshes," ACM Transactions on Graphics (TOG), Vol.34, No.6, pp.1-15, 2015.
Jingwei Huang, Yichao Zhou, Matthias Niessner, Jonathan Richard Shewchuk, and Leonidas J. Guibas, "QuadriFlow: A Scalable and Robust Method for Quadrangulation," Computer Graphics Forum, Vol.37, No.5, pp.147-160, 2018.

상세보기
Josh Petty, "What is Retopology? (A Complete Intro Guide For Beginners)," https://conceptartempire.com/retopology/, 2020.1.5.
Danan, "What is Retopology in 3D Modeling," http://thilakanathanstudios.com/2016/09/what-is-retopology-in-3d-modeling/, 2020.1.5.
Alessandro Merlo, Luca Dalco, and Filippo Fantini, "Game engine for Cultural Heritage: New opportunities in the relation between simplified models and database," 2012 18th International Conference on Virtual Systems and Multimedia, IEEE, pp.623-628, 2012.
http://docs.pixologic.com/user-guide/3d-modeling/topology/zremesher/,2020.1.29.
Javis Jones, "3DCoat Autopo," https://3dcoat.com/manual/retopo/248-autopo/, 2020,1,30.
Metin Seven, "3D-Coat vs. ZBrush auto-retopology comparison," https://www.artstation.com/metinseven/blog/Ag4W/3d-coat-vs-zbrush-auto-retopology-comparison, 2020.2.2.
Arti Sergeev, "Quad Remesher for Blender Released," https://80.lv/articles/quad-remesher-forblender-released/, 2020.2.4.
Arti Sergeev, "Quad Remesher - New Automatic Retopology Plugin," https://80.lv/articles/quad-remesher-new-automatic-retopology-plugin/, 2020.2.4.
Metin Seven, "Short review of two Blender auto-retopology add-ons," https://www.blendernation.com/2018/10/29/short-review-of-two-blender-auto-retopology-add-ons/, 2020.2.6.
"Tesselator - Quadrilateral Remeshing," https://blendermarket.com/products/tesselator?ref2, 2020.2.6.
"Dynremesh/Autoflow- Retopology Toolset," https://blendermarket.com/products/dynremesh-2/docs, 2020.2.7.
https://knowledge.autodesk.com/support/mudbox/learn-explore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2018/ENU/Mudbox/files/GUID-E793116B-EB11-4FB2-A533-03E02C94F5F2-htm.html, 2020.2.8.

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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