엔비디아 막시무스 기술, 맨인블랙 3 제작에 활용
‘하늘에서 음식이 내린다면’, ‘이상한 나라의 앨리스’, ‘스파이더 맨’ 시리즈 등 다양한 작품에서 엔비디아 쿼드로(Quadro) 전문가용 GPU를 사용해 온 소니 픽처스 이미지웍스(Sony Pictures Imageworks, 이하 SPI)는, 최신작 “맨인블랙 3”에서도 엔비디아 기술을 사용해서 장편영화시각효과 부문의 기술혁신을 달성했다. SPI는 “맨인블랙 3”의 제작에 엔비디아 막시무스 기술로 가동되는 워크스테이션을 사용해, 시각효과 작업 속도를 크게 단축하고 효율을 개선할 수 있었다.
“맨인블랙 3”의 시각효과에는 연기 효과(smoke effects)가 매우 중요한 비중을 차지하는데, SPI에서 만든 600개 장면 중 대부분이 연기 효과를 포함하고 있다. 특히 플로리다 케이프 커내버럴(Cape Canaveral)의 우주선 발사 장면을 대표적인 예로 꼽을 수 있다. 컴퓨터 그래픽(CG)로 연기를 만드는 작업은 집중적인 노동력을 요구하는 작업으로서, 고비용의 컴퓨터 프로세싱 파워를 요하는 복잡한 시뮬레이션이 필요하다. SPI의 테오 반데르누트(Theo Vandernoot) 이펙트 슈퍼바이저는 사이드 이펙츠(Side Effects)의 후디니(Houdini) 소프트웨어와 엔비디아 GPU를 장기간 사용해 왔다. 엔비디아 막시무스로 가동되는 워크스테이션에서 GPU 최적화가 개선된 후디니 12를 사용, 시뮬레이션 속도를 최고 10배로 올렸을 뿐 아니라 연기 효과의 품질 또한 대폭 개선할 수 있었다.
막시무스를 활용한 멀티태스킹
반데르누트 슈퍼바이저는 사이드 이펙츠 소프트웨어에서 파이로(Pyro) FX2와 함께 후디니 12를 출시했을 무렵부터 엔비디아 막시무스 워크스테이션을 사용해 왔다. 파이로 FX2는 GPU 가속 내비어-스톡스(Navier-Stokes) 방정식에 기반한 새로운 스모크 솔버(smoke solver)다.
엔비디아 막시무스 가동 워크스테이션은 엔비디아 쿼드로 GPU의 시각화 및 인터랙티브 디자인 기능과 엔비디아 테슬라(Tesla)® GPU의 고성능 컴퓨팅 파워를 단일 워크스테이션에서 제공한다. 테슬라 컴패니언 프로세서는 사실감 넘치는 렌더링이나 복잡한 시뮬레이션 계산을 자동으로 실시한다. 덕분에 CPU 자원을 입출력, 운영시스템가동, 멀티태스킹 등 가장 적합한 작업에 사용하고, 쿼드로 GPU는 최대치의 풍부한 성능과 인터랙티브 작업을 담당한다.
반데르누트 슈퍼바이저는 “쿼드로와 테슬라 카드를 함께 사용하면 시뮬레이션에 필요한 프로세싱 파워를 전부 테슬라 카드에 맡길 수 있고, 시뮬레이션이 돌아가는 동안에도 같은 워크스테이션에서 후디니를 활용해 합성조명 어플리케이션 등을 가동하는 등 다른 작업을 진행할 사용할 수 있다.”며 “테슬라 카드의 추로, 시뮬레이션만 담당하는 전용 프로세싱 유닛을 갖게 되었다”고 말했다.
작업 효율 및 속도 개선
막시무스 시스템에서 이루어진 “맨인블랙 3”의 연기 시뮬레이션 작업은 매우 효율적이고 전체 워크플로우에도 손쉽게 통합됐다. SPI는 이번 작업에 10대의 막시무스 가동 워크스테이션을 배치했는데, 사이드 이펙츠의 후디니 12와 오토데스크 마야(Autodesk Maya), 렌더링 용 아놀드(Arnold), SPI의 조명 어플리케이션 카타나(Katana, 현재 더 파운드리(The Foundry)에서 판매) 등의 툴 파이프라인을 지원하기 위해 도입되었다.
반데르누트 슈퍼바이저는 “시각효과 작업 과정 중 시뮬레이션 구축 시 가장 어려운 점 중 하나는 잦은 기다림으로 인해 작업의 맥이 끊긴다는 점”이라며, “이는 어둠 속에서 그림을 그리는 것과 마찬가지”라고 말했다.” 그는 “막시무스 시스템 사용 전에는 시뮬레이션 렌더링에 시간이 오래 걸려, 작업을 재개하려면 어디까지 그렸는지 다시 생각을 가다듬어야 했다.””고 설명했다. 반데르누트 슈퍼바이저는 “맨인블랙 3 작업에서는 신속한 시뮬레이션이 가능해서 그림의 어느 부분이 어떤 효과를 낳는지 바로 알 수 있었다.”며 이전까지 상당한 작업 시간과 인력 등 비싼 자원을 낭비했던 실수를 이제는 예방할 수 있게 된 것”이라고 덧붙였다.
반데르누트 슈퍼바이저에 따르면 과거에는 시뮬레이션 작업이 주사위를 던지는 것이나 마찬가지였다고 한다. 10개의 각기 다른 시뮬레이션을 돌린 후 정확한 표현을 위해 렌더링을 거치며, 결과적으로 프로세서 사이클만 낭비하기 일쑤였다. 막시무스 가동 워크스테이션을 사용함에 따라, 과거에 비해 턴어라운드 시간이 크게 줄고 최종 렌더링 결과물도 그 정확도가 훨씬 높아지게 되었다.
빨라진 반복 연산 속도와 강화된 디테일
SPI 기술자는 막시무스 시스템에서 후디니 12를 사용해서 복셀 데이터와 속도 필드를 통제하고 연기 효과의 제반 세부사항을 렌더링에서 수정할 필요 없이 프리뷰 시뮬레이션에 담을 수 있었다.
이 프로세스의 효과는 우주선 발사 장면의 연기꼬리를 시뮬레이션하면서 여실히 확인할 수 있었다. 반데르누트 슈퍼바이저는 “생산서비스 부서에서 온 지 얼마 되지 않아 특수효과 툴에 대한 경험이 부족한 기술자가 있었는데, 즉각 작업에 투입되어 우주선에서 뿜어 나오는 22미터짜리 연기기둥을 문제 없이 표현해냈다.”고 밝혔다. 그는 또 “유체 시뮬레이션에 감독의 구체적 지시가 더해졌고, 훌륭한 반복 연산(iteration) 역량에도 불구, 감독이 원하는 장면이 매우 구체적이라 수십 번을 반복해야 했다.”며 “막시무스와 후디니 12가 아니었다면 결코 정해진 시간 내에 그 정도 분량의 작업을 해내지 못했을 것”이라고 강조했다.
반데르누트 슈퍼바이저는 농담 삼아, “생산성이 대폭 증가한 덕에 이제는 오히려 디스크 공간을 너무 빨리 써 버려서 문제”라며 “이터레이션 속도가 워낙 빨라진데다 GPU 최적화까지 더해져 매일 수 테라바이트의 연기 시뮬레이션을 만들어냈고, 사용하지 않을 시뮬레이션을 지울 시간조차 없는 경우도 종종 있었다.”고 말했다.
막시무스 및 후디니 12 활용 워크플로우의 향후 전망
SPI는 “맨인블랙 3” 작업이 후디니 12와 엔비다아 기술로 가능한 일의 극히 일부에 불과하다고 보고 있으며, 앞으로의 제작을 위해 파이프라인을 좀 더 최적화할 전망이다. 반데르누트 슈퍼바이저는 “연기 파이프라인에서 경이적으로 빠르고 멀티-스레딩 및 GPU에 최적화된 그리드 기반의 대량 시뮬레이션이 가능했다”며 “후디니와 조명 툴에서 다른 GPU 가속 툴을 써볼 수 있기를 고대하겠다”고 말했다. 그는 또한 “장래에는 GPU 기반 툴에서 렌더링을 할 예정이며, 로컬 머신의 시뮬레이션 속도처럼 워크플로우의 풀 베이킹(fully baked) 렌더링도 빠르게 개선된다면 더할 나위가 없을 것”이라고 끝맺었다.
SPI는 오즈의 마법사 프리퀼 영화인 “오즈: 더 그레이트 앤 파워풀(Oz: The Great and Powerful)” 등 현재 미개봉된 영화 제작에서 이 연기 파이프라인을 사용하고 있다.
“맨인블랙 3”는 지난 5월25일 개봉해 그 주 주말에 2억불이 넘는 수익을 올렸으며, 영화에 대한 자세한 내용은 www.mib3.co.kr 에서 확인할 수 있다.
“맨인블랙 3” 제작에 활용된 엔비디아 쿼드로 GPU 및 막시무스 기술에 대한 상세 정보는 각각 www.nvidia.co.kr/quadro 와 www.nvidia.co.kr/maximus 에서 찾아볼 수 있다.
웹사이트: http://www.nvidia.co.kr
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