3D 모델을 만드는 방법

2021년 6월 21일
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3D 모델은 어디에나 있습니다. 우리가 마주치는 모든 물리적 물체 뒤에 있으며, 다양한 산업에서 널리 사용됩니다. 이 안내서에서는 처음부터 모델을 설계하는 것부터 3D 스캐너로 물리적 물체를 디지털화하는 데 이르기까지 가장 널리 사용되는 3D 모델링 방법을 다룹니다.

방법
매개변수 모델링, 다각형 모델링, 디지털 조각, 3D 스캐닝, 사진 측량법
소프트웨어
Blender, Autodesk Maya, ZBrush, SOLIDWORKS, Artec Studio
마켓플레이스
Sketchfab, Turbosquid, CGTrader, Quixe

개요

얼마나 많은 3D 모델들에 둘러싸여 있는지 생각해 본 적이 없다면, 이제 완전히 새로운 관점에서 환경을 보기 시작할 것입니다. 3D 모델은 TV, 영화 및 만화, 광고, 비디오 게임, 소셜 미디어, 모바일 앱, VR 등에 있습니다. 하지만 그것들은 단지 화면에 보이는 가상의 물체만은 아닙니다. 들고 있는 컵, 책상 위의 펜, 운전하는 자동차, 앉아있는 의자요? 여러분이 상상할 수 있는 현대의 많은 물리적 물체도 한때 3D 모델이었습니다.

그런데 이러한 모델은 어떻게 만들까요?

이 기사에서는 3D 모델링 프로세스의 기본 사항을 다루고 CAD 및 다각형 모델링에서 3D 스캐닝에 이르기까지 가장 일반적인 3D 모델을 만드는 방법을 살펴봅니다. 또한 가장 일반적인 모델링 소프트웨어에 대해 논의하고 언제 모델을 처음부터 설계하거나 3D 스캐너를 사용하는 것이 더 좋은지에 대한 조언을 공유할 것입니다.

시작하겠습니다! 첫 번째로...

3D 모델은 무엇입니까?

모델링 소프트웨어에서 기계 부품의 3D 모델

컴퓨터 그래픽에서 3D 모델은 특수 소프트웨어에서 만들어진 표면 또는 물체의 디지털 표현입니다. 이는 삼각형, 선, 곡선표면 등과 같은 다양한 기하학적 실체로 연결된 3D 공간의 점 모음을 사용하여 물리적 몸체를 나타냅니다. 경우에 따라 3D 모델은 물체의 크기, 모양 및 질감을 전달할 수 있습니다. 이러한 표현을 만드는 과정을 3D 모델링이라고 합니다.

3D 모델은 어디서 어떻게 사용됩니까?

3D 모델은 많은 창의적인 직업의 일부입니다. 엔지니어와 디자이너는 새 제품을 만들거나 기존 제품을 다시 설계하기 위해 설계 프로세스의 일부로 3D 모델을 사용합니다. 건축가는 전통적인 건축 모델을 만드는 대신 아니면 전통적인 건축 모델을 만들 뿐만 아니라 건물, 풍경 및 인테리어를 시각적으로 보여주기 위한 3D 모델을 만듭니다.

게임 디자이너는 콘솔, 컴퓨터 및 모바일 게임용 3D 자산 및 캐릭터를 만드는 방법으로 3D 모델링을 널리 사용합니다.

3D 스캔을 기반으로 3D 프린팅된 자신의 실물 같은 흉상을 검사하는 오스트리아 배우 Peter Simonischek

영화 제작자는 특수 효과, 캐릭터, 애니메이션 및 실사 영화 속 다양한 물체를 위해 3D 모델을 사용합니다.

의료 산업에서는 3D 모델을 사용하여 신체 해부학을 시각화하고, 보철물이나 보조기, 치과 임플란트와 같은 맞춤형 의료 솔루션을 만들어 성형 수술 결과를 시각화하는 등의 작업을 합니다.

3D 스캐너를 사용하여 티라노사우루스 렉스 공룡 발 보존

과학 및 교육 부문에서는 역사적 및 고고학적 유물의 보존에서 화합물, 지질학적 모델 및 기타 많은 것의 시각화에 이르기까지 다양한 방식으로 3D 모델을 사용합니다.

3D 모델을 만드는 두 가지 주요 방법

3D 모델을 만드는 여러 방법이 있지만 대부분 3D 모델링 소프트웨어로 모델을 제작하거나 실세계에서 물체를 가져와 3D 스캐너를 사용하여 디지털 모델로 변환하는 두 가지 기본 방법으로 압축됩니다. 이러한 두 가지 방법의 장단점을 살펴보고 작업에 가장 적합한 방법을 결정하는 방법에 대해 알아보겠습니다.

모델 #1: 3D 모델링

새로운 제품의 프로토타입을 만드는 산업 디자이너

3D 모델을 만드는 첫 번째 방법은 전문 3D 모델링 소프트웨어를 사용하여 처음부터 시작하는 것입니다. 이 방법은 엔지니어, 산업 디자이너, 건축가, CGI 아티스트 등 다양한 산업 분야의 전문가들이 널리 사용합니다.

요점:

아직 만든 적이 없는 완전히 새로운 것을 설계해야 하는 경우, 3D 모델링은 상상의 나래를 펴고 아이디어를 실현할 수 있는 완벽한 방법입니다.

이 방법의 좋은 점은 아직 존재하지 않는 자동차의 새로운 구성 요소나 비디오 게임 속 상상의 생물과 같이 완전히 독특한 무언가 또는 이미 존재하지만 스캔할 수 없는 무언가를 설계할 수 있다는 것입니다.

예를 들어, 현재 있는 곳에서 멀리 떨어진 곳에 있는 세계적으로 유명한 건물의 모델이 필요한 경우, 그곳으로 직접 이동해서 3D 스캔을 준비하는 것보다(유서 깊은 건물의 경우 스캔 그 자체가 어려울 수 있습니다!) 처음부터 사진이나 비디오와 같은 참조 자료를 사용하여 3D 모델을 만드는 것이 훨씬 쉽고 비용 효율적일 수 있습니다 아니면, 아직 만든 적이 없는 완전히 새로운 것을 설계해야 하는 경우, 3D 모델링은 상상의 나래를 펴고 아이디어를 실현할 수 있는 완벽한 방법입니다.

모델을 처음부터 설계할 수 있는 다양한 3D 모델링 기술과 다양한 모델링 소프트웨어가 있습니다 이 모든 것은 만들려는 특정 물체와 응용 목적에 따라 달라집니다.

매개변수 모델링

매개변수 3D 모델링 또는 CAD(컴퓨터 지원 설계)는 엔지니어와 디자이너가 미래의 부품 및 조립체에 대한 사실적인 컴퓨터 모델을 구축하는 데 사용하는 최고의 방법입니다. 우리가 매일 접하는 거의 모든 현대 제품은 3D CAD 모델링을 사용하여 만들어졌습니다.

CAD 소프트웨어에서 3D 모델 설계

이 방법을 사용하여 디자이너는 실제 물리적 물체와 동일한 매개 변수(재료, 무게, 크기, 광학적 매개 변수, 물리적 매개 변수 등)를 모두 가질 수 있는 물체의 3D 모델을 만듭니다. 그런 다음 이러한 모델을 3D 프린팅하거나 CNC 가공할 수 있을 뿐만 아니라 복잡한 시뮬레이션을 실행하는 데에도 사용할 수 있습니다. 예를 들어 부품의 조립체를 만들어 부품들이 서로 어떻게 맞물리는지 확인하고, 부품에 가해지는 힘에 어떻게 반응하는지 테스트하고, 유체가 부품을 어떻게 통과하는지 모니터링하고, 시뮬레이션을 사용하여 어떻게 부품을 제조할지 평가하는 등의 작업을 수행할 수 있습니다.

다각형 모델링

이 모델링 기술은 지금까지 보거나 해 봤던 거의 모든 비디오 게임이나 공상 과학 영화의 핵심입니다. 다각형 모델은 아티스트가 3D 메시를 만들기 위해 수정하는 평면, 2차원 모양, 삼각형 또는 사각형 등 다각형으로 구성됩니다. CAD 모델링과 달리 이 기술은 측정 중심이 아닌 개념 중심입니다. 애니메이션 및 비디오 게임 스튜디오는 다각형 모델링을 사용하여 영화 및 게임 캐릭터에서 무기, 갑옷, 차량 및 전체 가상 세계와 같은 다양한 3D 자산에 이르기까지 모든 것을 설계합니다.

자동차의 다각형 메시 모델

디지털 조각

게임과 애니메이션 영화에서도 3D 아티스트가 사용하는 이 방법은 유기적이고 부드러운 모양을 가진 매우 사실적인 물체를 만드는 데 가장 적합합니다. 이는 또한 디자인, 스케치 및 3D 프린팅을 위한 프로토타입 모델을 만드는 데도 사용됩니다. 이 과정은 점토나 돌과 같은 실제 재료로 조각하는 것과 매우 비슷합니다. 브러시와 같은 조각 도구를 사용하여 물체의 다각형 메시를 조작하고, 형상의 다양한 부분을 밀고 당기고 비틀거나 형상을 추가하여 유기적 구조를 모방할 수 있습니다. 디지털 조각은 다각형 모델링보다 훨씬 더 많은 예술적 기술이 필요하며 더 세심하고 시간이 오래 걸리는 작업입니다. 이것이 많은 경우에 이러한 방법들이 함께 사용되는 이유입니다. 먼저 물체를 모델링한 다음 3D 조각가에게 보내 세부 사항을 확인하여 최종 형태를 만듭니다.

디지털 조각 소프트웨어에서 TV 프로그램 캐릭터 설계

어떤 방법을 사용하든 3D 모델을 만드는 데 필요한 모든 도구를 갖춘 올바른 모델링 소프트웨어를 선택해야 합니다.

초보자를 위한 최고의 3D 모델링 소프트웨어

이제 막 시작하면서 3D 모델링에 가장 적합한 소프트웨어를 찾고 있는 경우, 몇 가지 추천하고 싶은 것이 있습니다.

우선 Blender를 사용해 보십시오. 이것은 무료라는 사실 외에도 많은 튜토리얼과 강력한 커뮤니티를 함께 제공하며, 초보자에게 아주 이상적인 소프트웨어입니다. 이 오픈 소스 3D 컴퓨터 그래픽 소프트웨어는 시각적 효과에서 3D 모델 프린팅, 대화형 애플리케이션, 비디오 게임에 이르기까지 모든 것에 적합합니다.

전문가 및 고급 사용자에게는 후처리 단계마다 특정 기능을 갖춘 소프트웨어 프로그램이 가장 적합할 수 있습니다. 흔히 Maya로 알려진 Autodesk Maya를 살펴보십시오. 고도로 맞춤 설정이 가능한 사용자 인터페이스로 인해 이 소프트웨어는 비디오 게임 산업뿐만 아니라 3D 모델링 또는 3D 애니메이션 산업에서도 인기가 많습니다. 사용료 지급 결정을 하기 전에 한 달 동안 무료로 사용해 볼 수 있습니다.

ZBrush에서 용의 3D 모델

아니면 역시 1개월 체험판이 제공되는 3ds Max를 사용해 보십시오. 스캔한 아이템의 캐릭터 모델링, 애니메이션 및 매우 사실적인 렌더링을 위한 애플리케이션에 특화된 이 제품은 속도와 사용 편의성에 적합합니다.

디지털 조각용 소프트웨어를 찾고 있는 경우, ZBrush를 사용해 보십시오. ZBrush는 다각형으로 구성된 하이폴리(high-poly) 모델을 작업할 수 있는 가능으로 가장 잘 알려져 있으며 Artec Studio와 함께 사용하면 매우 좋습니다. 유사한 대안으로는 3D-Coat 또는 Autodesk Mudbox가 있습니다.

CAD 모델링 소프트웨어를 찾고 있는 경우, 기계 설계 소프트웨어의 업계 표준인 SOLIDWORKS를 고려하십시오. SOLIDWORKS는 엔지니어 및 디자이너가 부품 및 조립체 모델링에 사용하며, 도면 및 조립 도구뿐만 아니라 시뮬레이션 기능도 있습니다. 고려해야 할 다른 CAD 소프트웨어로는 AutoCAD, Fusion 360 또는 Rhinoceros가 있습니다.

이러한 옵션은 많은 스튜디오에서 사용할 수 있는 표준이기도 하며, 3D 모델을 만들려고 할 때 이러한 소프트웨어 중 하나 이상을 사용하고 있기 쉽습니다.

모델 #2: 3D 스캐닝

구조 광 3D 스캐너를 사용하여 내연 기관의 크랭크축 3D 스캐닝

3D 모델을 만드는 두 번째 방법은 스캐닝입니다. 처음부터 모델을 설계할 수 있는 CAD 또는 다각형 모델링과 달리 이 방법을 사용하면 3D 스캐너를 사용하여 실제 물체, 사람 또는 환경의 정확한 디지털 복제본을 만들 수 있습니다. 이 방법은 자체적으로 사용할 수 있지만 기존 모델링 작업 흐름의 추가 기능 즉, 재설계 또는 검사를 위해 CAD 소프트웨어에 추가로 업로드되거나 추가 수정 및 편집을 위해 다각형 모델링 또는 조각 소프트웨어에 추가로 업로드될 무언가를 스캔하기 위해 사용하는 경우가 더 많습니다.

요점:

처음부터 모델을 설계할 수 있는 다각형 모델링과 달리 3D 스캐닝을 통해 실제 물체, 사람 또는 환경의 정확한 디지털 복제본을 만들 수 있습니다. 이 방법은 자체적으로 사용할 수 있지만 기존 모델링 작업 흐름의 추가 기능으로 사용하는 경우가 더 많습니다.

3D 스캔 프로세스는 스캐너가 기반하는 기술에 따라 다릅니다. 구조 광 3D 스캐너, 레이저 삼각 측량 기반 스캐너, 비행시간 레이저 스캐너 등이 있습니다. 오늘날 일부 스마트폰과 태블릿은 3D로 세상을 볼 수 있는 내장형 또는 추가형 센서 덕분에 스캐너로도 사용할 수 있습니다. 사용하는 기술과 관계없이 모든 3D 스캐너의 최종 결과는 같습니다. 즉, CAD에서 리버스 엔지니어링, 품질 검사, 유산 보존, CGI 등에 이르기까지 다양한 방식으로 사용할 수 있는 실제 물체의 3D 모델입니다.

기존 3D 모델링과 함께 3D 스캐닝을 사용하는 방법에 대한 몇 가지 예를 살펴보겠습니다.

CAD를 위한 3D 스캐닝

3D 스캐닝을 사용하는 방법의 하나는 원본 CAD 모델 또는 스케치에서 결함이나 편차가 있는지 분석, 리버스 엔지니어링 또는 검사해야 하는 물체에 대한 정확한 기하학적 정보를 캡처하는 것입니다. 이는 특히 제품의 초기 3D 또는 2D CAD 파일에 액세스할 수 없을 때 유용합니다. 모델을 처음부터 만드는 데 몇 시간을 소비하는 대신 모델을 간단히 스캔하여 몇 분 만에 화면에 표시할 수 있습니다. 기존 모델링 기법이나 CMM과 같은 접촉 기반 측정 기법을 사용하는 것보다 더 빠를 뿐만 아니라 더 정확합니다.

턴테이블 및 3D 스캐너를 사용하여 리버스 엔지니어링을 위한 기계 부품 스캐닝

3D 스캐너는 3D로 물체를 복제할 수 있는 기능 외에도 기존 모델링으로는 불가능했던 맞춤형 솔루션을 만들 수 있습니다. 예를 들어, 의사와 의료 전문가는 3D 스캐닝을 사용하여 환자의 척추 스캔에 기초한 맞춤형 휠체어, 맞춤형 밑창 또는 맞춤형으로 설계된 의족과 같은 개인별 신체 매개 변수를 기반으로 환자를 위한 솔루션을 설계합니다.

다각형 모델링 및 조각을 위한 3D 스캐닝

3D 스캐너는 또한 다각형 모델링 또는 조각으로 항상 가능하지 않은 고도의 포토리얼리즘을 달성해야 하는 경우에 적합한 도구입니다. 스포츠 게임을 전문으로 하는 많은 게임 스튜디오는 3D 스캐너를 사용하여 유명한 운동선수들의 얼굴을 스캔하여 3D 캐릭터가 최대한 사실적으로 보이도록 합니다. 영화 스튜디오는 무기 나 차량과 같은 매우 현실적인 3D 자산을 설계해야 하거나 실제 배우의 표정에 기반한 캐릭터를 만들어야 할 때 3D 스캐너를 사용합니다. 이러한 것들을 처음부터 설계하는 데 몇 시간을 소비하는 대신 스캐너로 실제 물체나 사람을 스캔하고 모델을 업로드하여 선호하는 3D 디자인 소프트웨어에서 추가로 편집할 수 있습니다.

3D 스캐너를 사용하여 캡처한 FPS 캐릭터의 3D 모델 편집

사진 측량법

경우에 따라 3D 스캐닝 및 3D 모델링 외에도 일부 전문가는 또 다른 모델링 방법 즉, 사진 측량법을 사용합니다. 이 방법은 하나의 카메라(또는 여러 대의 카메라)로 여러 장의 사진을 찍고 모두 연결하여 실세계에 존재하는 물체의 3D 모델을 만들 수 있기 때문에 3D 스캐닝에 가깝습니다.

전신 3D 스캐닝을 위한 다중 카메라 사진 측량 장치의 예

그러나 이 프로세스는 3D 스캐닝에 비해 사방에서 물체를 캡처하기 위해 수백 장의 사진을 찍어야 하므로 시간이 더 많이 걸립니다. 또한 3D 스캐너처럼 실시간으로 모델을 구축하지 못하기 때문에 문제가 생겼는지 확인할 수 없고 진행하면서 변경할 수 있습니다

사진 측량법 사용의 주요 장점은 특히 질감이 뛰어난 물체를 대부분의 3D 스캐너보다 더 잘 재현할 수 있다는 것입니다. 하지만 이 방법의 단점은 정확하지 않다는 것입니다. 질감과 형상 모두에서 최상의 결과를 얻으려면 3D 스캐너와 사진 측량법을 함께 사용하는 것이 좋습니다.

3D 모델 저장 및 판매를 위한 마켓플레이스

3D 모델이 준비되면 여러 가지 방법으로 사용하고 공유할 수 있습니다. 내부용으로 모델을 만드는 경우 컴퓨터에 저장하거나 Dropbox와 같은 파일 공유 서비스에 업로드할 수 있습니다. 그러나 호환 가능한 3D 소프트웨어가 없는 사용자와 공유하려면 모델을 저장은 물론 다른 사용자가 보거나 다운로드할 수 있는 웹사이트에 업로드하는 것이 좋습니다.

3D 모델을 저장하고 판매하는 웹사이트가 많이 있습니다. Sketchfab 또는 Turbosquid의 Kraken과 같은 일부 웹사이트에서는 비공개 및 공개용으로 자신만의 모델 컬렉션을 만들 수 있습니다. 예를 들어 Sketchfab에서는 모델을 있는 그대로 업로드할 수 있는 것은 물론 조명 및 기타 매개 변수를 조정하고 임베드 코드를 가져와 YouTube 동영상이나 트윗에서와 같은 방식으로 웹사이트에 게시할 수 있습니다.

Sketchfab, Turbosquid, CGTrader 및 Quixel을 비롯한 일부 플랫폼을 통해 3D 모델을 저장할 수 있을 뿐만 아니라 3D 모델에 관심이 있는 사람들에게 판매할 수 있습니다. Unity 및 Unreal Engine과 같은 게임 엔진에는 게임 개발자가 게임용 3D 자산을 구매할 수 있는 자체 3D 모델 마켓플레이스가 있습니다.

Autodesk와 같이 가장 인기 있는 3D 모델링 및 디자인 소프트웨어의 개발업체는 소프트웨어에서 직접 3D 모델을 업로드할 수 있는 자체 3D 보기 사이트를 가지고 있습니다. 이와 비슷하게 최종 3D 모델을 기본 3D 뷰어 ViewShape로 내보낼 수 있는 Artec Studio와 같은 3D 스캐닝 소프트웨어에서도 동일한 작업을 수행할 수 있습니다.

결론

보시다시피 3D 모델을 만드는 방법은 다양합니다. 존재하지 않는 것 또는 전혀 새로운 것을 모델링해야 하는 경우, 3D 모델링 소프트웨어로 설계하기를 원할 것입니다. 그러나 이미 존재하는 것을 모델링해야 하는 경우 3D 스캐닝을 고려하십시오. 시간과 노력을 절약할 수 있을 뿐만 아니라 기존 모델링 툴로는 얻을 수 없었던 정확한 결과를 얻을 수 있습니다.

목차
Written by: 

Svetlana Golubeva

기술 기자

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