이번 튜토리얼은 Instant Meshes를 사용하는 기본적인 방법을 설명합니다. Instant Meshes는 3D 모델의 리토폴로지 작업과 폴리곤 수를 줄일 수 있는 무료 오픈소스 프로그램입니다.
영상 자막 텍스트
안녕하세요! 이번 튜토리얼은 Instant Meshes를 사용하는 기본적인 방법을 설명합니다. Instant Meshes는 3D 모델의 리토폴로지 작업과 폴리곤 수를 줄일 수 있는 무료 오픈소스 프로그램입니다. 가장 흥미로운 기능 중 하나는 특정한 토폴로지 흐름을 수동으로 정의하여 low-poly 토폴로지 생성을 유도할 수 있다는 점입니다.
실용적인 예시로, 포토그래메트리로 얻은 3D 모델을 사용하겠습니다. 이 모델은 Turntable 포토그래메트리 기초 시리즈에서 설명한 것과 동일한 워크플로우로 Meshroom을 사용해 재구성한 것입니다. 결과적으로 이 모델은 정점 수가 많고 토폴로지가 좋지 않습니다.
Instant Meshes는 소스 코드를 직접 컴파일하거나, 미리 컴파일된 실행 파일을 설명란의 링크를 통해 다운로드할 수 있습니다. 이 프로그램은 독립 실행형이며, OBJ 또는 PLY 형식의 모델을 불러올 수 있습니다.
포토그래메트리로 얻은 모델을 조금 정리했습니다. 이제 OBJ 형식으로 내보내어 Instant Meshes에 불러올 수 있도록 합니다.
Instant Meshes를 실행한 후, Open Mesh 버튼을 클릭하여 OBJ 형식의 3D 모델을 가져옵니다. 왼쪽 마우스 버튼으로 3D 뷰를 회전시킬 수 있습니다. 마우스 휠로 줌, 오른쪽 버튼으로 팬(이동)이 가능합니다.
Advanced 패널에는 여러 가지 표시 모드가 있으며, 예를 들어 Wireframe 모드로 보기, 정점과 면의 숫자 ID를 표시하기 등이 가능합니다. 상단의 또 다른 버튼인 Remesh As에서는 원하는 출력 지오메트리 타입을 설정할 수 있습니다. 기본값은 Quads로, 사각형 면만 출력되며 이 설정 그대로 사용합니다.
Target Vertex Count 파라미터는 이름이 다소 혼동을 줄 수 있는데, 최종 메시가 가질 정점 수를 의미하는 것은 아닙니다. 실제로는 생성될 그리드의 밀도를 안내하는 기준값입니다. 이는 알고리즘을 위한 이상적인 목표일 뿐, 엄격한 제한이나 보장된 결과는 아닙니다. Instant Meshes는 원래 메시의 해상도가 충분하지 않을 수 있기 때문에, 초과하지 않는 것이 좋은 값을 제안해줍니다. 우리가 주로 원하는 것은 좋은 단순화를 가진 리토폴로지이므로, Instant Meshes가 제안한 값보다 더 낮게 설정하는 것이 나을 수도 있습니다. 따라서 이 프로그램은 정확한 폴리곤 수가 필요한 경우에는 이상적이지 않지만, 나중에 Blender나 다른 프로그램에서 지오메트리를 더 단순화할 수 있습니다.
이제 Orientation Field 섹션에 있는 첫 번째 Solve 버튼을 클릭하면 Instant Meshes가 초기 토폴로지 흐름을 계산합니다. Solve를 클릭하면 객체 위에 초기 흐름이 표시됩니다. 다리나 다른 길쭉한 부분에서는 잘 작동하지만, 다른 토폴로지를 얻기 위해 조정이 필요한 경우도 있습니다.
초기 토폴로지를 확인하고 수정하려면, Orientation Field 섹션에 있는 세 가지 도구를 사용할 수 있으며, 특정 영역의 흐름을 조절할 수 있습니다. 이 섹션에는 Singularities라는 항목도 있는데, 여기에서 Instant Meshes는 방향 흐름이 급격히 바뀌는 중요한 지점의 수를 보여줍니다. 이러한 특이점들은 일반적으로 3개, 5개 또는 그 이상의 엣지가 연결된 정점으로 나타납니다.
첫 번째 도구인 Comb을 사용해 보겠습니다. 이 도구는 마우스 왼쪽 버튼으로 지오메트리를 클릭하고 드래그하여 사용자 정의 흐름을 정의할 수 있습니다. 뷰를 회전하려면 Comb 도구를 일시적으로 비활성화한 후 다시 활성화해야 합니다. 각 새 선 옆에 있는 X 아이콘을 클릭하면 선을 삭제할 수 있습니다. 각 선이 Singularities 수에 어떤 영향을 주는지 주목해 보세요. 때로는 개선되기도 하고, 때로는 더 악화되기도 합니다.
Orientation Field의 Singularities를 시각화하려면, 앞에서 간단히 살펴본 Advanced 탭에서 해당 표시를 활성화할 수 있습니다. 여기에서는 Singularities 아이콘의 크기도 조절할 수 있습니다. 또 다른 방법으로는 자석 아이콘이 있는 Attractor 버튼을 활성화하는 것입니다. 어떤 경우든, Comb 도구를 사용해 흐름선을 다시 정의해볼 수 있습니다. 흐름은 자동으로 다시 계산되므로 Solve를 다시 클릭해도 눈에 띄는 변화는 없을 것입니다. 일부 Singularities는 거의 제거할 수 없는데, 예를 들어 얼굴 위나, 이 조각상에 있는 작은 늑대의 귀 근처와 같은 경우입니다. 저도 한 문제를 해결하려고 새로운 흐름을 정의해 봤지만, 오히려 새로운 Singularities 두 개를 만들어버렸습니다.
어쨌든 Orientation Field는 두 단계 중 첫 번째입니다. 두 번째는 Position Field로, 사각형 토폴로지에서 정점 분포가 불연속적으로 보이는 영역을 다룹니다. Position Field 섹션에서 Solve 버튼을 클릭하여 바로 진행해봅시다. 보시다시피 Orientation Field에서 정의한 흐름을 기반으로 새로운 토폴로지 라인이 생성되었습니다. 그러나 여기에도 문제가 있는 영역이 분명하게 보입니다. 이것들도 역시 Singularities라고 불립니다.
일부 Position Singularities는 쉽게 찾을 수 있는데, 일반적으로 선이 갑자기 끝나고 다른 에지 흐름으로 합쳐지는 위치에서 나타납니다. Advanced 탭의 해당 체크박스를 통해 Position Field의 Singularities를 시각화할 수 있습니다.
이 경우에도 흐름을 약간 수정하여 Singularities를 줄이려는 Comb 도구가 있습니다. 그러나 어떤 Singularities는 제거가 불가능합니다. 최선의 경우, 서로 가깝게 모으거나 평평한 표면이나 애니메이션이 필요 없는 메시의 눈에 띄지 않는 영역으로 옮기는 것이 가능합니다.
편집이 모두 끝났다면 이제 결과를 내보내기만 하면 됩니다. Export Mesh 버튼을 클릭하면 Pure Quad Mesh와 같은 출력 지오메트리 옵션을 설정할 수 있고, 선택적으로 스무딩 반복 횟수도 적용할 수 있습니다. 그다음 Extract Mesh를 클릭하면 Instant Meshes가 최종 지오메트리를 생성하며, 3D 보기에서 미리 볼 수 있습니다. 마지막으로 Save를 클릭하여 OBJ 파일의 이름과 저장 위치를 지정합니다. 반드시 .obj 확장자를 수동으로 포함시켜야 합니다. 그렇지 않으면 Instant Meshes가 출력 파일을 저장하지 않습니다!
이제 OBJ 파일을 Blender로 가져와서 원래의 하이폴리 모델과 비교할 수 있습니다. 곧바로 알 수 있는 것은, Instant Meshes에서 Target Vertex Count에 설정한 값보다 정점 수가 훨씬 많다는 점입니다. 앞서 언급했듯이, 이 파라미터는 정확한 목표가 아닌 밀도 기준일 뿐입니다. 그러나 토폴로지는 원래 모델보다 훨씬 깔끔해졌기 때문에 모델을 더 쉽게 단순화하거나 수정할 수 있습니다. 외형이 다소 각져 보이는 것은 모든 엣지가 Sharp Edges로 표시되어 있고, Cavity 옵션이 활성화되어 있기 때문입니다. 부드럽게 보이게 하려면 Edit Mode에서 Edges 메뉴를 열어 Sharp Edges를 제거하고, Cavity 옵션을 끕니다. 하이폴리 모델과의 겹침 정도도 좋기 때문에, Base Color나 Normal Map을 쉽게 베이킹할 수 있습니다. 하지만 이건 다음에 다룰 주제입니다.
