두나미스 테크니컬 아트 & 애니메이터 (Tech Art / Anim)

8. 꼬리와 포니테일

(1) 플립현상을 개선한 Spline IK 제작

• 6번에서 만들었던 난플립 셋팅 방식을 사용하면 된다.

• 바로 상위에 있는 본을 따라가는 구조가 되도록 난플립 방식으로 각 본마다 셋팅한다.





 

• 핑속님이만든 SOK_NonFlipBone 스크립트를 사용. 동일한 반복작업을 최소화 할 수 있다.

캐릭터 셋업 실전

1. 반자동 목(Neck) - 목젖의 움직임을 살펴보면서 목을 돌려보자.

• Point01 헬퍼를 만들고 Rotation Controller를 Orientation Constraint로 변경한 후 회전을 참조하는 타깃으로서 Bip01 Head와 Bip01 Spine2를 설정한다. 그러면 Point01은 언제나 머리와 가슴의 중간방향이 될 것이다.

 

• Bip01 Neck 위치에 Bone01을 설치하고 Rotation Controller를 LookAt Constraint로 변경한다. 그리고 언제나 머리를 바라보도록 설정한다. 그리고 가장 중요한 트위스트 방향(Select Upnode)은 Point01과 일치하도록 설정한다.

• 최종적으로 스킨이 적용될 본은 Bone01이고 Bip01 Neck은 애니메이션 작업만을 위한 본이 된다.

• Bone01이 위치가 고정되도록 Position Expression으로 지정한다.

2. 캔디 랩 현상과 중간 본

제2강 - Expression 과 Script

*Expression

1. Expression란?

- 수학적 표현을 통해서 오브젝트의 파라미터나 애니메이션을 컨트롤하는 방법이다.

- 수학을 써야 한다니 겁을 먹을수도 있지만, 일반적인 수준에서의 캐릭터 셋업은 상식적 산수만 알아도 Expression Controller의 강력한 기능을 사용하는 데에는 큰 문제 없다.

- Scrpit Controller와 상대적으로 비슷하지만, 기능은 더 적다. 하지만, 속도가 빠르다는 장점때문에 많이 이용된다.

2. 변수와 상수   

- 예약 변수

1) T : ticks, 맥스에서 시간은 1초에 4800틱의 해상도를 가지고 있다. 즉, 초당 1/4800 만큼의 정밀도로 시간이 계산된다. 1초가 30프레임으로 되어 있는데 1프레임안에 160틱이 들어있는 셈이다. 그렇기에 T값을 160으로 나누면 F와 같아진다.

2) F : frames, 타임 슬라이더의 프레임 숫자를 의미한다.

3) S : secs,초 단위의 실제 시간을 의미한다. 3ds max의 디폴트 세팅에서 1초는 30프레임이므로 30프레임의 위치에서는 S가 1의 값을 가지게 된다.

4) NT : normalize time, 해당 오브젝트의 애니메이션 전체 구간을 1이라고 가정했을 때 현재 시간을 의미한다. 예를 들어 애니메이션 전체 구간이 300프레임 일 때 현재 프레임이 150프레임이라면 NT는 0.5값을 가지게 된다.

- 예약 상수

1) Pi : 3.14159의 값을 가지는 상수이다. ㅠ 라는 기호로 표시되고 ‘파이’라고 읽는다. 파이는 지름이 1인 원의 둘레 길이이다. 그렇기 때문에 원의 둘레를 구하는 공식이 2ㅠr이 된다. 파이와 원의 둘레를 구하는 공식은 자동차 바퀴가 굴러가는 등 둥근 물체가 자동으로 정확하게 회전하는 리깅을 위해서 꼭 필요한 공식이므로 매우 중요하다.

2) E : 2.71828의 값이고 자연로그의 밑이 되는 자연상수이다. 미분이나 적분 계산에 매우 자주 사용되는 상수이며 자연에서 발견되는 다양한 성장, 감소현상의 계산에 사용된다.

3) TPS : 4800의 값을 가지는 상수이다. 3ds max는 1초에 4천 8백번의 틱을 생성하는데 내부적으로 애니메이션을 계산하는 가장 기본 단위가 된다.

- 스칼라 변수와 벡터 변수의 개념 깨우치기

X y 좌표에 (2,3)에 표시될 때 2와 3은 각각 스칼라이지만, 그래프상 (2,3)은 벡터이다.

크기만 있고 방향이 없을 때 스칼라라고 표기하고, 크기와 방향을 모두 가지고 있을 때 벡터라고 표기한다.

• Tick Offset : 특정 오브젝트에 시간차를 두고 오브젝트가 따라다니게끔 설정하는 기능. 예를 들어 게임의 검기가 Tick Offset기능을 활용하여 제작이 가능하다.

3. 연산자

- 더하기, 빼기, 곱하기, 나누기를 연산자라고 한다. 하지만 Expression에는 이외에도 다양한 연산자가 존재한다. 공식 레퍼런스를 참조해서 연산자의 종류를 분류해보면 다음과 같다.

1) 스칼라 산술 연산자

2) 벡터 컴포넌트 연산자

3) 스칼라 관계 연산자와 논리 연산자

4) 벡터 산술 연산자

            V와 W는 벡터이고, p는 스칼라 즉, 숫자이다.         

            위 도표에서 모든 연산의 결과는 다시 벡터가 된다. 즉, V+W를 연산한 결과 역시 벡터라는 뜻이다. 하지만 벡터의 내적 연산만 결과가 스칼라가 된다.

        5) 연산의 우선 순위

            R * 0.5 + B + 0.5는 (R * 0.5) + (B * 0.5)에서 처럼 괄호로 연산 순서를 묶어주지 않더라도 연산의 우선순위가 정해져 있기 때문에 덧셈을 가장 마지막에 연산하게 된다.

            Expression에서 사용되는 연산의 우선순위는 다음의 도표를 참조하도록 하자.

4. 벡터의 내적과 외적

    1) 내적 ? 공간상의 각도를 계산하기 위해 사용되는 기능.

    A와 B 두 개의 벡터가 있을 때 내적을 이용해서 각도를 계산하는 공식은 다음과 같다.

    Acos(unit(A) + unit(B))

    이 공식을 Max Script로 표현하면 acos(dot mormalize(A) normalize(B)) 두 경우 모두 계산 결과는 각도 단위로 계산된다.

    2) 외적 ? 특정 평면의 수직 벡터를 계산하는데 자주 사용. B벡터R벡터가 있을 때 B * R 연산을 한 결과가 W이다. 여기서 W는 B와도 직각이고 R과도 직각이다. 외적 연산은 이러한 특징에 의해서     평면의 노말(Normal) 방향을 알아내는데 사용되기도 한다.

5. 함수 응용하기

    -일반적으로 함수를 y = f(x)라는 식으로 표현하는데 빵 제조기에 이런 표현을 적용해 보면 빵 = 빵제조기(밀가루)라고 표현할 수 있다.

    Max 함수는 두 숫자를 입력받아서 둘중에 큰 숫자를 출력하는 함수이고 y = max(a,b)라는 식으로 표현할 수 있다. Max 함수에 의해 a와 b를 비교하고 더 큰 값이 y에 전달된다

    1) 삼각 함수

• 주로 원운동을 하는 경우에 어김없이 등장한다. 예를 들어 삼각 함수를 통해서 피스톤의 왕복 운동을 애니메이션 할 때 피스톤의 크랭크축의 각도라든지 거리를 계산할 수 있다. 지수함수는 그래프의 특성상 천천히 감속하거나 가속하는 특성을 표현할 수 있다.

• 삼각함수에 아크(arc)가 붙으면 역삼각함수(Inverse Trigonometric Function)이 된다. 역함수의 대표적인 예는 제곱근이다. 3을 제곱하면 9이고 9를 제곱근하면 3이 된다. 역삼각함수 역시 같은 개념이다. Sin(90) = 1이고 asic(1) = 90 이다.

• Acos(x), asin(x), atan(x), cos(x), cosh(x), sin(x), sinh(x),tan(x), tanh(x)가 Expression에서 지원하는 9가지 삼각함수이다.

    2) 지수 함수, 로그, 자연로그

• Y = exp(x) 함수는 지수 함수(Exponential Function)이다.  Y=log(x)함수는 로그함수이고, y = ln(x)는 자연로그 함수이다.

    3) 라디안과 각도 변환 함수 

• 3dx max에서 pi는 3.141592.. 의 값을 가지는 상수인데 이 값이 라디안 개념으로는 180도 각도에 해당된다. 다시 말해서 360도 각도는 라디안 단위로는 6.28319..에 해당된다. 라디안과 각도는 이처럼 각도를 표시하는 단위의 차이이기 때문에 마치 인치와 센티미터으 차이와도 비슷하다.

• 라디안을 각도로 변환해 주는 함수는 radToDeg()이다. 예를 들어 radToDeg(pi)라는 Expression은 180을 리턴한다. 반대로 degToRad()함수는 각도를 라디안으로 변환해 주는 함수이다.  degToRad(180) 3.14159 값을 리턴한다.

    4) 소수점 올림과 버림 함수

• Ceil() 함수와 floor()함수는 입력된 숫자에 대해서 무조건 소수점 이하 자리가 사라진다. 예를 들어 버림 함수인 floor에 대해서 floor(1.3)이라고 하면 0.3이 사라지고 1.0의 값이 리턴된다. Ceil() 함수는 천장을 의미하는 올림함수, floor()함수는 바닥을 의미하는 내림함수이다.

    5) 일반적인 함수

• Pow는 제곱함수이다. Pow(p ,q)는 p^q와 동일한 결과가 된다. Pow(2,3) 은 8이다.

  Maxscript에서는 pow 2 3 이라고 쓴다. Expression과 maxscrpit에서 다소 결과값이 다르게 나오는데, 이유는 Expression은 부동소수(float) 연산을 하지만, Max Script는 입력되는 값에 의해서 정수(integer)연산을 할 수도 있다는 점을 조심해야 한다.

• Sqrt(p)

  sqrt함수는 제곱근 함수이고 square root라는 뜻이다. Sqrt(9)를 연산하면 3이 반환된다. 이 함수는 Max Script와 Expression에서 동일한 사용이 가능하다.

• abs(p)

 abs함수는 절대값이라고 부른다. P에 입력된 값이 양수이면 그대로 p를 반환하지만 음수인 경우에는 p를 양수로 변환한 뒤 변환(return)한다. abs(8) 과 abs(-8)은 둘다 8을 리턴한다.

• min(p,q) , max(p,q)

  min함수와 max 함수는 함수 이름에서 역할을 쉽게 짐작할 수 있다. Min은 최솟값이고 max는 최대값이다. 예를 들어 min(3,4)는 3을 리턴하고 max(3,4)는 4를 리턴한다.

  Max Script에서는 amin , amax 라는 함수가 유사한 기능을 한다.

  myMin1 = amin # (5,1,4,2,8)

  myMin2 = amin 5 1 4 2 8

• mod(p ,q)

 이 함수는 p를 q로 나눈 나머지 값을 리턴하는 함수이다.

    6) 조건 함수 

• If 함수

  If(p ,q, r)을 풀어서 이야기 하면 p를 검사해서 맞으면 q이고 틀리면 r이다. 라고 이해하면 된다.

• 논리 연산자

  P | q : 논리 OR로서 p와 q 둘중에 하나라도 0이 아니면 1이 된다.

  P & q : 논리 AND로서, p와 q 둘 다 동시에 0이 아니면 1이 된다.

  논리 OR은 한글 표현으로는 ‘논리 합’이라고 부른다. 그리고 논리 AND는 ‘논리 곱’이라고 부른다. 다시 풀어서 쓰자면..

  P | q : p와 q 둘중에 하나라도 참(true)이면 1이 된다. - OR

  P&q : p와 q 둘다 참(true)이면 1이 된다. ? AND

• vif 함수

  이 함수의 사용법은 vif(c, v1, v2)이다. If 함수와 매우 유사한 함수로서 c가 참이면 V1이 결정되고 거짓이면 V2로 결정된다. 이 때 V1과 V2에는 벡터가 사용된다는 점이 if 함수와의 결정적인 차이점이다.

    7) 벡터 함수 

• Length(v)

  Length함수는 벡터의 길이를 리턴하는 함수 인데 원점으로부터 해당 오브젝트까지의 길이(length)를 리턴한다. 리턴되는 값은 벡터가 아니라 스칼라(숫자)라는 점을 조심해야 한다. Length([10,0,0])의 값은 Length([10,0,0])이 되고, length([10, 10, 0])의 결과는 14.1421이 된다. X , y의 위치의 대각선 길이 값을 구하게 된다. 그런데 이 함수는 무조건 월드 중심으로 계산하기 때문에 활용 범위가 그다지 많지는 않다. 하지만 이런경우에 length(오른손 위치 ? 왼손 위치)를 해주면 오른손과 왼손의 길이를 알 수 있다. 벡터의 뺄셈에 의해서 두 오브젝트의 거리에 해당하는 새로운 벡터를 만드는 것.

• Comp(V , i)

  컴포넌트 함수는 V 벡터의 i번째 컴포넌트를 리턴한다. I는 0이나 1, 그리고 2의 값을 입력받는다. 예를 들어서 A라는 벡터 변수에 [10,20,30]이라는 값이 들어 있다고 할 때, comp(A , 0) 이라고 연산을 하면 10의 값이 리턴된다. Comp(A , 1)이라고 연산을 하면 20의 값이 리턴된다. Comp(A , 2)이라고 연산을 하면 30의 값이 리턴된다.

• Unit(V)

  벡터 V의 방향은 유지한 채 길이가 1인 벡터를 리턴한다. 다시 말해서, 벡터의 길이를 1로 변경해 주는 함수인 것이다. 이 녀석은 말로 설명이 잘 안되니, 개념을 잡자_049.Max 파일을 참조하길 바란다.(동영상 개념을 잡자_동영상_014.wmv)
   

**Max Script**

1. 스크립트 리스너

- 간단한 Script 구문을 실행하고 리턴되는 값을 모니터링 하는 기능

- Print나 format 등 출력에 관계되는 함수를 사용할 때 출력될 스트림을 지정하지 않으면 Script Listener로 출력된다.

- 디버깅 툴

 2. as 

- 형 변환을 시켜주는 코드

- Ex> 1.4 as integer -> 1   ,   3 as float -> 3.0    ,   $.pos as string -> “(12,15,0)”

- 데이터 형 변환 외에도 컬렉션 타입 변환에도 사용된다. 예를 들어 a = geometry as array 라는, Script는 geometry라는 오브젝트 셋 컬렉션을 배열 형태의 컬렉션으로 변환시켜 준다.

3. 매크로 스크립트

 - 이 기능을 통해서 키보드 단축키, 툴 바, 쿼드 메뉴, 일반 메뉴 등에 등록해서 편하게 사용할 수 있다.

​

- 스크립트 레퍼런스 문서 어떻게 읽는가?

- MacroScript BoxTest category : “My Category” tooltip : “Default Box” (box () )

라고 리스너에서 실행하면 Default Box라는 이름의 Macro Script가 등록된다.

​

- Macro Script의 문법

• Name : macro Script를 정의할 때 구분짓는 이름이다. 일반적으로 함수나 롤아웃 등을 정의할 때 함수나 롤아웃의 이름은 변수의 속성을 가지고 있어 롤아웃 외부에서 내부로접근이 용이하다.

• Category : customize user interface 창에서 구분되는 카테고리의 이름이다.

• ButtonText : 버튼에 표시될 텍스트이다.

• Icon : 버튼에 표시될 아이콘이다.

• Tooltip : 버튼의 툴팁이다. Customize User Interface 창에서 이 이름으로 보여지게 된다.

 4. 예약어

- Max Script에는 특수한 기능을 하는 명령어들이 미리 만들어져 있는데 이것을 예약어라고 한다.

- 예약어는 크게 3종류로 나눌 수 있다.

• Language Reserved Keywords (Script 언어를 구성하는 예약어)

• Punctuation and Symbols (구분과 기호)

• Reserved Global Variables (글로벌 예약 변수들)

 5. 변수(variable)

- 말 그대로 변할 수 있는 수이다. 다음문구를 예로 들어보자.

- “오늘 바람이 유난히 많이 부는군요. 세계 기록 수립에는 바람이 변수 입니다.”

• 경기장에 부는 맞바람이 초속 0~10m 사이, 맞바람이 초속 1m가 강해질 때마다 선수들의 100m 달리기 기록이 0.01초씩 늦어진다고 가정했을 때 의 공식

• (달리기 기록) = (선수 최고 기록) + (wind * 0.1)

- 이름(Names)

• 첫 문자는 영어 알파벳과 “_” 문자로 시작되어야 한다.

• 두 번째 이후 문자에는 영어 알파벳과 “_” 문자와 숫자를 사용할 수 있다.

• 영어 알파벳은 대소문자 구분을 하지 않는다.

• 잘못 사용된 예 

            1) 1objet : 첫 문자가 영어가 아님

              2) Pressed? : 특수문자 ?가 사용되었음.

​              3) a big number : 이름에는 공백을 사용할 수 없음     

   4) seven(7) : “(“ 등의 문자를 사용할 수 없음;.

- 변수의 종류 

            1) 일반 변수 : a = “hello” , a = 1 , a = [10,20,30]  등등..

 2) 배열 변수 : 배열의 개념을 설명하기 위해 지하실 락커를 예를 들어보자.

 1번락커에 가방, 2번락커에 도시락, 3번락커에 우산, 4번 락커에 신발을 넣었다. 락커[1]은 가방, 락커[2]는 도시락, 락커[3]은 우산, 락커[4]는 신발이 되었다.

         락커.count 는 4가 된다.

         비워라 락커 명령은 전체 락커를 비우게 된다.

         비워라 락커[3] 명령은 3번의 우산만 비우는 명령이 된다.

 Append 락커 코끼리 라고 치면 코끼리가 들어있는 락커 하나가 뒤에 추가된다.

                        2-1) 배열의 사용

  380P~382P를 집중적으로 읽으며 이해하자. tempPos 를 이용한 배열변수 사용.

6. 구조체(Structure) 

• Show $.material 이라고 치면 material 의 다양한 프로퍼티들이 나온다. 그중에 디퓨즈맵이 있는데 show $.material.diffusemap 이라고 치면 디퓨즈맵에 대한 프로퍼티를 볼 수 잇다.  이처럼 특정 오브젝트를 정의하는 수 많은 특징들을 계층 구조 형태로 구성한 것을 클래스라고 부른다. 실제로 클래스는 단순히 프로퍼티 뿐 아니라 해당 오브젝트와 관련된 함수도 포함되는 개념이다. 383~385페이지를 정독하기!!

7. 기준 좌표계와 Max Script 

• Max Script에서 바이패드의 로컬 트랜스폼을 ExposeTransform 헬퍼의 도움 없이 알아내기 위해서는 matrix3라는 행렬 데이터를 사용해야 한다.

• Matrix3라는 행렬 데이터는 오브젝트의 위치, 회전, 스케일 정보를 모두 가지고 있는 데이터 형태이다.

• 부모 역할을 P 오브젝트(parent)가 있고, 자식 역할을 하는 C 오브젝트(Child)가 있을 때 C의 로컬 트랜스폼을 알아내는 공식은 다음과 같다.

  C의 로컬 트랜스폼 = $C.transform * (inverse $P.transform)

  월드 좌표(월드로 부터의 거리)와 로컬 좌표(부모로부터의 거리)에 대해서 확실히 알고 넘어가자!!

​

​ 

8. 데이터 형(Data type) 

- 숫자(Number Values)

Number 형은 우리가 익히 알고 있는 숫자 형태이다.  기본적인 사칙 연산과 제곱 연산이 ‘^’ 연산이 가능하다.

​ 

            1) Integer : 소수점이 없는 정수형

         2) Float : 소수점으로 표현되는 부동소수형

- 문자열(String Values)

• 문자 형태의 데이터. Messagebox 1은 에러나지만, messagebox “1”은 정상 출력된다.

  1 as string -> “1”

  1 as integer -> 1

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​- Point3 , Point2 Vales

Point3는 x,y,z 세 개의 축으로 표현되는 3차원 공간의 한 점을 의미한다. 그리고 point2는 x,y 두 개의 축으로 표현되는 2차원 공간의 한 점을 의미한다. 예를 들어 $.pos 등에 의해서 리턴되는 포지션 값이 Point3 데이터이다.

Point3 데이터의 특이한 점은 Color 데이터 형과 형 변환이 된다는 점이다.

(color 255 0 0) as point3 는 [255, 0 ,0]으로 리턴된다.

- Matrix3 Values ? 중요!

​

Matrix3 데이터는 리깅을 하기 위해서 필요한 Script 지식의 정점에 있는 데이터 형이다. 벡터나 Point3 데이터는 공간상의 위치만을 표현하는 데이터지만, Matrix3는 위치, 회전, 스케일을 모두 포함하는 데이터이다.

• 모든 오브젝트의 위치, 회전, 스케일 정보는 Matrix3에 모두 들어있다.

• 특정 오브젝트의 트랜스폼(Transform)에 Matrix3를 곱하면 위치, 회전, 스케일을 변경할 수 있다. 이 때 곱하는 앞 뒤 순서가 중요하다.

• Matrix3 데이터는 오브젝트 자신의 위치, 회전, 스케일을 표현하는데 사용되기도 하지만, 자기 자신의 각도나 위치 등을 다른 오브젝트에 반영하는데 사용되기도 한다.

• Matrix 연산법 숙지하기(행렬연산)

​

- ​행렬 연산

• 행렬 표기에서 언제나 행이 첫 번째, 그 다음이 열이다.

• 게임 프로그래머를 위한 ‘기초수학과 물리’에서 제5장 행렬연산을 공부할 것!

   

9. 쿼터니언과 오일러

쿼터니언과 오일러는 3D 공간에서 물체의 회전 정보를 표시하는 방법이고 서로 장단점을 가지고 있다.

- 오일러

• 기준 좌표계 

• 계층구조에 속해 있는 오브젝트를 월드 좌표계 형식으로 회전시켜주는 함수

  Function setWorldEuler obj euler =

  ( var = $B.transform

  $B.transform = (eulerAngles 90 0 0) as matrix3

  $B.pos = var.pos)

  위와 같은 함수를 쓰고 setWorldEuler $B (eulerAngles 90 0 0) 라고 실행하면 계층구조나 이전 방향에 상관없이 월드 좌표계를 기준으로 x축으로 회전된 방향이 된다.

​

- 쿼터니언연산과 slerp(Spherical Linear Interpoltion)함수

쿼터니언은 수학적으로 쉽지 않은 개념이고 관련된 명령어들도 쉽지 않은 것들이 많다. 하지만 리깅을 위해서 쿼터니언과 관련 명령어들을 모두 알고 있을 필요는 없고 몇 가지 필요한 것들만 알고 있으면 된다. 그 중에 가장 핵심적인 명령어가 slerp이다.

​

Slerp : 두 개의 쿼터니언 각도의 중간 각도를 계산해주는 명령어이다. 예를 들어서 캐릭터의 팔꿈치나 무릎에 있는 중간 각도의 본을 Script로 제어하기 위해서는 필수적인 명령어이다.

​

쿼터니언은 개념적으로 위치 벡터를 이용해서 회전 각도를 표현하는 방식인데 부적절한 쿼터니언 값을 사용해서 slerp 계산을 하게 되면 중간 회전 각도를 계산할 때 가까운 쪽이 아니라 더 먼쪽으로 계산을 하게 된다.

​

 slerp함수를 제대로 쓰기 위해서는 아래의 함수가 정의 되어야 한다.

Function MakeClosest quat1 quat2 =

(     Local dot = quat1.x * quat2.x + quat1.y * quat2.y + quat1.z*quat2.z + quat1.w+quat2.w

If (dot < 0.0) do (quat2.x = -quat2.x ; quat2.y = -quat2.y ; quat2.z = -quat2.z ; quat2.w = -quat2.w)

Quat )

• 쿼터니언은 길이가 1인 공간 벡터 형태로 회전 방향을 표현하게 되는데 모든 방향을 다 표현하면 반지름이 1인 구 형태가 된다. 그리고 slerp함수는 가상의 최단거리에서 정확하게 중간 위치를 알아내게 된다.

   

10. 함수(Function) 

- ‘함수’란? ‘특정 기능을 하는 명령어’라고 할 수 있다. 예를 들어 abs라는 함수는 절대값을 계산해 주는 함수인데 abs -5를 실행하면 마이너스가 사라지고 절대값(absolute)인 5가 리턴된다.

함수 예제 코드

fn Factorial n =(  K = 1

                      for i=1 to n do (K=K*i)

                      return K)

Factorial 10

결과값은 3628800

​

- Return

‘함수’를 종료할 때 사용되는데, 많이 생략되어 사용된다.

종종 예외 상황에 대한 처리로 사용되기도 한다. 예를 들어 Factorial 8.1 이라든지 심지어는 Factorial “가 나 다” 이런식으로 정수 값이 아닌 다른 데이터 형이 입력되면 Factorial 함수는 비정상적인 상황을 맞이하게 된다. 특히 ‘가나다’가 입력된 경우는 파라미터 ‘가나다’가 for 명령어에서 사용되면서 Script 에러가 발생된다.

​

- 함수의 문법과 파라미터(Parameter)

함수라는 것 자체가 중요하기도 하지만 공식 Max Script 레퍼런스를 보는 방법도 매우 중요하기 때문에 이 문법이 도대체 어떤 뜻인지 하나씩 자세히 살펴보도록 하자.

The syntax for <function_def></function_def> is:

[mapped] ( function | fn) <name> </name>{ <parameter> </parameter>} = <expr> </expr>

in which <name></name> is the name of the function.    

The optional sequence of <parameter></parameter> can be one of:

<name></name>

<name></name>: [<operand>] --keyword parameter with optional default value  

• [mapped] ? 함수의 파라미터에 objects 라든지 배열 등 컬렉션을 적용할 경우 mapped function… 이런 식으로 함수를 정의해서 사용해 줘야 한다. Mapped는 대괄호 ‘[ ]’로 묶여 있는데 대괄호는 선택적(optional)이라는 뜻이다. 그렇기 때문에 mapped 없이 그냥 function 명령어를 사용해도 무방하다. Mapped는 상당히 전문적인 개념이라서 대충의 의미 정도만 파악하고 있어도 된다.

• <name>- </name>함수 이름을 뜻한다. Script Controller의 ‘변수’ 편에서 설명된 이름(Names)의 규칙대로 함수의 이름을 만들어야 한다. 대체로 예약어만 조심한다면 크게 문제 되지 않는다.

• {<parameter></parameter>} ? 중괄호 ‘{ }’로 표기 되었다. Script 문법에서 중괄호로 표기된 내용은 여러 개 중복해서 사용될 수 있다는 뜻이다. 함수의 내용에 따라서 얼마든지 늘어날 수 있고, 없을 수도 있다.

• ‘=<expr>’</expr>은 실제 함수 내용에 해당된다.

  Fn Factorial n =

  Fn Factorial n:10 =

  Fn Factorial n: =

• “:” 콜론없이 사용한 방식이 일반적인 방식이고, 순서 방식의 파라미터이다. 두 번째와 세 번째 방식은 콜론(‘ : ’)을 사용함으로써 ‘키워드 방식의 파라미터’가 되었다.

​

- 변수의 스코프

변수 마다의 활동 영역을 말한다. 즉, A 영역에서 활동하는 변수와 B 영역에서 활동하는 변수의 이름이 같아도 영역이 다르면 서로 다른 변수로 취급된다는 뜻이다. 상황에 따라 로컬 변수로 선언할지 글로벌 변수로 선언할지 잘 선택해야 한다.

상위 레벨의 스코프에서 생성된 변수는 하위 레벨의 스코프에서 자동으로 인식이 된다.

• 스코프의 레벨 ? 새로운 스코프가 생성되는 경우들 

            1) Sript 파일이나 Listner에서 최상위 레벨(Top-level)의 소괄호 ‘(‘ 열기

          2) 함수 본체(Function body)가 시작될 때

          3) For 반복문이 시작될 때

  ​4) 유틸리티(utility), 롤아웃(rollout), 우클릭 메뉴, Macro Script 등이 시작되거나 선언될 때

          5) When 구문이 시작될 때 

• Lexical Scoping

  Lexical Scoping은 하위 레벨의 스코프에서 local을 명화하게 명시함으로써 동일한 이름의 변수를 하위 레벨 전용으로 사용할 수 있게 해 주는 기능이다.

• 알고 있어야할 스코프의 개념 

 1) 함수에서 사용된 변수는 로컬 변수이기 때문에 서로 다른 함수간에 변수 이름이 중복되더라도 상관없다.

         2) 변수가 최초 사용할 때 가급적이면 앞에 local 키워드를 삽입한다.

         3) 글로벌 변수는 되도록이면 사용을 자제한다.

11. Script Controller는 함수(Function)이다.

-Script Controller는 함수와 거의 비슷한 개념이다. 스코프에 의해서 로컬 변수가 사용되는 점이라든지 최종적으로 리턴되는 방식 역시 함수와 동일하다.

- 자세한 내용은 책과 예제를 참조하자! (443P~447P)

맥스 스크립트와 캐릭터 셋업의 정석인 이상원님의 '캐릭터 셋업 테크닉'을 오랜기간 정독중에 있습니다. 1차로 정리한 내용을 올려볼까 합니다.

캐릭터 셋업 책 리포트

Seccion1 . 기초다지기> 개념을 잡자!(34p~291p)

1. 축의 개념 - 뷰, 로컬, 월드, 페어런트의 정확한 개념 이해하기

           (1) 부모자식간의 개념 확실히 이해하기

           - 링크관계일때와 아닐때의 위치 좌표의 변화

           (2) 좌우 대칭이 되는 Point Helper 만들기

           - 모델링 맵핑과 마찬가지로 좌우 대칭의 개념을 아는 것은 매우 중요하다.

           로컬 트랜스폼에 대한 개념을 깨우치자.

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2. 본에 대해서 숙지하기

           (1) 본 오브젝트는 위치, 회전, 스케일 정보만 가지고 있는 헬퍼라고 생각하는게 좋다.

           (2) 본의 Mirror와 일반 Mirror는 완전다르다. 일반 미러는 스케일값을 반전 시키기때문에

           Y혹은 Z축이 뒤집히게 되면서 다양한 문제를 발생시킨다.

           (3) scale형식과 squash형식 이해하기

           (4) Auto-Align 의 기능 살펴보기(자식본을 바라보느냐 안하느냐)

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3. 오일러와 쿼터니언

           (1) Roll , Pitch, Yaw 숙지하기.

           (2) 짐벌락에 대해 이해하고, 짐벌락을 피해가는 방식을 고려해 본다.

           -가령 사람의 척추는 Y,Z축으로는 많이 움직이지만, X축움직임이 거의 없기 때문에

           YXZ나 ZXY로 회전순서를 설정하면 짐벌락의 현상을 최소화 시킬수 있다.

 (3) Script Controller에서 F(frame), NT(normalized time), S(secs), T(ticks) 의 개념 이해하기.

 (4) 쿼터니언은 3개의 방향을 가지고 있는 백터와 그 벡터의 바라보는 위치값을 결정하는 w값에 의해서 최종 회전 방향이 결정된다.

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4. Pivot 관련 개념 잡기

           (1) Adjust Pivot, Working Pivot, Adjust Transform 개념 잡기

           (2) Link Info 개념잡기

           - Lock 롤아웃 : 애니메이터가 잘못된 축을 이용하지 못하도록 원천적으로 막아주는 기능.

           - Inherit 롤아웃 : Inherit의 개념 정확히 이해하기~ 상속의 개념

           (3) Reset Stretch

           - Max Script의 Stertch   = objectoffsetTM * stretchTM * nodeTM

 - 한글로 = 오브젝트의 트랜스폼 = 오프셋 값과 Stretch 값과 노드 값이 모두 반영되어서 결정됨

           - 상품의 가격 = 소매점 마진 + 유통 마진 + 생사자 원가

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5. 본의 IK 이해하기

(1) HI Solver

- 캐릭터 애니나 길이가 긴 애니메이션 추천. 이 방식은 계층 구조 내에서 여러개의 IK Chain을 동시에 사용할 수 있는데,예를 들어서 캐릭터의 다리를 만들때 엉덩이로부터 발목까지를 하나의 체인으로 구성하고 뒤꿈치에서 발가락까지 또 다른 체인으로 구성할 수 있다.

전체 애니메이션 내용과 무관한 알고리즘으로 작동하기 때문에 애니메이션 길이가 얼마나 길게 만들어졌는지에 상관없이 빠른 연산 속도를 유지한다. 즉, 전체 애니메이션 길이가 2000프레임으로 되어 있는 경우와 10프레임으로 되어 있는 경우가 모두 같은 속도로 작동한다. 또한 뷰포트에서 지글거리는 증세가 적고 안정적인다.

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- HI IK Solver에는 IK Solver Plane이라는 개념이 사용되고 있는데 Swivel Angle이라는 값에 의해서 IK Solver Plane이 제어된다. Swivel Angel값은 직접 애니메이션 되거나 타깃 오브젝트를 통해서 애니메이션 되는 값이다.

(2) HD Solver

- HD Solver는 Interactive IK와 같은 기능이 있다. 그렇기 때문에 Hierachy 판넬의 IK 버튼에 각종 롤아웃의 기능들, 즉 Terminator 라던가 Bind to Folow 라던가 Precedence 등의 기능이 동일하다.

HD Solver와 Interactive는 대체로 기계를 움직일 때 적합한 방식이다. 특히 IK 애니메이션 특성에 의해서 미끄러지는 특성을 가진 기계에 적합하다.

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(3) Ik Limb Solver

- 본이 두개인 경우에만 사용된다. 캐릭터의 팔과 다리에 쓰기에 적합한 방식. 이 녀석을 쓰기 위해서는 최소한 세 단계 이상의 본이나 오브젝트로 구성된 계층구조가 필요하다. 그 외에는 HI SOlver와 같은 방식으로 기능한다.

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(4) Spline IK Solver

- Spline Ik Solver는 스플라인을 이용해서 여러개의 본이나 링크로 이어진 오브젝트를 부드럽게 휘어지도록 제어한다.

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6. Controller 이해하기.

           -3DS MAX를 처음 설치 했을 때 오브젝트에 적용되는 Default Controller는 다음과 같다.

           위치 : Position XYZ

           회전 : Euler XYZ

           스케일 : Bezier Scale

           -맥스의 대부분의 애니메이션은 Bezier Controller에 의해서 제어된다.

  - Controller에 가능한 것들 : 애니메이션 키값 저장, 절차적인(Procedual) 애니메이션 설정 , 애니메이션 키 사이의 보간(Interpolation)

           - 트랙뷰에서 컨트롤러 접근이 가능하다.

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           (1) 컨트롤러의 분류와 구조

           - Single-Parameter(단일) Controller : 단순히 한 가지 값이 애니메이션 되는 경우이다.

 - Compound Controller : 애니메이션 되는 값이 하나가 아니고 여러 개인 경우이다. 쉬운 예가 Euler XYZ Rotation Controller인데, XYZ의 각 축 방향마다 서로 다른 Controller를 적용할 수 있다. 이런 경우 외에도 PRS, Transform Scrip, List Controller등 상위 레벨의 Controller 또한 Compound Controller 이다.

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         (2) 일반적인 목적의 Controller

  - Bezier Controller : 가장 자주 사용되는 컨트롤러이고, 애니메이션 키와 키 사이사 보간할 때 스플라인 커브 방식으로 보간 된다. Normilize Time 숙지 필요.

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 - TCB Controller : 커브 기반의 애니메이션 컨트롤러지만 커브를 제어하기 위해서 탄젠트를 사용하지 않는다. 대신에 Tension, Continuity, Bias라는 값을 사용한다. Rotaion WindUP 기능에 대해서 아는게 좋음.(180도이상 돌지 못하는 TCB를 360도까지 돌게 하는 기능. 하지만, 여러가지 문제가 많아 지향하는 방식은 아님)

 - Linear Controller : 애니메이션 키와 키 사이를 일정한 간격으로 보간(Interpolation)한다.

 - Noise Controller : 불규칙적이고 랜덤한 애니메이션 값을 계산적으로 만들어내는 컨트롤러. Ignore 방식은 전체 프레임에서 발동하고 Respect 방식은 보여주는 키프레임안에서만 발동한다.

​- XYZ Controller :

1) Position XYZ : X,Y,Z축으로 분리되어 있어 각 축마다 서로 다른 Controller를 지정할 수 있다. 

 2) Euler XYZ : Position XYZ와 비슷하며, 회전을 제어하는 컨트롤러중에서는 유일하게 커브 편집이 가능하다.

           - Audio Controller

(3) 특수한 목적의 Controller

- List Controller : List Controller는 여러 개의 Controller를 혼합해서 최종 결과를 만들어 내는 Controller이다. 적용방향은 위에서부터 아래쪽으로 순차적으로 적용 된다.

리스트 컨트롤러의 세부조절 설명

1. Editable Name Field : 그림의 빨간색 박스를 통해서 현재 활성화된 Controller의 이름을 변경할 수 있다.

2. Set Active : 어떤 Controller가 활성화 되는지를 결정하는 버튼인데 Controller 이름에서 더블 클릭을 통해서도 활성화 지정이 가능하다.

3. Delete : Controller를 삭제한다.

4. Cut/Paste : 선택된 Controller를 삭제하고 클립보드에 기억시킨다.

5. ​Weight : Controller의 효과가 과장되거나 작게 줄어들게 조절할 수 있다. 기본 값은 100인데 100이상의 값도 가능하다.

6. Average Weight : 이 옵션은 Position List와 Scale List에만 있는 옵션이다. 이 옵션이 켜지면 모든 Weight값을 비율로써 계산하게 된다.

7. Pose TO Pose : Rotation List에 쓰임. 예제 34 파일을 참고. 말로 설명이 어려움.

(4) Zero Transform

- Freeze Tranform이나 Freeze Rotation을 오브젝트에 적용한 뒤에 애니메이션 작업 도중에 Tranform to Zero 혹은 Rotation To Zero를 적용하면 Freeze를 했던 순간의 트랜스폼으로 되돌아가게 된다.

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(5) Parameter Wiring

- Parameter Wire는 두 오브젝트간 Parameter가 연동되도록 연결하는 기능으로서 리깅 작업뿐 아니라 전반적인 3D 작업을 위해서 매우 요긴한 기능이다.

리깅을 예로 들어 새가 날개짓을 하는 애니메이션을 할 때 한 쪽 날개만 움직여도 다른 쪽 날개가 똑같이 움직이도록 연결하거나 페이셜 애니메이션을 위해서 표정제어를 위한 각종 Manipalutor를 설치해서 슬라이더 하나만 움직여도 다수의 본이 동시에 움직여서 웃는 표정을 짓는다거나 하는 작업에 활용될 수 있다.

• 마우스 우클릭의 wire parameter를 이용하여 사용할 수 있고, Animation 메뉴를 통해서도 접근할 수 있다.

• 과도하게 사용될 경우 CPU 연산 부하량이 많아 최대한 낮은 CPU 비용으로 간결하고 직관적으로 셋업하는 것이 훌륭한 셋업이다.

(6) Reaction Controller

- 오브젝트가 가까이 가면 자동으로 라이트가 켜진다거나 근육이 부풀어 오른다거나 공이 땅에 닿으면 가로로 찌그러진다거나 하는 설정을 할 수가 있다. 또한 파티클을 발생시키는 트리거로도 사용될 수 있고 몰핑의 퍼센트 조절을 해줄수도 있다.

Maya의 Set Driven Key 기능과 매우 유사하다.

단, 버그가 미친듯이 많아서 사용을 권장하지는 않는다.

(7) 트랜스폼 제어

- Position , Rotation, Scale의 세정보가 합쳐져서 트랜스폼이 된다. 지금까지 설명했던 각종 Animation Controller는 모두 트랜스폼을 제어하는 Position / Rotation / Scale Controller의 하위 Controller였다.

1) Link Constraint - 0프레임은 월드에 1프레임은 오브젝트에 30프레임은 본오브젝트에 링크하듯이 프레임마다 다양한 속성으로 링크가 가능하다.

단점은, 애니메이션의 저장과 불러오기가 불가능하다.

2) Transform Script Controller

- 포지션,  로테이션, 스케일을 Script로 표현하는 Controller이다. 일반적인 Scrpit Controller와 대부분 동일하지만 리턴 값이 Matrix3 형태여야 하는 점이 다르다.

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7. Animation Constrints(애니메이션 컨스트레인트)

           - 가장 대표적인 것으로는 LookAt 과 Orientation Constraints가 있고 포지션에 대해서

           Path와 Position Constraint가 있다.

• 모든 컨스트레인트는 다른 오브젝트를 참조해서 자신의 포지션이나, 로테이션 혹은 전체 트랜스폼을 결정하게 된다. 예를 들어 룩앳 컨스트레인트는 하나이상의 다른 오브젝트들을 바라봄으로써 자신의 로테이션이 결정된다.

(1) LookAt Constraint

• 다른 물체를 바라보게 함으로써 자신의 Rotation이 결정되도록 하는 Controller.

(2) Orientation Contraint

• 기본적인 목적은 다른 오브젝트의 Rotation을 그대로 따라하는 기능인데 여러 오브젝트를 지정해서 평균적인 회전 방향을 사용하거나 가중치를 다르게 지정하는 것도 가능하다.

(3) Path Constraint

• Spline Path 를 이용해서 오브젝트의 위치를 제어하는 Contraint이다.

(4) Position Constraint

• 다른 오브젝트의 위치를 참조해서 자신의 위치를 결정하는 역할을 하는데, 하나 이상의 오브젝트를 참조할 수 있기 때문에 두 오브젝트의 중간 위치를 얻어낼 때 자주 사용된다.

(5) Attachment Constraint

• 오브젝트를 다른 오브젝트의 메쉬에 부착시키는 역할을 한다.

(6) Surface Constraint

• 어태치먼트는 접착제로 부착하는 느낌이라면 Surface는 타깃 오브젝트의 표면을 미끄러지듯이 이동하기 위한 목적에 주로 사용된다. 매우 제한적으로 사용할 수 있고, 사용할 수 있는 오브젝트 타입도 제한적이다.

• Sphere , Cone, Cylinder, Torus, Quad Patches, Loft object, NURBS object에만 사용할 수 있다. 이 오브젝트들의 공통점은 수학적으로 표현되는 오브젝트라는 점이다.

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8. 기타 Controller

(1) Limit Controller

- 오브젝트의 움직임에 한계값을 지정하는 Controller이다. 예를 들어 손가락 방향으로는 90도 정도의 회전을 하지만 손등 방향으로는 거의 꺽이지 않는 한계 각도가 있다. 이런 특징을 가지고 있는 손가락 관절에 Limit Controller를 적용하게 되면 지정된 각도 이상으로 관절이 꺽이지 않도록 강제도 막아줄 수 있다.

(2) Spring Controller

- 마치 보이지 않는 고무줄에 매달려 있는 것처럼 탄력적으로 흔들리는 움직임으로 특성이 바뀐다. 이렇게 되기 위해서는 미리 Position Animation이 적용되어 있어야 하는데, 오브젝트 자신이 움직여도 되고 오브젝트 부모가 움직여도 된다.

그런데 현실에서의 Spring이나 고무줄 움직임을 시뮬레이션 하기에는 많이 부족한 기능이라서 본 오브젝트에 간단히 사용해서 응용하는 방향으로 주로 사용되며, 우리 회사에서도 세컨더리 애니메이션으로 많이 사용되고 있다.

1. Mass : 오브젝트의 무게 설정. 이 값이 증가하면 모션이 과장된다.

2. Drag : 공기 저항. 이 값을 높이면 물속에 있는 거처럼 큰 저항을 받게 된다.

3. Add / Remove : Add 버튼에 의해서 다른 오브젝트를 Spring으로 추가할 수 있고, Remove 버튼에 의해서 제거할 수 있다. 하지만 Self Influence는 제거할 수 없다.

4. Tension : 얼마나 팽팽하게 당겨지는지에 대한 강도를 조절한다. 이 값이 작아지면 잘 늘어는 고무줄이 되고 높아지면 뻣뻣해서 잘 늘어나지 않는 고무줄이 된다.

5. Damping : 얼마나 빨리 안정화되는지를 결정한다. 탄력이 줄어드는 정도 혹은 감쇄되는 정도의 역할이다.

6. Relative / Absolute : 이 선택에 의해서 달라지는 것은 Tension과 Damping의 값을 입력하는 방식이 달라지게 된다. Relative와 Absolute중에서 어떤 것을 선택하는가에 의해서 Spring 움직임에 직접적인 변화는 전혀없다.

• 스프링 컨트롤러의 단점인 Loop가 안되는점을 보완하기 위해 지글 본 방식을 선호한다. 지글 본은 ‘덜렁거리는 본’인데 3ds max에서는 대부분 본이 Spring을 바라보게 해서 덜렁거리도록 리깅을 하는 경우가 많다.

• 많이 사용하면 느려지는 문제가 있다. 이것을 보완하기 위해서 Spring Quick Edit 옵션을 켜면 Spring에 관련된 연산이 조금 빨라진다. 대신 연산의 정확도가 낮아진다.

• X / Y / Z Effect 값을 Wire Parameter로 스위치에 연결해서 스위치를 켜면 전체 Spring의 Effect가 정상적인 값이 되고 스위치를 끄면 전체 Spring의 Effect가 0의 값이 되도록 설정한다.

(3) Waveform Controller

- Wave 형태의 파형을 만들어주는 Controller 이다. 거의 쓰이지 않는다.

(4) LookAt Controller

- 룩앳 컨스트레인트와 매우 비슷한 룩앳 컨트롤러이다. 예를 들어 타깃 카메라 오브젝트를 생성하면 카메라는 자동으로 카메라 타깃을 바라보게 되는데 이 때 자동으로 지정되는 컨트롤러가 룩앤 컨트롤러이다.

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(5) Smooth Rotationg Controller

- 키위 위치를 옮겨줌으로서 타이밍을 바꿔줄 수 있을 뿐인 컨트롤러이며, 자주 사용되지 않으며 설명할 내용도 없는 컨트롤러

(6) On / Off Controller, Boolean Controller

- 0이나 1 둘 중의 한 가지 값만 가질 수 있는 Controller이다.

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(7) Layer Controller

- Animation Layers 툴 바(Tool bar)를 중심으로 작업되는 애니메이션 레이어 기능이다.

- 페이셜 리깅에 활용하기 좋다. 캐릭터의 얼굴에 표정 연출을 위한 다수 본들이 배치되어 있고, 그 본들의 웃는 표정을 위한 본들의 Transform(포지션, 로테이션, 스케일) 전체를 Smile이라는 이름으로 Animation Layer로 만들 수 있다.Smile Layer에는 Transform 값이 변하는 애니메이션 키는 적용되지 않지만 Transform 정보가 웃는 표정이기 때문에 Smile Layer의 Weight 값을 0에서 100으로 증가시킬수록 웃는 표정을 만들어 낼 수 있게 된다. 비슷한 방식으로 입을 벌린다거나 눈을 깜빡이는 등의 타깃 표정들을 Layer에 추가하면 다양한 표정들이 서로 자연스럽게 섞이는 표정 애니메이션이 가능하다.

- 캐릭터 리깅에 다수의 Animation Layer가 적용되면 3ds max가 생각 이상으로 느려지는 문제가 발생한다.