Khronos PBR 뉴트럴 톤 매퍼, 3D 제품의 실감형 색상 렌더링을 위해 출시
역자의 말.
2015년 부터 ACES 톤맵퍼를 사용하던 시간부터 지금까지 개발 필드에 있으면서 항상 들어왔던 말들이 있다. ACES 를 쓰면 뭔가 달라진다. 라는 말 부터 이런 말 저런 말을 정말 많이 들었다. 한국 귀국후에는 좀 덜 하지만...
먼저 하고자 하는 말은 ACES 가 순수하게 PBR 을 위해 나온게 아니라는 말을 하고 싶었다. 항상 지인들에게 해 왔던 말이다. ACES 는 Academy Color Encoding System의 줄임말이다. 영화예술과학아카데미(Academy of Motion Picture Arts and Sciences)에서 개발했으며 필름 촬용으로 영화를 만들던 페러다임이 디지털 촬영 제작으로 완전히 페러다임이 바뀌면서 카메라 제조사마다 서로 다른 색공간 일광성 유지가 어려웠기 때문에 만들어 졌다. 아무튼 일관된 색상 파이프라인을 제공하기 위함이다.
물론 디지털 촬영물에 3D 렌더링 된 합성 소스등을 함께 사용해야 하기 때문에 3D 에서도 ACES 가 동시에 도입되었고 때마침 PBR 렌더링이 거의 같은 시점에 다루어 졌음을 인지해야한다.
색상 관리 산업 표준으로 거의 자리 잡고 있으나 그 근본을 들여다 보면 색상의 일관성. 이 일관성으로 부터 포스트 프로덕션 과정에서 감독의 의도를 완벽하게 반영할 수 있는 색역과 높은 비트 뎁스를 보장하기 위한 근간에 자리 한다는 점이다.
사족이 길었다.
최근 컨설팅 고객사의 게임에서는 ACES 톤맵핑 사용을 꺼려하는 경우가 있다. 꽤 많은 프러덕션에서 그러하다. 특히 게임 분야.
그냥 그 색이 그 색으로 나와주면 좋겠다는 주문이 주류를 이룬다. 특히나 최근 아시아 게임 산업에서 이미 30% 를 차지하고 있는 서브컬처 스타일 렌더링에서는 ACES 가 정말 골치라고 생각한다.
그런 차에 Khronos PBR Neutral Tone Mapper 가 작년 중반에 릴리스 되었다. 내가 잘 살펴보지 않은 그 찰나에 나왔더라.
이미 유니티 커스텀 렌더 피처에 추가 했다.
아무튼... 이렇게 크로노스 그룹의 릴리스 노트를 전해본다. 해당 번역글을 읽어 보면 영화 산업에서의 ACES 와 Khronos PBR Neutral Tone Mapper 이 추구하는 방향이 완벽하게 다름을 알 수 있다. 색을 그대로... 여기에 맞춰져 있기 때문이다.
Khronos PBR Neutral Tone Mapper Released for True-to-Life Color Rendering of 3D Products
Today, The Khronos Group has released the Khronos PBR Neutral Tone…
www.khronos.org
사양과 참조 구현이 이미 널리 채택됨; 첫 릴리스에 대한 업계 피드백 요청
비버튼, OR – 2024년 5월 16일 – 오늘, 그래픽스 및 컴퓨팅 상호운용성 표준을 만드는 업계 선도 기업들의 개방형 컨소시엄인 Khronos® 그룹이 Khronos PBR 뉴트럴 톤 매퍼 사양과 샘플 구현을 발표했습니다. Khronos PBR 뉴트럴은 물리 기반 렌더링(PBR)을 사용하여 렌더링된 3D 에셋을 eCommerce, 건축 및 CAD와 같은 애플리케이션에서 필수적인 실제와 같은 색상으로 표시하도록 특별히 설계되었습니다. Khronos PBR 뉴트럴 톤 매퍼는 이미 <model-viewer>, Autodesk, Babylon.js, Blender, Dassault, Filament, London Dynamics, Phasmatic, Three.js, Threekit을 포함한 3D 도구와 엔진들에서 널리 채택되고 지원되고 있습니다.
Khronos PBR 뉴트럴은 그레이스케일 조명 하에서 PBR 렌더링을 사용할 때 제품의 기본 색상, 색조 및 채도를 충실하게 재현하며, 하이라이트 주변의 HDR 아티팩트를 제거합니다. 이는 넓은 입력 색 영역을 가진 이미지와 같은 다른 유형의 콘텐츠에 사용되거나 영화, 시각 효과 및 게임 산업에서 사용되는 스타일화된 예술적 룩을 달성하는 데 사용되는 ACES와 같은 톤 매퍼를 보완합니다.
톤 매핑은 에셋의 색상을 정확하게 렌더링하는 데 어려움을 겪는 파이프라인에서 종종 생략되지만, HDR이나 물리적 조명을 사용하는 콘텐츠에서는 잘 작동하지 않습니다. Khronos PBR 뉴트럴을 사용하는 아티스트들은 톤 매퍼 사양을 채택한 모든 엔드포인트 PBR 기반 렌더러의 출력이 원하는 기본 색상과 브랜드 색상을 충실하게 재현할 것으로 기대할 수 있습니다. Khronos PBR 뉴트럴은 구현이 간단하고 실행이 빠르도록 설계되었습니다. 샘플 구현은 GLSL 셰이딩 언어 코드로 단 13줄로 구성되어 있습니다. 이 사양은 또한 톤 매핑 함수의 분석적 역변환을 지원합니다.
Khronos glTF™ 3D 에셋 포맷을 기반으로 하는 워크플로우를 지원하기 위해 초기에 개발되었지만, Khronos 뉴트럴 톤 매퍼는 파일 포맷에 구애받지 않습니다. 현재 톤 매퍼는 sRGB 출력을 지원하며, Khronos는 향후 릴리스에서 추가 출력 지원을 확장할 계획입니다. Khronos는 또한 에셋 색상의 정확한 표시에 필수적인 실제 조명 값의 정밀한 설정을 지원하기 위한 향후 glTF 노출 제어에 대해 논의하고 있습니다.
"3D 콘텐츠 제작에서 물리 기반 렌더링을 사용하여 생생하고 실제와 같은 3D 객체의 색상을 구현하는 것은 일반적인 어려움입니다. Khronos PBR 뉴트럴 톤 매퍼는 콘텐츠 제작 파이프라인의 모든 사람이 정확하고 사실적인 모델을 만들고 표시할 수 있게 해줍니다." Emmett Lalish, Google 수석 소프트웨어 엔지니어이자 Khronos Group glTF 및 3D Commerce 워킹 그룹 멤버
Khronos는 Khronos PBR 뉴트럴 사양을 오픈 소스로 공개했으며, Khronos PBR 뉴트럴 톤 매퍼 GitHub 저장소를 통해 향후 개선을 위한 커뮤니티 피드백과 제안을 환영합니다. 콘텐츠 제작자, 아티스트, 구현자 및 엔진 개발자들은 자신의 glTF 에셋과 조명을 사용하여 Khronos PBR 뉴트럴 샘플 구현을 상호작용적으로 테스트하여 사용 사례에 적합한지 확인하고 GitHub에서 피드백과 이슈를 보고하도록 권장됩니다.
Khronos PBR 뉴트럴을 포함한 다양한 톤 매퍼의 대화형 비교는 https://tone-mapping.glitch.me/에서 확인할 수 있습니다. Khronos glTF 샘플 뷰어는 '고급 제어, 톤 맵' 아래에서 Khronos PBR 뉴트럴도 지원합니다.
Khronos PBR 뉴트럴의 배경, 설계 목표 및 구현 세부 사항에 대한 추가 정보에 관심이 있는 사람은 Google 수석 소프트웨어 엔지니어 Emmett Lalish가 작성한 물리 기반 렌더링을 위한 톤 매핑 고려 사항 문서를 읽어보시기 바랍니다.
Khronos는 2024년 5월 30일 목요일에 "Khronos PBR 뉴트럴 톤 매퍼를 사용한 실감형 3D 색상 렌더링 달성 방법"이라는 무료 웨비나를 개최했습니다. 슬라이드와 비디오 보기.
khronos.org/assets/uploads/developers/presentations/PBR_Neutral_Tone_Mapper_Presentation_May_24.pdf
PBR 뉴트럴 톤 매핑의 필요성
ACES와 같은 전통적인 Filmic 톤 매퍼를 사용하여 실사와 같은 에셋을 표시할 때의 주요 과제 중 하나는 도달 가능한 색상 범위가 제한된다는 점입니다. 특히 표준 컴퓨터 모니터나 모바일 기기와 같은 sRGB 스크린에서 밝은 노란색, 녹색 또는 청록색 색조를 출력할 때 이러한 제한이 두드러집니다. 그 결과, 필름릭 톤 매핑으로 표시된 3D 객체는 색이 바랜 것처럼 보일 수 있습니다. 아티스트들은 종종 이 문제를 톤 매퍼를 전혀 적용하지 않는 방식으로 해결합니다. 이는 채도를 개선할 수 있지만 색조 왜곡, 시각적 아티팩트 또는 광택이 있는 객체의 차원감 손실과 같은 문제를 초래합니다.
가죽, 목재, 패브릭 소파의 3D 모델을 세 가지 톤 매퍼로 표시한 예시. 왼쪽부터: 선형, ACES, Khronos PBR 뉴트럴. 선형 매핑 렌더링은 ACES보다 더 '바랜 듯'하게 보이며, PBR 뉴트럴은 더 풍부하고 시각적으로 실제에 가까운 색상을 보여줍니다.
세 가지 톤 매퍼로 표현된 가죽, 목재, 패브릭 소파 모델. 왼쪽부터: 선형, ACES, Khronos PBR 뉴트럴. 선형 매핑 렌더링은 ACES보다 더 '색이 바랜 듯'하게 보이며, Khronos PBR 뉴트럴은 더욱 풍부하고 시각적으로 실제에 가까운 색상을 보여줍니다.
Khronos PBR 뉴트럴 톤 매퍼는 특정 최대값까지 색상에 대해 1:1 매칭을 제공하도록 설계되었으며, 나머지 값은 압축된 하이라이트를 위한 여유 공간으로 사용됩니다. 이러한 접근 방식을 통해 콘텐츠 제작자는 기본 색상, 텍스처 및 차원감을 보존할 수 있습니다. 다음 다이어그램은 Khronos PBR 뉴트럴과 널리 사용되는 ACES 필름릭 톤 매퍼의 도달 가능한 색상을 비교합니다. 큐브는 선형 라이트의 [0, 1] 공간을 나타내며, sRGB 커브는 적용되지 않았습니다.
Khronos PBR 뉴트럴 톤 매퍼는 애플리케이션 요구사항에 맞춰 에셋을 생성할 수 있는 새로운 옵션을 아티스트들에게 제공합니다. Khronos PBR 뉴트럴, 선형, 그리고 필름릭 톤 매핑은 각각 고유한 사용 사례와 장점을 가지고 있습니다:
- 선형 톤 매핑(즉, "톤 매퍼 미적용")은 HDR 입력이나 물리적 조명이 없는 모델에 적합합니다.
- 필름릭 톤 매핑(예: ACES, AgX)은 강한 HDR 장면, 넓은 입력 색 영역을 가진 애플리케이션, 또는 특정한 예술적 효과를 달성하고자 할 때 사용해야 합니다.
- Khronos PBR 뉴트럴은 적절히 노출된 장면에서의 사실적인 물리 기반 렌더링, 그레이스케일 조명 하에서의 정밀한 sRGB 기본 색상 재현, 그리고 태양광과 같은 유색 조명 하에서의 중립적 표현을 위해 설계되었습니다.
콘텐츠 제작의 불확실성 제거
Khronos PBR 뉴트럴 톤 매퍼를 사용하면 조명 환경과 독립적으로 3D 객체의 기본 색상을 검증할 수 있습니다. 이러한 접근 방식은 아티스트, 브랜드 및 최종 사용자에게 다음과 같은 이점을 제공합니다:
- 불확실성 감소: 아티스트는 텍스처 파일에서 직접 색상 값을 검증할 수 있어, 모델을 생성하고 최종 렌더링에서 색상 출력을 테스트하는 '시행착오' 과정이 제거됩니다.
- QA 주기 단축: 완성된 모델에서 색상 문제를 발견할 가능성이 감소하여, 재작업과 지연이 줄어듭니다.
- 신속한 업데이트: 광범위한 추가 QA 없이도 에셋 파일에서 객체의 색상을 신속하고 용이하게 업데이트할 수 있습니다.
- 유연성: 마케팅 및 그래픽 디자인 전문가들은 색상 충실도를 유지하기 위해 기본 모델 색상을 조정할 필요 없이 원하는 룩을 얻기 위해 조명 환경을 변경할 수 있습니다.
업계 도입 현황
출시와 함께 Khronos PBR 뉴트럴 톤 매퍼는 Filament, Babylon.js, <model-viewer>, Three.js를 포함한 인기 있는 3D 웹, 모바일, 크로스 플랫폼 glTF PBR 렌더러들에 의해 채택되었습니다.
Khronos는 3D 저작 도구 벤더들과 협력하여 네이티브 지원을 포함시키고 있으며, Blender 4.2 Alpha 사용자들은 이미 Blender 내에서 Khronos PBR 뉴트럴 뷰 트랜스폼을 테스트할 수 있습니다.
이 톤 매퍼의 근사치를 정의하는 OpenColorIO 구성 파일(config.ocio)이 사양에 샘플 구현으로 포함되어 있어, 제작자들이 기존 워크플로우 내에서 Khronos PBR 뉴트럴 톤 매퍼를 시험해볼 수 있도록 지원합니다.
업계 지원
"톤 매핑은 특히 이커머스 분야에서 많은 콘텐츠 제작 파이프라인의 중요한 과제였습니다. Khronos PBR 뉴트럴 톤 매퍼는 이러한 과제들을 효과적으로 해결하며, 특히 '톤 매핑 미적용' 방식이 현재 표준인 워크플로우에서 사용자들에게 매력적인 옵션을 제공합니다. 초기 릴리스에 대한 업계의 추가 피드백을 기대하며, 이 분야에서 더 많은 발전이 있기를 희망합니다. OpenColorIO를 통해 Khronos PBR 뉴트럴 톤 매퍼는 이미 3ds Max와 Maya를 포함한 여러 Autodesk 제품에서 사용할 수 있습니다." Henrik Edstrom, Autodesk 수석 소프트웨어 아키텍트
"Khronos와 협력하여 Khronos PBR 뉴트럴 톤 매퍼를 프로덕션에 적용 가능하게 만들고, OpenColorIO를 통해 모든 사용자가 이용할 수 있게 된 것은 큰 성과였습니다." Ton Roosendaal, Blender Foundation 회장
"Dassault Systèmes에게 있어 가상 트윈은 전체 제품 수명 주기에 걸친 지속 가능한 비즈니스 혁신의 초석입니다. 제품 엔지니어링과 상용화에서의 시각화는 단순히 시각적으로 매력적인 콘텐츠를 만드는 것을 넘어, 진정성, 정확성, 신뢰성을 보장하는 것입니다. 톤 매핑은 가상 세계와 실제 출력 장치를 연결하는 데 핵심적인 역할을 합니다. Khronos PBR 뉴트럴 톤 매퍼는 진정성 있고 신뢰할 수 있는 제품 시각화를 달성하는 데 있어 중요한 진전을 이루었습니다." Bastian Sdorra, Dassault Systèmes 렌더링 R&D 엔지니어
"물리적 제품을 시각화하는 데 있어 색상, 톤, 시각적 정확성을 달성하는 것은 오늘날 이커머스에서 가장 어려운 3D 과제 중 하나입니다. 이는 Khronos 3D Commerce 워킹 그룹의 주요 초점이 되었으며, 우리는 이 오랜 과제를 해결하는 데 도움이 될 Khronos PBR 뉴트럴 톤 매퍼를 출시하게 되어 매우 기쁩니다. London Dynamics에서도 그 결과가 매우 유익했으며, 3D 아티스트들이 셰이더나 조명을 인위적으로 수정할 필요 없이 고객들이 제품을 더욱 정확하게 볼 수 있게 되었습니다." Daniel Frith, Khronos 3D Commerce 워킹 그룹 의장, Khronos 3D Formats 워킹 그룹 부의장 겸 London Dynamics 최고 크리에이티브 책임자
"Khronos의 혁신적인 톤 매핑 솔루션은 이커머스를 위한 디지털 표현에서 새로운 기준을 제시하며, 사용자들이 생생한 실제 같은 시각적 경험을 즐길 수 있도록 보장합니다. Phasmatic은 진정성 있는 온라인 제품 경험을 제공하는 능력을 향상시키기 위해 즉시 이 기술을 도입했습니다." Andreas Vasilakis, Phasmatic CEO 겸 공동 설립자
"Threekit은 Khronos PBR 뉴트럴 톤 매퍼가 생성하는 결과물의 품질에 감명받았습니다. 이커머스 애플리케이션에서 컴퓨터 화면을 통해 사용자에게 실제와 같은 색상을 보여주는 것은 매우 중요하며, Khronos의 새로운 톤 매퍼는 이를 더욱 쉽게 만들어 줍니다." Ben Houston, Threekit CTO 겸 설립자
참여 방법
Khronos PBR 뉴트럴 톤 매퍼의 개발과 신속한 도입은 Khronos 3D 포맷 및 3D 커머스 워킹 그룹 내에서 이루어진 업계 간 협력을 통해 가능했습니다. 콘텐츠 제작자, 아티스트, 구현자 및 엔진 개발자들은 GitHub, Discord, Khronos 토론 포럼, Stack Overflow 또는 X를 통해 워킹 그룹과 소통하며 피드백, 질문 및 향후 개선을 위한 제안을 공유할 수 있습니다.
모든 기업은 회원사가 되어 glTF 및 기타 Khronos 표준 개발에 직접 참여할 수 있습니다. 자세한 내용은 khronos.org/members에서 확인하실 수 있습니다.
크로노스 그룹 소개
크로노스 그룹은 180개 이상의 업계 선도 기업들로 구성된 개방형, 비영리, 회원 주도 컨소시엄으로, 3D 그래픽스, 증강 및 가상 현실, 병렬 컴퓨팅, 비전 처리, 머신 러닝을 위한 무료 상호운용성 표준을 개발하고 있습니다. 크로노스의 활동 영역에는 3D Commerce™, ANARI™, glTF™, NNEF™, OpenCL™, OpenGL®, OpenGL® ES, OpenVG™, OpenVX™, OpenXR™, SPIR-V™, SYCL™, Vulkan®, WebGL™이 포함됩니다. 크로노스 회원사들은 크로노스 사양의 개발과 발전을 주도하며, 사양 초안과 적합성 테스트에 대한 조기 접근을 통해 최첨단 플랫폼과 애플리케이션의 출시를 가속화할 수 있습니다.