[재밌는 IT이야기]3D 얼굴 복원기술

사진 2장이면 머리 뒷모양까지 완벽하게 ETRI '아바젠' 개발… 애니메이션·영화 및 의료수술 등 적용 기대

내 얼굴 사진 2장만으로 3D 캐릭터를 만들수 있을까? 정답은 '가능하다' 이다. 내 얼굴의 측면, 정면을 촬영해 다시점 영상을 캡쳐하면 된다. 사진 촬영후 3D복원 및 형태를 바꾸는 작업을 통하면 나만의 3D 얼굴을 만들수 있는 것이다.

최근 3D 프린터가 각광을 받고 있는 가운데 본 기술은 내 얼굴을 사진찍어 단 10초만에 3D모습의 내 얼굴과 두상을 만들어 준다. 물론 머리 뒷모양까지 나온다. 이러한 입체적인 나의 얼굴을 바탕으로 각종 캐릭터나 피규어, 동화속 주인공, TV 애니메이션속의 주인공을 내 얼굴로 대체할 수 있다.

이런 기술이 가능케 되려면 카메라 두 대를 이용해 정면에서 얼굴을 촬영한 뒤 좌·우측 사진의 대응점으로부터 3D 위치를 분석, 3D 얼굴 정보를 복원하는 과정을 수학적 모델링을 이용, 자동화 해야 한다. ETRI가 개발한 본 기술은 3D 표준모델을 이용해 자동으로 형태가 매핑되는 기술이다. 연구진은 촬영한 사진과 표준 모델간 정보를 일치시키는 과정이 연구개발을 하면서 좀 힘들었다 한다. 왜냐하면 사진영상을 통해 조합한 3D모습이 위치나 크기, 색조, 밝기 등이 서로 달랐기 때문이다.

따라서 연구진은 질감 정보 등 색조일치를 통해 완벽한 3D 얼굴을 복원하는데 힘썼다. 완벽한 3D 얼굴 모델로 두상까지 바꾸는데 걸리는 총 시간은 2분 30초면 가능하다. 향후 연구진은 그동안 3D 캐릭터 제작시 3D 얼굴 생성 및 디테일한 표현 과정을 표현하는게 많이 어려웠는데 이러한 분야에서 시간과 노력이 획기적으로 단축될 것으로 보고 있다.

따라서 이처럼 3D 얼굴모습을 담게 되면 앞으로 3D 애니메이션, 영화 및 게임은 물론 의료 분야에서도 창의적 서비스 개발이 가능해질 전망이다. 예컨대 치과나 성형외과 등에서 수술 전·후 비교도 쉽게 될 것이기 때문이다. 턱관절 양악수술이나 치아교정, 성형수술의 전과 후의 모습 비교가 그동안 정확도에서 좀 표현이 곤란했는데 이러한 분야서 활발히 적용 가능할 계획이다. 아울러 3D프린트 시장은 물론, 교육용 e-러닝, 게임, 애니메이션, 완구 캐릭터, 테마파크 등에도 적용이 가능할 것으로 예상된다.

아울러 연구진은 3D 프린터에서 최적의 3D 캐릭터를 출력할 수 있는 3D 파일포멧 및 데이터 가공 과정 등 일련의 테스트도 완료하여 바로 상용화 할 수 있도록 완성도를 높였다. 연구진은 본 기술을 아바젠(Avagen)이라 명명했으며 현재 해외기술이전을 비롯, 국내 영상제작업체 및 관련업체에 기술이전을 추진중이라고 밝혔다.

향후에는 소형 입체 카메라, 깊이 센서 등을 이용, 집에서도 간편하게 스마트폰을 통해 3D 이미지를 만들 수 있을 날도 머지 않았다. 현재 국내외 시장을 주도하고 있는 외산제품 가격은 대략 5천만원~1억원 수준으로 고가인데 반해 ETRI는 약 10%수준인 1000만원대로서 가격 경쟁력을 가질 수 있다고 설명했다. 관련 시장으로는 미국의 애니메이션 시장의 경우에는 6조원, 캐릭터 시장이 약 100조원 규모이며, 0.3% 틈새시장 만 해도 약 3천억원 규모를 확보할 정도다.