3D 컴퓨터 애니메이션은 3D 모델과 기존의 프레임 바이 프레임 애니메이션을 혼합한 것입니다. 기존의 스톱 모션 기술과 마찬가지로 디지털 애니메이션은 3D 모델을 새롭고 유사한 이미지로 반복 대체하지만 각각의 새로운 이미지에 대해 초당 프레임 수를 증가시켜(키프레임) 움직임의 환상을 만듭니다. 애니메이션 영화 또는 의학 분야와 같이 복잡한 동작이 필요한 시뮬레이션을 만드는 데 사용할 수 있습니다.

이러한 3D 이미지는 컴퓨터에서 모델링되고 디지털 골격으로 조작됩니다. 이를 통해 3D 컴퓨터 애니메이터는 키프레임 시스템을 사용하여 눈이나 입술 등의 개별 요소를 움직이고 깜박임과 같은 행동의 시작과 끝 사이의 전환을 원활하게 할 수 있습니다. 컴퓨터는 키프레임 간의 형상 차이를 자동으로 계산하고 모든 키프레임이 완료되면 애니메이션을 렌더링할 수 있습니다.

애니메이터는 모션 캡처(mocap) 장치를 사용하여 실제 배우나 오브젝트를 추적한 다음 그 위에 디지털 애니메이션을 적용할 수도 있습니다. 3D 컴퓨터 애니메이션의 대부분은 키프레임과 모션 캡처 기법이 혼합되어 있습니다.

컴퓨터 생성 애니메이션은 그림이나 축소 모형 인형을 사용하는 전통적인 스톱 모션 애니메이션 기술의 디지털 형식입니다. 이러한 형태의 애니메이션은 거울이 유리 슬라이드를 통해 촛불을 비추어 삽화를 투영했던 17세기 마술 등불로 거슬러 올라갑니다. 슬라이드를 함께 배치해 움직임을 만들어낸 것이 "움직이는 그림"의 첫 사례였습니다.

현대 애니메이션의 초창기 예 중 하나는 손으로 그린 스케치로 만든 애니메이션 단편인 1914년 윈저 맥케이(Winsor McCay)의 공룡 거티(Gertie the Dinosaur)입니다. 이 작품은 키프레임과 애니메이션 루프 최초의 예이기도 합니다. 1937년이 되어서야 첫 장편 애니메이션 영화인 월트 디즈니 스튜디오의 백설공주와 일곱 난쟁이가 개봉했습니다.

컴퓨터 애니메이션의 첫 번째 예는 거의 50년 후에 나왔는데, 과학 및 연구 목적을 위한 컴퓨터 그래픽스 실험에서 탄생했습니다. 알프레드 히치콕의 1958년 영화 현기증의 오프닝 시퀀스에서 볼 수 있습니다. 여기에서는 "M5 건 디렉터"라고 하는 제2차 세계 대전 대공 표적 컴퓨터가 그래픽 셀, 진자와 함께 사용되어 끝없는 나선을 보여주었습니다.

3D 애니메이션 기술은 1961년 최초의 사실적인 컴퓨터 애니메이션으로 빠르게 발전했습니다. 스웨덴 왕립 공과대학이 BESK 컴퓨터로 만든 이 애니메이션은 자동차가 고속도로를 달리는 30초짜리 벡터 애니메이션입니다. 최초의 인물 컴퓨터 애니메이션인 Computer Ballet은 4년 후인 1965년에 컴퓨터로 생성된 입체 3D를 사용하여 출시되었습니다.

프레임 바이 프레임 애니메이션

가장 오래된 형태의 애니메이션인 프레임 바이 프레임 애니메이션은 플립북처럼 한 번에 한 프레임씩 촬영되는 모든 형태의 애니메이션입니다. 일반적으로 손으로 그린 애니메이션이나 스톱 모션 애니메이션과 같은 비디지털 애니메이션에 사용됩니다.

모션 캡처(mocap) 애니메이션

모션 캡처는 기술과 모션 캡처 센서를 혼합하여 실제 움직임을 추적 및 기록하고 이를 3D 애니메이션으로 변환합니다. 센서와 마커로 구성된 모션 캡처 장치를 오브젝트나 배우에 부착한 뒤 특수 카메라 장치에서 촬영됩니다.

절차적 애니메이션

절차적 애니메이션은 애니메이션을 자동으로 실시간 생성합니다. 이는 애니메이션이 미리 정의된 에셋인 모션 캡처 및 기타 3D 애니메이션(즉, 손으로 또는 모션 캡처 장치로 생성된 애니메이션)과 다릅니다. 절차적 애니메이션 기술은 물리적 시뮬레이션에 의존해 애니메이션을 생성하는 것입니다. 물을 생성할 때 시뮬레이션이 유체 역학을 고려해야 하는 것을 예로 들 수 있습니다.

행동 양식 애니메이션

행동 양식 애니메이션은 자율적인 캐릭터가 어느 정도 자신의 행동을 결정할 수 있는 절차적 애니메이션의 한 형태입니다. 오브젝트가 환경에 반응하는 방식을 정의하는 특정 규칙을 사용하여 생성합니다. 많은 수의 움직이는 오브젝트에 비교적 간단한 규칙 기반 동작을 사용하여 군중이나 동물 무리를 애니메이션화하는 데 사용할 수 있습니다.

키프레임

키프레임은 모든 형태의 움직임을 애니메이션화하여 프레임 간에 부드러운 전환을 만드는 중추입니다. 디지털 키프레임 애니메이션은 각 프레임에서 서로 다른 요소를 식별하고 가장 자연스러운 결과를 위해 이러한 요소가 시간 경과에 따라(초당 프레임 수) 어떻게 움직이는지 선택합니다. 위치, 비율, 회전 및 불투명도와 같은 다양한 파라미터, 원하는 작업 수행 방식을 사용하여 키프레임을 조정할 수 있습니다. 이를 키프레임 보간이라고 합니다.

물리 기반 행동 규칙

컴퓨터 그래픽스에서 물리적 기반 행동 규칙은 대개 물리적으로 그럴듯하고 복잡한 동작의 시뮬레이션과 관련이 있습니다. 이러한 형태의 애니메이션은 비디오 게임, 영화 및 대화형 시뮬레이션에서 널리 사용됩니다. 이러한 애니메이션은 유체나 연기 같은 미세한 디테일이 있는 경우에도 물리적 동작을 스크립팅할 수 있는 물리 엔진에서 생성됩니다.

모핑

모핑은 한 오브젝트가 다른 오브젝트로 매끄럽게 변형되는 시각 효과 기술입니다. 애니메이션 효과로 키프레임 사이에 이미지를 삽입하여 움직이는 듯한 착각을 일으키는 트위닝과는 다릅니다.

2D 애니메이션

전통적인 형태의 애니메이션인 2D 애니메이션은 2차원 공간에서 움직임을 만듭니다. 시간이 지남에 따라 약간 다른 그림이 함께 배열되어(일반적으로 초당 24프레임) 움직이는 듯한 착각을 주지만 이미지에 깊이감이 없습니다. 만화에 가장 일반적으로 사용됩니다.

3D 애니메이션

소프트웨어를 사용하여 제작되는 3D 애니메이션은 컴퓨터로 생성된 오브젝트를 가져와 디지털 3차원 공간을 통해 움직이는 듯한 착각을 만들어냅니다. 2D 애니메이션과 달리 모든 프레임을 애니메이션화할 필요가 없습니다. 3D 애니메이션은 모델링, 레이아웃 및 애니메이션, 렌더링의 세 부분으로 나뉩니다.

애니메이션은 끊임없이 진화하고 있는 분야입니다. 불과 한 세대 만에 2D로 영화를 보고 비디오 게임을 하는 것에서 3D로, 가상 및 증강 현실로 옮겨갔습니다. 컴퓨터 그래픽스, 소프트웨어 및 하드웨어의 발전으로 점점 더 사실적이고 몰입감 있는 애니메이션이 가능해지고 있으며, 부분적으로는 고품질 콘텐츠에 대한 수요가 증가하고 있습니다.

이러한 요구를 충족하기 위해 애니메이터는 애니메이션을 컴퓨터 그래픽스와 혼합할 수 있는 게임 엔진에서 작업하여 절차적 워크플로로 전환하고 있습니다. 이를 통해 제어 능력이 향상되고 실시간 생성 및 협업을 할 수 있습니다. 이러한 워크플로는 이전의 많은 수동 작업을 자동화하는 머신러닝의 발전을 통해서도 향상됩니다.

또한 애니메이터에게 더 이상 한계가 없다는 의미이기도 합니다. 영화, 비디오 게임, 광고, 가상 현실, 아키텍처 시각화 등에서 동일한 기술, 워크플로 및 소프트웨어를 사용할 수 있습니다.