노멀맵은 3D 모델 표면에 실제로는 없는 굴곡을 있는 것처럼 보이게 하는 텍스처입니다. 하이폴리 모델의 세밀한 디테일을 가벼운 로우폴리 모델에 옮길 때 쓰며, 이 옮기는 과정을 베이킹(굽기)이라고 부릅니다. 원리를 알면 왜 베이킹에서 오류가 나는지, 어떻게 고치는지도 이해할 수 있습니다.

노멀이란 무엇인가

노멀은 표면이 바라보는 방향을 뜻합니다. 3D 프로그램은 빛이 표면에 닿을 때 이 방향을 보고 얼마나 밝게 보일지 계산합니다. 빛을 똑바로 향하면 밝고, 비스듬하면 어둡게 보이는 것입니다.

노멀맵은 표면의 각 지점이 어느 방향을 향하는지 정보를 색으로 저장한 이미지입니다. 실제 면은 평평해도 노멀맵이 이 부분은 오른쪽을 향한다고 알려주면, 빛 계산이 그에 맞게 바뀌어 굴곡이 있는 것처럼 보입니다. 즉 노멀맵은 형태를 바꾸는 것이 아니라 빛이 닿는 방식을 속이는 기술입니다.

게임에서 흔히 보는 노멀맵이 전체적으로 연한 보라색인 이유도 여기에 있습니다. 대부분의 표면이 정면, 즉 바깥쪽을 향하고 있기 때문에 그 방향을 뜻하는 색이 넓게 깔리는 것입니다.

베이킹은 어떻게 이루어지나

베이킹은 하이폴리와 로우폴리를 같은 위치에 겹쳐 놓고, 로우폴리 표면에서 바깥으로 광선을 쏘아 하이폴리 표면에 닿는 방향을 기록하는 방식으로 이루어집니다. 기록된 방향 정보가 로우폴리의 UV 위에 이미지로 저장되면 노멀맵이 완성됩니다.

1. 로우폴리 모델의 UV를 겹침 없이 펼칩니다.
2. 하이폴리와 로우폴리를 정확히 같은 위치에 둡니다.
3. 광선이 쏘아질 범위(케이지 또는 거리 값)를 정합니다.
4. 베이킹 툴에서 노멀맵과 함께 필요한 맵을 구워 냅니다.
5. 로우폴리에 노멀맵을 적용해 다양한 조명 아래에서 확인합니다.

베이킹은 Substance Painter, Marmoset Toolbag, 3ds Max, Maya, Blender 등 여러 툴에서 할 수 있습니다. 노멀맵과 함께 앰비언트 오클루전(틈새의 어두움), 곡률(모서리 정보) 같은 맵도 함께 구워 텍스처 작업에 활용합니다.

자주 생기는 오류와 원인

특히 겹쳐 있는 부위, 예를 들어 팔과 몸통이 가까이 붙은 곳은 광선이 엉뚱한 면을 맞히기 쉽습니다. 이럴 때는 부위를 잠시 떨어뜨려 놓고 굽는 방법(익스플로드 베이크)을 쓰기도 합니다.

노멀맵의 두 가지 방향 규칙

노멀맵에는 초록색 채널의 방향을 어떻게 해석하느냐에 따라 두 가지 규칙이 있습니다. 흔히 OpenGL 방식과 DirectX 방식이라고 부르는데, 쓰는 엔진이나 툴과 규칙이 맞지 않으면 튀어나와야 할 부분이 들어가 보이는 문제가 생깁니다. 결과가 이상하게 뒤집혀 보이면 이 설정부터 확인하는 것이 좋습니다.

또 베이킹한 툴과 게임 엔진이 노멀을 계산하는 방식이 다르면 미세한 음영 차이가 생길 수 있습니다. 실무에서는 팀에서 정한 툴과 설정을 일관되게 쓰는 것이 중요합니다.

좋은 베이킹을 위한 습관

• 하이폴리를 만들 때부터 로우폴리 실루엣을 염두에 둡니다.
• 작은 볼트나 장식은 하이폴리에만 만들고 노멀맵으로 옮기면 효율적입니다.
• UV 조각 사이에 여유 간격을 둬 이미지가 번지지 않게 합니다.
• 결과는 반드시 여러 방향의 조명으로 돌려 보며 확인합니다.

노멀맵 베이킹은 모델링, UV, 텍스처링을 잇는 연결 고리라 한 단계만 잘해서는 좋은 결과가 나오지 않습니다. 캐릭터모델링 과정의 캐릭터 노말 단계에서는 ZBrush 스컬프팅, 리토폴로지, 텍스처맵 추출, Substance Painter 텍스처 작업을 한 흐름으로 실습합니다.

자주 묻는 질문