심판도 못 본 동작? 모션캡처의 몫

심판도 못 본 동작? 모션캡처의 몫

판정 시비 막을 ‘아쿠아캡’ 시스템

지난 13일 폐막한 ‘2012 런던올림픽’은 유난히 많은 오심과 석연찮은 판정으로 무수한 뒷말을 남겼다. 특히 여러 명의 다각도로 배치했는데도 미처 잡아내지 못한 동작들이 많았다.

그러나 미국 뉴욕대학교 산하 동작연구소 ‘맨하탄모캡(Manhattan Mocap)’의 연구진이 개발한 차세대 모션캡처(motion-capture) 기술을 이용하면 판정 시비를 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 보인다.

‘아쿠아캡(AquaCap)’ 시스템이라 이름 붙은 이 기술은 어느 방향이든 원하는 각도를 골라 움직임을 세세하게 살펴볼 수 있으며 심지어 물속 장면도 촬영이 가능하다. 현재는 몸에 특수 장치를 부착해야 하지만 차후에는 비디오만 촬영해도 선수들의 동작을 3차원 그래픽으로 전환하는 기술까지 개발할 예정이다.

▲ 미국 뉴욕대 연구진이 물속에서도 모션캡처 촬영을 할 수 있는 '아쿠아캡' 시스템을 개발했다. 시연에 참가한 다나 볼머는 올림픽 수영 종목에서 3관왕에 올랐다.

수중에서도 모션캡처 가능한 차세대 기술
모션캡처는 말 그대로 세부적인 동작(motion)을 잡아내는(capture) 기술이다. 관절이나 근육 등에 송신장치가 부착된 특수 의상을 입으면 모든 움직임이 좌표로 변환된다. 인간의 실제 움직임을 잡아내기 때문에 3차원 애니메이션, 영화, 게임 속의 등장인물이 자연스럽게 움직이는 데 큰 도움을 준다.

대표적으로는 영화 ‘아바타(Avatar)’가 모션캡처 방식으로 만들어졌다. 여러 기술을 복합적으로 사용한 덕에 동작뿐만 아니라 실제 배우의 얼굴 표정까지 그대로 살려낼 수 있었다.

미국 뉴욕대 연구진은 기존의 한계를 뛰어넘은 차세대 모션캡처 시스템을 개발했다. 최소한의 장치만 부착해도 모션캡처가 가능해서 추가 복장 착용이 어려운 수영 종목의 동작을 분석하는 데 적합하다. 또한 물속의 움직임도 잡아내기 때문에 코치와 심판 모두에게 유용하게 쓰일 수 있다.

특히 개발 및 시연 과정에 참여한 다나 볼머(Dana Vollmer), 애비 존스턴(Abby Johnston), 니컬러스 맥크로리(Nicholas McCrory) 등이 이번 런던 올림픽에서 금, 은, 동메달을 따내 화제를 모았다.

그 중 볼머는 접영, 계영, 혼계영에서 금메달을 받아 3관왕에 올랐다. 연구진은 지난 봄 UC버클리와 듀크대학교에서 진행된 아쿠아캡 촬영을 통해 볼머의 우승을 예상할 수 있었다. 돌핀킥(Dolphin Kick) 기술이 돌고래의 움직임과 거의 완벽하게 일치했던 것이다.

돌핀킥이란 물속에서 허리와 다리의 움직임만으로 수영하는 잠영 기술이다. 주로 경기 시작 직후와 턴 직후에 물속으로 한참을 헤엄칠 때 쓰인다. 돌핀킥 능력에 따라 경기 기록도 크게 달라진다. 세계 최고 수준의 수영선수 마이클 펠프스는 13미터의 돌핀킥 거리를 자랑한다. 우리나라의 박태환 선수도 유연성 및 지구력 강화 훈련을 통해 돌핀킥 능력을 8미터 이상으로 높이려 노력 중이다.

테리 맥키버(Teri McKeever) 미국 여자 수영 대표팀 수석코치는 뉴욕타임스(NYT)와의 인터뷰에서 “돌핀킥은 온몸이 유연하게 움직여야 하는 동작”이라며 “킥이라는 이름이 붙었지만 다리만으로 움직이려면 쉽게 지치므로 힘이 아닌 리듬을 이용해 속도를 높여야 한다”고 설명한 바 있다.

물밖에서는 돌핀킥이 잘 보이지 않는다. 그러나 물속 동작까지 3차원으로 촬영이 가능한 ‘아쿠아캡’ 기술을 이용한 덕분에 볼머 선수와 맥키버 코치는 세부적인 움직임을 점검하고 문제 동작을 고칠 수 있었다.

심판이나 일반인이 볼 수 없는 시각도 제공
시연에 참여한 존스턴과 맥크로리도 각각 여자 3미터 다이빙과 남자 10미터 다이빙 경기에서 은메달과 동메달을 받았다.

다이빙은 일반적으로 4명의 심판이 채점을 한다. 수영장 밖에 앉아 있기 때문에 선수의 옆모습만을 바라보고 판단을 할 수밖에 없다. 다이빙 선수들은 도약대에서 점프를 한 후 공중제비를 도는 과정에서 ‘턱(tuck)’ 동작을 한다. 회전속도를 높이기 위해 다리를 접고 몸을 완전히 굽히는 것이다. 다리를 접었을 때 무릎 사이의 간격도 중요하지만 심판들은 옆에서 보기 때문에 이를 확인할 수 없다.

게다가 물이 거의 튀지 않는 완벽한 입수자세를 위해 다이빙 선수들은 물에 들어갈 때 다시 한 번 공중제비를 돈다. 심판이나 코치는 이 부분을 확인하기 어렵다. 그러나 아쿠아캡은 심판이 볼 수 없는 부분까지 잡아낼 수 있다.

모션캡처 결과 존스턴은 도약 과정에서 안정적으로 무게중심을 이동시킨 덕분에 완벽한 입수를 선보이는 것으로 밝혀졌다. 특히 유연하게 구부러지는 다이빙 도약대를 이용해 에너지를 극대화시켜 회전력을 높인다.

맥크로리는 공중제비 과정에서 무릎의 간격을 좁히면서 회전속도를 높인다는 사실이 드러났다. 덕분에 맥크로리는 짧은 순간에 3바퀴를 돌고 다리를 펴면서 ‘파이크(pike)’ 동작을 하고 물속으로 들어갈 수 있다.

몇 초 되지 않는 짧은 순간에 벌어지는 일이라서 일반 사람들의 눈으로는 쫓아가기 어렵다. 그러나 아쿠아캡은 모든 동작을 슬로우모션으로 되돌려볼 수 있고 관찰 각도도 마음대로 바꿀 수 있다. 심지어 다이빙 선수가 공중제비를 돌면서 바라보는 경기장의 모습도 경험할 수 있다.

연구진은 앞으로 기술 수준을 높여 장비 부착 없이 비디오 촬영만으로도 공중과 수중에서 모션캡처를 실시하는 시스템을 개발한다는 계획이다. 2016년에 브라질 리우에서 펼쳐질 제31회 하계올림픽에서는 아쿠아캡을 이용해 더욱 정확한 판정이 가능해질 지도 모른다.

관련링크 | http://manhattanmocap.com/olympics2012 임동욱 객원기자 | im.dong.uk@gmail.com 저작권자 2012.08.17 ⓒ ScienceTimes