FBX

FBX 파일의 헤더는 파일의 시작 부분에 위치하며, 파일 형식의 기본적인 식별 정보와 버전 정보를 담고 있다. 헤더를 통해 해당 파일이 FBX 형식임을 확인하고, 파일이 생성된 FBX SDK 또는 호환 소프트웨어의 버전을 식별할 수 있다. 이는 파일을 읽어들이는 프로그램이 이후의 데이터를 올바르게 해석하는 데 필수적인 첫 단계이다.

헤더에는 일반적으로 파일의 매직 넘버, 버전 번호, 파일이 바이너리 파일 형식인지 ASCII 텍스트 형식인지에 대한 정보 등이 포함된다. 초기 버전의 FBX는 주로 바이너리 형식을 사용했으나, 이후 버전에서는 가독성과 디버깅을 위해 ASCII 형식도 지원하게 되었다. 헤더 정보를 파싱하는 것은 파일의 전체 구조를 이해하는 출발점이 된다.

이 헤더 정보를 바탕으로, 3D 모델링 소프트웨어나 게임 엔진과 같은 호환 프로그램은 파일 내부의 복잡한 계층 구조, 메시 데이터, 애니메이션 커브, 머티리얼 속성 등을 순차적으로 읽어들여 장면을 재구성할 수 있다. 따라서 헤더는 FBX 파일이 다양한 생산 파이프라인에서 원활하게 교환될 수 있도록 하는 기초를 제공한다고 볼 수 있다.

FBX 파일 내부에서 객체 정의는 장면을 구성하는 모든 요소를 기술하는 핵심 부분이다. 이는 3D 모델의 기하학적 데이터, 카메라와 조명의 속성, 애니메이션을 위한 컨트롤러와 키프레임 데이터, 그리고 머티리얼과 텍스처 정보를 포함한다. 각 객체는 고유한 식별자와 타입을 가지며, 노드라는 계층적 구조 안에 배치되어 장면 그래프를 형성한다.

객체 정의는 속성 연결 섹션과 밀접하게 연관되어 작동한다. 객체 정의 섹션에서는 개별 요소의 정적 특성을 기술하는 반면, 속성 연결 섹션에서는 이러한 객체들 간의 관계, 예를 들어 어떤 메시 객체가 특정 머티리얼을 사용하는지, 또는 애니메이션 커브가 어떤 본 객체를 제어하는지를 정의한다. 이 분리된 구조는 복잡한 3D 애니메이션 장면 데이터를 체계적으로 구성하고 교환하는 데 기여한다.

FBX 파일 내에서 객체들은 서로 독립적으로 존재하지 않습니다. 장면 그래프를 구성하고 애니메이션이나 머티리얼과 같은 데이터가 특정 메시에 적용되기 위해서는 이러한 객체들 간의 관계가 명확히 정의되어야 합니다. '속성 연결' 섹션은 파일 내 다양한 요소들을 논리적으로 엮어 하나의 완성된 3D 장면을 구성하는 방식을 다룹니다.

이 연결 구조는 주로 부모-자식 관계를 통해 계층 구조를 형성합니다. 예를 들어, 캐릭터의 팔 모델은 몸통 모델의 자식으로 연결되고, 손 모델은 다시 팔 모델의 자식으로 연결됩니다. 이렇게 구성된 계층 구조는 캐릭터 애니메이션에서 뼈대의 변환이 자식 객체에 상속되는 것을 가능하게 합니다. 또한, 애니메이션 커브 데이터는 특정 객체의 변환 속성에, 텍스처 파일 경로는 머티리얼 객체의 해당 슬롯에 연결됩니다.

이러한 연결 정보는 일반적으로 파일의 후반부, 객체 정의가 모두 완료된 후에 기술됩니다. 각 연결은 연결 대상이 되는 두 객체의 고유 식별자와 연결의 유형을 지정하여 기록됩니다. 이 체계적인 연결 방식을 통해 FBX는 복잡한 3D 애니메이션 데이터를 정확하게 전달하고, 서로 다른 DCC 툴 간에 장면의 구조와 관계를 보존할 수 있습니다.

FBX 형식은 3차원 모델의 기하학적 정보를 저장하는 데 핵심적인 역할을 한다. 이 형식은 폴리곤 메시를 구성하는 정점의 위치, 노멀 벡터, UV 매핑 좌표, 그리고 메시를 정의하는 면의 정보를 포함한다. 이를 통해 모델의 기본적인 형태와 구조를 정확하게 표현할 수 있다. 또한, 스킨드 메시와 같은 복잡한 모델링 기법을 지원하여, 캐릭터나 유기체 형태의 모델에 적용되는 뼈대 애니메이션의 기반이 되는 데이터도 저장할 수 있다.

FBX는 단순한 정점과 면의 데이터를 넘어서, 모델의 계층 구조와 변환 데이터를 보존한다. 이는 로컬 좌표계와 월드 좌표계에서의 위치, 회전, 크기 정보를 의미하며, 복잡한 장면에서 여러 객체가 어떻게 배치되고 상호작용하는지를 정의한다. 예를 들어, 캐릭터 모델의 각 부위(머리, 몸통, 팔, 다리)가 독립적인 객체로 존재하면서도 하나의 통합된 계층 구조 안에 속하도록 구성할 수 있다.

이러한 포괄적인 데이터 저장 능력 덕분에 FBX는 3D 모델링 소프트웨어 간에 모델을 손실 없이 전송하는 데 널리 사용된다. 한 소프트웨어에서 제작한 고해상도의 캐릭터나 환경 모델을 다른 렌더링 엔진이나 게임 엔진으로 가져올 때, 모델의 원래 형태와 구조가 유지된다. 이는 디지털 콘텐츠 제작 파이프라인에서 작업 효율성을 크게 높여주는 중요한 기능이다.

FBX 형식은 3D 애니메이션 데이터를 저장하고 교환하는 데 매우 효과적이다. 이 형식은 키프레임 애니메이션을 비롯해 스켈레톤 애니메이션과 블렌드 셰이프와 같은 다양한 애니메이션 기법을 지원한다. 특히 리깅된 캐릭터의 본과 조인트 계층 구조, 그리고 이에 대한 변환 데이터를 정밀하게 기록할 수 있어, 복잡한 캐릭터 애니메이션을 여러 소프트웨어 간에 손실 없이 전송하는 데 널리 사용된다.

애니메이션 데이터는 타임라인 상의 키프레임 정보로 저장되며, 위치, 회전, 스케일 값에 대한 보간 방식도 함께 정의된다. 이를 통해 애니메이터가 3D 모델링 소프트웨어에서 작업한 모션을 게임 엔진이나 렌더링 소프트웨어로 가져와도 자연스러운 움직임을 유지할 수 있다. 또한 카메라 애니메이션과 조명 애니메이션도 지원하여, 전체적인 씬의 동적인 변화를 하나의 파일에 담을 수 있다.

FBX 형식은 3D 모델에 적용되는 머티리얼과 텍스처 정보를 포함하여 장면의 시각적 외관을 정의하는 데 중요한 역할을 한다. 머티리얼은 객체 표면의 광학적 속성, 예를 들어 색상, 반사율, 광택, 투명도 등을 결정한다. FBX는 이러한 머티리얼 속성을 파라미터 형태로 저장하며, 디퓨즈 맵, 스페큘러 맵, 노멀 맵, 오클루전 맵 등 다양한 종류의 텍스처 이미지 파일에 대한 참조 경로를 포함할 수 있다. 이는 모델이 단순한 기하학적 구조를 넘어 사실적인 질감과 빛 반응을 갖추도록 한다.

텍스처 정보는 이미지 파일의 경로와 함께 UV 매핑 좌표 데이터를 포함한다. UV 매핑은 3D 모델 표면에 2D 텍스처 이미지를 어떻게 감싸거나 펼칠지를 정의하는 과정으로, FBX 파일은 각 정점에 할당된 UV 좌표를 저장하여 다양한 3D 소프트웨어 간에 텍스처가 정확하게 적용된 상태로 전달되도록 보장한다. 또한 알파 채널을 이용한 투명도 처리나 환경 맵을 활용한 반사 효과 같은 고급 머티리얼 설정도 지원한다.

그러나 FBX의 머티리얼 시스템은 주로 Autodesk 계열 소프트웨어인 3ds Max나 Maya의 셰이더 구조에 최적화되어 있는 경향이 있다. 따라서 다른 렌더링 엔진이나 게임 엔진으로 데이터를 이동할 때, 일부 머티리얼 속성은 호환되지 않거나 단순화되어 임포트될 수 있다. 이는 유니티나 언리얼 엔진과 같은 타겟 플랫폼에서 머티리얼을 재설정해야 하는 경우가 발생하는 원인이 된다.

FBX 파일은 장면 내 객체들의 부모-자식 관계를 포함한 계층 구조를 저장한다. 이는 3D 모델링 소프트웨어에서 구성한 장면의 트리 구조를 그대로 유지하며, 스켈레톤 애니메이션을 위한 본 계층이나 복잡한 메카니즘의 조립체 관계를 정의하는 데 필수적이다. 예를 들어, 캐릭터의 팔 본이 어깨 본의 자식으로 연결되어 있어야 애니메이션 변환이 올바르게 상속된다.

이 계층 정보는 장면 그래프 형태로 관리되며, 각 객체의 변환 행렬은 부모 객체를 기준으로 한 상대적인 위치, 회전, 크기를 기록한다. 이를 통해 애니메이션 데이터를 적용할 때 전체 계층 구조를 따라 변환이 누적되어 계산된다. 이러한 방식은 게임 엔진이나 렌더링 엔진이 FBX 파일을 임포트했을 때 원본 소프트웨어와 동일한 객체 배치와 애니메이션 동작을 재현할 수 있게 한다.

FBX 형식의 가장 큰 장점은 다양한 3D 모델링 및 애니메이션 소프트웨어 간의 호환성이다. Autodesk의 주도 하에 마야, 3ds Max, 시네마 4D, 블렌더 등 주요 DCC 툴에서 널리 지원되며, 이로 인해 복잡한 파이프라인에서 데이터 손실 없이 콘텐츠를 효율적으로 이동시킬 수 있다. 이는 특히 대규모 게임 개발이나 영화 VFX 프로젝트에서 여러 팀과 소프트웨어가 협업해야 할 때 핵심적인 이점으로 작용한다.

또한 FBX는 단순한 메시 정보를 넘어서 포괄적인 장면 데이터를 저장한다는 점에서 강점을 가진다. 파일 하나에 계층 구조, 스켈레톤 애니메이션, 머티리얼 속성, 카메라와 조명 정보, 심지어 모핑 데이터까지 포함할 수 있어, 완성된 애니메이션 장면이나 캐릭터를 통째로 다른 프로그램으로 전송하는 데 이상적이다. 이러한 '올인원' 특성은 작업의 연속성을 보장하고 중간 변환 과정을 단순화한다.

파일 형식이 바이너리와 ASCII 두 가지 모드를 제공하는 것도 실용적인 장점이다. 바이너리 파일은 크기가 작고 로드 속도가 빠르며 프로덕션 환경에 적합한 반면, ASCII 파일은 텍스트 에디터로 내용을 확인하고 수정할 수 있어 디버깅이나 특정 데이터 추출에 유용하다. 이러한 유연성은 개발자와 테크니컬 아티스트에게 높은 평가를 받는다.

FBX 형식의 가장 큰 단점은 독점 포맷이라는 점이다. Autodesk가 소유하고 관리하는 이진 형식의 사양이 완전히 공개되어 있지 않아, 타사 소프트웨어나 자체 개발 도구에서의 지원이 제한될 수 있다. 이는 파일을 정확히 파싱하거나 모든 기능을 완벽하게 구현하는 데 어려움을 초래하며, 때로는 데이터 손실이나 호환성 문제를 일으킨다.

파일 크기가 상대적으로 크다는 점도 단점으로 지적된다. 특히 복잡한 계층 구조와 고해상도 애니메이션 데이터, 많은 수의 머티리얼 정보를 포함할 경우 파일 용량이 급격히 증가한다. 이는 저장 공간을 더 많이 차지할 뿐만 아니라, 네트워크를 통한 전송이나 실시간 애플리케이션에서의 로딩 시간에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.

또한, FBX는 Autodesk Maya나 Autodesk 3ds Max 같은 Autodesk사의 제품군과 가장 원활하게 호환되도록 설계된 측면이 있다. 따라서 다른 DCC 툴 간에 데이터를 주고받을 때, 특히 고급 또는 특정 소프트웨어만의 고유 기능을 사용한 데이터는 예상치 못한 변환이나 정보 손실이 발생할 가능성이 있다. 이러한 이유로 일부 워크플로우에서는 glTF나 Alembic과 같은 보다 개방적이고 경량화된 교환 형식을 선호하기도 한다.