All about MALighting with TouchDesigner(1)

2021. 9에 진행한 사운드 인터랙티브 워크숍 <PLAY>, 보는소리 듣는 영상 <ATTUNE> 작업 과정에서의 리서치 노트

1. 조명과 사운드의 인터랙션에 관하여

공연예술에서 사운드와 조명의 관계는 유기적으로 보인다. 그러나 대부분의 경우 조명은 오퍼레이터의 ‘Go’ 큐에 의해 작동하고 음악은 플레이어에서 재생된다. 하지만 여기서 연주자나 가창 혹은 디제잉과 같은 즉흥의 요소가 들어간다면 어떨까? 물론 각 장면의 큐를 메모리 하는 대신 조명 콘솔의 페이더를 실시간으로 움직일 수 있다. 그러나 지난 공연에서 발표한 작품 <ATTUNE>은 빛과 소리가 하나의 유기체로써 작동하기를 원했고 이를 하나로 통합하는 인터랙션 시스템을 만들기로 하였다.

사실 터치디자이너를 통해 조명을 제어하는 프로젝트는 많이 진행되어왔다. 각종 컨버터나 enttec usb를 이용해서 연결할 수도 있지만 굳이 MA콘솔과 연결하게 된 이유는 불가피하게 극장에 있는 조명 시스템을 사용해야 했기 때문이다. 여러 세션이 있는 공연이거나 하나의 조명기를 공유해서 사용해야 한다거나 하는 상황 등등... 이후에도 유용하게 쓰일 수 있겠다는 생각에 기록을 남기게 되었다.

2. 준비물

Software

TouchDesigner(https://derivative.ca/)
grandMA2 onPC(https://www.malighting.com/downloads/products/grandma2/)
(선택) MA 3D (https://www.malighting.com/downloads/products/grandma2/)

Hardware

grandMA2 콘솔(또는 MA onPC wing 시리즈도 가능)
공유기(2개 이상의 랜선 연결이 가능한)
조명기(조명기과 콘솔의 연결, 전기 배선과 같은 문제는 여기에서 다루지 않음)

📌 grandMA2 onPC 소프트웨어는 windows 환경에서만 작동한다. 사용하고자 하는 콘솔이 grandMA2라면 윈도우 환경이 유리하다. 이때, onPC는 단순히 3D 시뮬레이션과 테스트를 위해 사용하기 때문에 그 과정을 생략한다면 현장에서의 셋업은 MacOS로도 가능하다. 하지만 onPC를 필수적으로 사용해야 하는 wing시리즈를 사용한다면 반드시 windows 환경에서 작업해야 한다. grandMA3 onPC는 MacOS환경을 지원하고 3D 모니터링 기능이 내장되어 있다. 이것은 추후에 업로드 예정이다. 과정은 크게 다르지 않다.

3. 조명기에 대한 기본적인 지식

대부분 우리가 사용하는 모든 무대 조명은 DMX 방식으로 통신한다. 조명 콘솔도 해당 규칙을 따르고 있기 때문에 그에 맞는 형식으로 전송 값을 스케일링 하는 과정을 터치디자이너(TD)에서 수행한다.

DMX는 하나의 Universe당 512(2^8)개의 채널을 가지고 있다. 그리고 각 채널은 256의 값을 갖는다(0-255). 사용하는 조명기에 대해 잘 알고 있다면 문제없지만 내가 사용하고자 하는 조명이 가진 채널 개수와 각 채널당 할당된 기능이 무엇인지 알아야 한다. 지난 작품에서 사용한 Vari Lite사의 VL3000 시리즈의 할당값은 다음과 같다. 참고로 이것은 onPC 소프트웨어에서도 확인 가능하다.

[그림 1. VL3000 spot allocation] 출처http://www.techref.info/web/ref/r-dmxchn.php

이 페이지에서 각 조명기의 채널 갯수와 각 채널이 어떤 파라미터를 조정하는지 확인할 수 있다. 예를 들어 위 조명기는 28개의 채널을 차지하며 1번 채널은 intensity, 즉 빛의 강도를 제어한다. 1번 채널의 값(value)이 0에 가까울수록 어두우며 255에 가까울수록 밝을 것이다. 이것을 콘솔에서 제어할 때 항상 1번 채널에서 시작하는 것은 아니다. 만약 이 조명기를 두 대 쓰면 콘솔 상에서 두 번째 조명기는 29번 채널부터 할당된다. 그러면 1-intensity는 29번 채널, 28-control은 56번 채널에 할당되는 것이다.

4. 터치디자이너 설정

위에서 알아본 조명기의 사양과 DMX규격에 맞추는 작업을 터치디자이너로 수행하는 과정은 다음 튜토리얼(https://youtu.be/byyrxDm8sVc?si=NWf4JcguWqvh_BZH)을 참고하였다. 조명 콘솔의 개념과 가장 비슷하게 설명하기 때문에 유용했다. 터치디자이너에서 사용하는 세팅은 위의 튜토리얼을 기반으로 구성하였다. 각 조명기마다 필요한 파라미터 설정이 각각 다르므로 여기선 테스트를 위해 앞선 튜토리얼을 바탕으로 간략한 패치를 만들었다.

Constant CHOP 채널명에 ch[1-512]를 입력하여 512개의 채널을 만들고 테스트용으로 lfo CHOP를 만든 후 채널명을 ch29로(VL3000을 29번 채널부터 할당)하였다. 대략 0~255 사이의 값이 나올 수 있도록 LFO의 파라미터를 조정해 주고 replace CHOP으로 ch29를 LFO로 대체해 주었다. 그다음 null CHOP을 만들어서 cook type을 Always로 바꿔준다. Dmx Out CHOP의 파라미터에 관련한 것은 다음 단계에서 설정한다.

5. MA콘솔 또는 onPC 설정

이 단계에서 실제 공연 셋업인 경우는 조명 패치를 짜는 것이며, onPC로 3D 시뮬레이션을 하는 경우에도 비슷한 설정이 적용된다. 현장에서의 조명기 셋업 등은 여기서 생략되지만 onPC와 동일하게 알아야 하는 부분은 다음과 같다.

grandMA2 onPC > Setup > Patch & Fixture Schedule > Add Layer
우측의 Fixture Types에서 사용하고자 하는 조명기 Import
Patch Break 에 조명기를 몇 번 채널부터 할당할 것인지 지정

예시 이미지는 VL3000 spot 조명기를 29번 채널부터 할당하였다. 지금은 직접 조명기를 결정하여 패치했으나, 현장 셋업에 따라 미리 설치되어 있는 조명기를 사용하게 된다면 콘솔에서 이 부분을 확인하고 추후 터치디자이너에서 이 번호를 조명기의 Address로 사용하면 된다.

6 - 1. TD - MA 연결하기(onPC + Art-Net)

onPC는 콘솔의 디스플레이와 거의 유사하다. 실제로 wing 시리즈 콘솔을 사용할 때에는 onPC를 사용하는 컴퓨터를 디스플레이로 사용한다. 터치디자이너는 DMX Out CHOP을 통해 콘솔과 통신할 수 있다. 이때, Art-Net과 sACN 프로토콜을 이용하여 통신할 수 있는데 각각의 쓰임새가 약간씩 다르다. 둘 다 네트워크를 통한 무선 통신인데 특징이 조금씩 다르니 onPC와 연결할 때에는 두 가지 방법 중 편한 것으로 해도 좋다.

onPC의 경우 한 컴퓨터 내에서 통신하는 것이므로 별도의 공유기 없이 IP설정만으로도 바로 연결이 가능하다.

제어판 > 네트워크 및 인터넷 > 네트워크 및 공유 센터 > 연결된 네트워크의 wifi (또는 사용중인 이더넷) 클릭 > 속성 > 인터넷 프로토콜 버전 4(TCP/IPv4) > 속성

이 탭에서 수동으로 IP를 설정한다. Art-Net은 2.x.x.x 또는 10.x.x.x 의 규격으로 수동 설정한 IP를 사용해야 한다. (예: 2.10.10.1) 다음은 onPC에서 해당 IP로 세션을 만들고 Art-net input을 활성화하는 과정이다.

grandMA2 onPC > Setup > MA Network Control
Station IP가 2.x.x.x로 되어있는지 확인. 만약 되어있지 않다면 onPC 프로그램을 재부팅하거나 Station IP 주소를 클릭하여 바꾸고 프로그램 재시작 후 Create Session을 눌러 세션을 만들어준다. 만약 기존에 다른 세션이 이미 있다면 Leave Session 후에 위 과정을 수행한다.

onPC > Setup > Network Protocols의 Art-Net 탭에서 Mode를 Input으로 바꿔준다. 그리고 우측 Art-Net Input Active 버튼을 눌러 활성화시켜준다.

TouchDesigner에서 만든 DMX Out CHOP의 Interface를 Art-Net으로 설정한다. 두 번째 Network 탭에서 Local Address를 수동설정한 IP(2.x.x.x)로 설정한다. 제대로 연결이 되었다면 Universe에 Art라는 글자가 생기고 DMX 채널 값의 변화가 즉각적으로 적용되는 것을 볼 수 있다.

6-2. TD - MA 연결하기(onPC + sACN)

sACN의 경우 IP의 제약이 없다. 따라서 일반적으로 사용하는 192.168. - 등으로 시작하는 주소를 사용할 수 있다. 하지만 안정적인 연결을 위해 6-1에서 해준 것과 마찬가지로 수동 IP주소를 만들고 onPC에서 해당 IP로 된 세션을 만들어준다.

그리고 터치디자이너에서 DMX Out CHOP의 Interface를 sACN으로 변경한 후 Network 탭에서 다음과 같이 조정하면 된다. 여기서 주의할 점은 sACN으로 변경하면 경고 문구가 뜨는 경우, Universe가 0으로 되어 있어서이다. sACN은 1부터 시작하므로 Universe 파라미터를 1로 수정해 준다.

📌 TouchDesigner 2022 일부 버전에서는 sACN이 정상적으로 작동하지 않았다. 2021 또는 2023 버전으로 하는 것을 추천한다.

수동 IP 설정하기. 과정은 [그림 4] 참고.
TouchDesigner > DMX Out CHOP에서 Interface를 sACN으로, Universe 1로 변경. Network 탭에서 수동 설정한 IP 주소를 적어주기.

[그림 8. TouchDesigner의 DMX Out CHOP 파라미터]

grandMA2 onPC > Setup > Network Protocols의 sACN탭에서 Mode를 InputUnicast로 변경한 후, 우측 sACN Input Active 버튼으로 입력 신호를 활성화해 준다.

6-3. TD - MA 연결하기(console 버전, sACN)

콘솔도 Art-Net 프로토콜을 사용할 수 있지만 현장에서 콘솔의 IP를 2.x.x.x 또는 10.x.x.x으로 변경하고 몇 번의 재부팅(🤣)을 실행하다 보면 극장의 관리자 또는 오퍼레이터가 당황해 할 수도 있다. sACN은 IP선택에 제약이 없기 때문에 이 방법을 추천한다.

wing타입이 아닌 풀 사이즈의 콘솔을 연결할 때에는 반드시 공유기가 필요하다. 인터넷 연결은 없어도 되지만 터치디자이너를 사용하는 노트북(혹은 컴퓨터)과 콘솔이 랜선을 통해 하나의 공유기와 연결되어 있어야 한다.

아래 이미지는 grandMA2 매뉴얼에 나와있는 정보로, 콘솔 뒤편에는 두 개의 이더넷 포트가 있다. 이더넷 포트 2는 Art-Net 연결만 지원하며, 나머지는 모두 포트 1에 연결하면 된다. 따라서 sACN 통신을 위해 포트1에 랜선을 꽂으면 된다.

[그림 12. grandMA콘솔 메뉴얼, 출처: MALighting 웹사이트]

하지만 이번에는 로컬 통신이 아니라 컴퓨터와 콘솔이 서로 다른 IP를 사용하기 때문에 다음과 같이 설정해 준다.

grandMA2 콘솔 > Setup > MA Network Control에서 현재 콘솔의 IP Address를 확인. (예: 192.168.0.115) 세션이 이미 있다면 그대로 활용하면 되고, 없다면 새로 만들어준다.
컴퓨터의 수동 IP 설정 경로로 이동하여 IP를 마지막 부분만 다르게 설정해 준다. (예: 192.168.0.140) 그리고 subnet mask를 255.255.255.0으로 지정한다.
TouchDesigner > DMX Out CHOP의 Interface를 sACN으로 바꾸고 Universe를 1로 바꾼다. (조명기가 다른 Universe에 할당되어 있다면 해당 번호로 바꾸기)
DMX Out CHOP의 Network 탭에서 Network Address는 콘솔의 IP, Local Address는 PC의 IP로 설정한다.

grandMA2 콘솔 Setup > Network Protocols의 sACN 탭에서 Mode를 InputUnicast로 바꾼 후 우측 sACN Input Active 버튼을 활성화시켜준다. [그림 9]와 동일.
조명기가 Touchdesigner가 보내는 신호에 따라 잘 작동하는지 확인한다. (이때, 즉각적으로 연결되지 않고 약간의 딜레이가 생길 수도 있다. 혹은 DMX Out CHOP의 active를 껐다 켜보는 것도 방법이다)

📌현장 셋업 시 주의할 점
- 터치디자이너로 DMX데이터를 전송하는 동안은 조명 콘솔로 컨트롤할 수 없다.
- 큐로 진행되는 공연이거나 사용하는 조명기에 프리셋이 있으면 TD에서도 똑같은 파라미터로 프리셋을 만드는 것이 좋다. 왜냐하면 공연 전환 중간에 TD와 연결되자마자 39였던 값이 0으로 뚝 떨어진다면 음..🤔

7. 무빙라이트의 제어(16 bit pan/tilt)

예시로 사용한 VL3000와 같은 무빙라이트의 경우 좀 더 부드러운 움직임을 위해 16bit를 사용하는 경우가 있다. 2번 채널의 Pan-Coarse와 3번의 Pan-fine이 그런 경우이다. [그림 1] 참고. Coarse는 더 큰(거친?) 움직임이고 Fine은 더 세밀한 조정(?)을 의미하는데 결과적으로 Coarse가 가진 256개의 값 * Fine이 가지는 256개의 값이 합쳐져서 무빙라이트의 부드러운 움직임을 만들어내는 것이다. 따라서 이 두 개의 Pan값을 16bit의 값(2^16)으로 변환하는 방식의 패치를 만들게 되었다.

위의 DMX console 튜토리얼을 바탕으로 파라미터를 만들 때, Coarse/Fine 채널은 하나의 파라미터로 만들고 Math CHOP으로 값을 스케일링할 때 범위를 0 ~ 65535 (16bit)로 변경해 준다. 그리고 expression CHOP을 사용하여 하나는 해당 값을 256으로 나눈 정수 값 floor($V/256), 다른 하나는 256으로 나눈 나머지값 ($V%256)을 적용하여 각각 Pan-Coarse, Pan-Fine 채널로 만들었다.

채널을 순서대로 분리하기 위해 1/2~5/6~28번 채널을 각각 따로 스케일링하여 최종적으로 merge로 다시 28개 채널로 만든 모습이다. VL3000의 14번 채널의 경우에도 Gobo과 관련된 Coarse/Fine이 있는데([그림 1] 참고)이 기능은 사용하지 않는 상황이므로 따로 스케일링을 하지 않았다.

8. MA 3D를 이용한 조명기 시뮬레이션

조명 전문가가 아니고서야(조명 디자이너들도 작업 과정에서 3D시뮬레이션을 한다) 머릿속으로 조명기가 어떻게 보일지, 특히 인터랙션이 어떻게 나타날지 상상하는 것은 어려운 일이다. 그리고 실제 공연 현장은 변수가 굉장히 많기 때문에 사전에 가능한 모든 준비를 하는 것은 어떻게든 도움이 된다. 다음은 TD + onPC + MA 3D의 조합으로 진행되는 과정이다.

grandMA2 onPC > Setup > MA Network Control에서 세션을 만들고(기존의 것을 그대로 써도 된다) 해당 IP를 기억해 놓기
MA 3D > File > Settings > Network에서 세션과 같은 IP를 선택한다. 변경 후 프로그램 재시작.
grandMA2 onPC > Setup > MA Network Configuration에서 3D 탭으로 이동하여 Add Present버튼을 누른다. 이때 생성되지 않는다면 네트워크가 연결이 안 된 것이므로 onPC 또는 MA 3D를 재부팅하거나 같은 IP를 선택했는지 확인한다.
Add Present 후, Session Member가 빈칸으로 되어있는데 이것을 클릭하여 Yes로 바꿔준다.

연결이 되었다면 MA 3D에 onPC에서 패치했던 조명기가 나오고 다른 3D프로그램과 마찬가지로 조작하여 위치를 조절할 수 있게 된다. 그리고 ToucghDesigner에서 신호를 보내면 그에 따라 MA 3D에서 조명기가 작동하는 것을 볼 수 있다.

다양한 경우의 수를 고려하여 쓰다 보니 점점 글이 길어졌다. 하지만 터치디자이너와 조명 콘솔을 연결하는 과정 자체가 복잡하진 않다. 더 중요한 것은 다음 단계이다. 조명은 무대 위에서 공간을 만든다고 할 정도로 강력하고 시각적으로 큰 인상을 주는 요소이다. 이를 어떻게 다른 미디어와 상호작용 하게 할 것인지가 훨씬 더 고민이 되는 지점이 될 것이다.

🔗Vari Lite 사의 VL3000 조명기를 이용한 TD 패치

https://github.com/imehlee/TouchDesigner-DMXconsole-with-16bit-fixture

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