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“아주 오래 전 머나먼 은하계에서….”
스타워즈 시리즈는 1977년 처음 개봉한 이래 무려 43년 동안 한결같은 문장으로 첫 장면을 시작했다. 그런데 어쩌면 영화관에서는 이 문구를 더는 보기 힘들 수도 있다. 43년 동안의 이야기가 일단락되는 ‘스타워즈: 라이즈 오브 스카이워커’가 1월 8일에 개봉하기 때문이다. 

영화 보기 전 알아야 할 ‘스타워즈 세계관’

스타워즈 시리즈는 세계관을 가진 영화의 원조라고 할 수 있다. 2019년 막을 내린 어벤져스 시리즈보다 먼저 세계관을 형성해 이야기를 전개했다. 시리즈 전체를 보지 못한 독자를 위해 먼저 스타워즈 세계관을 정리했다.

핵심은 스카이워커 가문의 가계도다. 이번에 막을 내리는 스타워즈 시리즈를 요약하면, 스카이워커라는 제다이 가문을 중심으로 펼쳐지는 이야기가 끝난다는 내용이다. 제다이는 은하계의 평화를 지키기 위해 조직된 기사단으로 스카이워커는 제다이의 일원으로 활약한 가문이다.

스카이워커 가문의 1세대 제다이인 아나킨 스카이워커는 기사단 내에서 가장 강력한 능력을 갖췄지만 타락해서 다스 베이더가 된다. 아나킨의 아내 파드메가 낳은 이란성 쌍둥이 루크와 레아는 각자 다른 사람의 손에 길러져 아버지에 대항해 은하계의 평화를 지키기 위해 싸운다. 루크는 아버지에 이어서 제다이 기사로 활동한다.

루크의 활약과 다스 베이더의 죽음으로 평화가 찾아온 듯하지만 새로운 악의 세력이 등장하고 루크는 레아의 아들인 벤 솔로를 제다이로 훈련시킨다. 하지만 벤은 제다이를 배신하고 외할아버지인 다스 베이더처럼 악의 길을 택한다. 이름도 카일로 렌이라고 바꾼다. 이 과정에서 새로운 여성 제다이 레이가 등장해 악의 세력에 대항한다. 

한편 루크는 카일로 렌과 대결한 뒤 기력을 잃고 숨을 거둔다. 이번 이야기에서는 레이를 중심으로 뭉친 저항군과 카일로 렌이 이끄는 군사 정부 조직인 퍼스트 오더의 마지막 결전이 펼쳐진다.

그래프 이론으로 밝힌 스타워즈 인물 관계도

전세계의 스타워즈 팬덤은 어마어마하다. 스타워즈와 관련된 거라면 시시콜콜한 이야기까지 모두 정리한 온라인 백과사전인 ‘우키피디아’가 있을 정도다. 한 걸음 더 나아가 스위스 로잔연방공과대학교(로잔공대)의 한 연구팀은 2016년에 우키피디아에 정리된 데이터를 ‘그래프 이론’으로 분석해 스타워즈 인물들 사이의 상관관계를 밝혔다.

그래프 이론은 대상들 사이의 관계를 점과 선의 연결로 나타내서 분석하는 수학의 한 분야로, 그 역사가 18세기 수학자 레온하르트 오일러까지 거슬러 올라간다. 오일러는 러시아 쾨니히스베르크 지역의 섬과 강변 사이에 놓인 7개의 다리의 연결 관계를 점과 그래프로 바꿔 각 점을 한 번씩만 지나면서 원래의 출발점으로 돌아오는 것은 불가능하다는 것을 밝혔다. 이후 많은 수학자가 오일러의 연구를 발전시켜서 대상들 사이의 관계를 점과 선의 연결 관계로 분석하는 그래프 이론을 발전시켰다. 현재는 순수수학뿐 아니라 반도체 회로 설계와 물류 등 다양한 산업 분야에서도 그래프 이론을 활용하고 있다.

키렐 벤치 로잔공대 전자공학과 연구원은 온라인 웹페이지에서 자동으로 원하는 정보만 추출하는 알고리듬을 만들어 우키피디아에 기록된 스타워즈의 모든 등장인물 및 그들을 분류할 수 있는 관련 정보를 모았다. 각자가 속한 종족과 행성, 소속 집단, 활동 시기 등이다. 그런 뒤 세부적인 그룹을 나누고 전체 등장인물 정보를 속성에 따라 각 그룹으로 나눠 정리했다.

이 과정을 마친 뒤에는 각 등장인물을 선으로 연결하는 작업을 진행했다. 예를 들어 A라는 인물을 설명하는 페이지에 B라는 인물이 언급되면 서로 관련이 있다고 보고 선으로 연결하는 것이다. 그 결과 1만 9612명의 등장인물을 점과 선으로 연결한 네트워크를 얻을 수 있었다.

분석 결과 가장 많은 인물과 연결된 등장인물은 15명으로 압축됐다. 다스 베이더가 1575명 이상, 그의 스승인 다스 시디어스가 1350명 이상과 연결돼 예상 밖(?)으로 악의 세력이 더 마당발인 것으로 나타났다. 루크가 뒤를 이어 약 1300명과 연결됐고, 레아는 약 1000명과 관계를 맺었다.

스타워즈 등장인물의 78%는 인간 종족

연구팀이 등장인물의 종족과 출신 행성, 소속 집단 등을 분석한 결과 2만 명에 가까운 등장인물 중에서 등장인물의 약 78%는 인간이었다. 나머지 외계인 종족은 인간과 비교하면 차지하는 비중이 작았다. 출신 행성은 총 294개였고 640개의 서로 다른 집단에 속했다. 제다이 기사단에는 1367명이 속했고, 다스 베이더와 함께 타락한 제다이 기사인 시스는 724명이 등장했다.

스타워즈 세계관의 시간은 3만 6000년

스타워즈 이야기가 펼쳐진 시간이 무려 3만 6000년이나 된다는 것도 밝혔다. 또 연구팀은 각 인물이 어느 시기에 활동했는지도 정리했다. 이때 활동 시기에 대한 정보가 없는 등장인물의 경우 ‘꼬리표전파 알고리듬’이라는 네트워크 분석 방법을 적용해 활동 시기를 알아냈다. 이 방법은 직접 연결된 네트워크상의 인물들이 어느 시대에 활동했는지를 통해 활동 시기를 추정하는 방식이다. 결국 연구팀은 연결된 인물의 정보를 통해 온전한 네트워크를 완성했다.

<;그래프 이론 전공한 스타워즈 덕후>;

안녕하세요, 키렐 벤치입니다. 과학자들은 최신 기술로 과거를 탐험해 그동안 주목하지 않았던 것들을 밝혀내는 걸 좋아하는데, 스타워즈는 비록 가상의 이야기지만 중세시대의 정치상과 닮은 점이 많아요. 그런 점에서 저는 스타워즈 세계가 우리가 개발한 기술을 시험하기 적합한 사례라고 생각했어요. 저는 그래프 이론을 응용하는 기술을 연구하고 있어요. 사람들 사이의 네트워크 그래프를 만드는 과정은 복잡하고 지루하지만 완성된 네트워크를 분석하면 인간의 본성에 대한 다양한 것들을 알아낼 수 있죠.

제가 분석한 우키피디아의 데이터는 영화와 만화, 게임 등 스타워즈 세계관의 모든 이야기를 담고 있어요. 등장인물 수만 2만 명이 넘는다는 결과에 깜짝 놀랐죠! 더 많은 이야기는 제 홈페이지(kirellbenzi.com)에서 확인할 수 있어요.

▲ 1999년에 개봉한 스타워즈 시리즈 1편에 등장한 전투 로봇들. 관절로 연결된 단단한 물체의 움직임을 표현하는 수식을 적용해서 만든 컴퓨터 그래픽이다.

수학으로 생생해진 스타워즈 세계관

처음 스타워즈 시리즈가 개봉하던 당시에는 컴퓨터 그래픽이라는 말조차 생소한 시기였다. 그래서 당시에는 정교한 미니어처를 만들어 마치 우주에 있는 것과 같은 상황을 연출했다. 반면 1990년대 들어 특수효과 기술이 발달하고 컴퓨터 그래픽이 도입되면서 전에는 할 수 없었던 표현이 가능해졌고, 결과적으로 영상의 생동감이 높아졌다. 여기에 수학이 중요한 역할을 했다. 1999년부터 2005년 사이에 개봉한 스타워즈 1~3편에서 수학이 어떻게 활약했는지 알아보자.

1970~1980년대에 제작된 스타워즈 시리즈에서 로봇은 주로 사람이 탈을 쓰고 연기했다. 수많은 로봇이 등장하는 전투는 묘사 자체가 불가능했다.

하지만 1999년에 개봉한 스타워즈 시리즈의 1편에는 전투 로봇이 등장한다. 수학 방정식을 적용한 컴퓨터 그래픽 덕분이다. 특수효과를 담당한 제작진은 관절로 연결된 단단한 물체의 움직임 표현하는 ‘강체’의 운동에 대한 수식을 적용해서 전투 로봇의 움직임을 나타냈다. 

2002년에 개봉한 2편에서는 루크를 제다이 기사로 훈련시킨 스승인 요다가 입은 제다이 복장을 묘사하는 데 수학을 도입했다. 옷감이나 털은 그래픽으로 자연스럽게 묘사하기가 까다로운 대상인데, 충돌과 반발을 표현하는 수식을 적용해 섬유처럼 작고 많은 요소가 상호 작용하면서도 뭉치지 않고 자연스러운 질감이 나도록 표현했다.

우주 폭발도 수학으로 생생하게

2005년에 개봉한 3편에서는 우주에서 발생하는 폭발을 표현하는 데 수학을 도입했다. 불길의 움직임을 묘사할 때 계산을 단순화시켜 주는 수학 모형을 적용한 것이다. 여기에 크게 공헌한 사람이 응용수학을 전공한 론 페드큐 미국 스탠퍼드대학교 컴퓨터 과학과 교수다. 페드큐 교수는 스타워즈와 캐리비안의 해적, 해리포터 시리즈 등의 특수효과에 기여한 공로로 2008년 아카데미 특수효과상을 수상했다. 

어떤가. 이 정도면 스타워즈 시리즈를 관객들이 생생하게 즐기는 데 수학이 큰 공을 세웠다고 할 수 있지 않을까? 이번에 개봉한 최종편을 보는 독자들은 곳곳에 어떤 수학이 숨어 있는지 생각해 보자!