[케이스 스터디] 건축 산업의 혁신 지원하는 지리 공간 플랫폼
복잡한 3D 지리 공간 모델링을 실시간 시각화하는 세슘
이번 호에서는 세슘(Cesium)과 언리얼 엔진이 건축 시각화에서 어떻게 혁신을 일으키고 있는지 알아보고, 가능성의 한계를 뛰어넘는 혁신 기술 개발 상황을 살펴보자. ■ 자료 제공 : 에픽게임즈
지난 몇 년 동안 3D 사진 측량 기술이 크게 발전해 전 세계 많은 부분을 디지털 방식으로 수집하고 기록할 수 있게 되면서, 매우 방대한 데이터세트가 만들어졌다.
전통적으로 시뮬레이션이나 방위 산업에서는 이 정도 규모의 데이터세트를 처리할 수 있는 강력한 맞춤형 플랫폼과 도구를 개발해 왔지만, 일반적인 하드웨어를 사용하는 산업의 개발자는 대규모 3D 지리 공간 데이터를 다루기가 쉽지 않았다.
2021년 언리얼용 세슘(Cesium for Unreal) 플러그인이 출시되면서 이러한 상황이 바뀌었다. 처음으로 게임 엔진 기술을 사용하여 방대하고 복잡한 3D 지리 공간 모델링을 실시간으로 시각화할 수 있게 됐기 때문이다.
이제는 누구나 기성 설루션을 통해 상세하고 정확한 3D 지리 공간 데이터를 사용할 수 있으며, 이로 인해 항공우주, 상업용 부동산, 도시 계획, 비행 계획 및 운영, 자율 주행, 지하 및 해저 탐사 등 다양한 산업 분야에서 인터랙티브 3D 지리 공간 앱 및 관련 경험의 개발이 급증했다. 특히, 건축 업계는 3D 지리 공간 모델링과 리얼타임 시각화를 결합하여 이점을 누리고 있는데, 예를 들어 건축 사무소는 건축물의 디자인을 실제 건설될 정확한 환경에서 선보일 수 있다.
게다가 최근 세슘이 인프라 엔지니어링 소프트웨어 기업인 벤틀리 시스템즈에 합류한다는 소식이 발표되면서, 세슘을 사용하는 개발자는 이제 전 세계에서 가장 크고 중요한 프로젝트와 애셋을 대표하는 인프라 에코시스템을 이용할 수 있게 됐다.
세슘의 지리 공간 플랫폼과 벤틀리 시스템즈의 i트윈(iTwin) 플랫폼을 통합하면 3D 지리 공간 데이터를 엔지니어링, IoT(사물인터넷), 현실 및 엔터프라이즈 데이터와 원활하게 연계하여 방대한 인프라 네트워크부터 개별 애셋의 밀리미터 단위의 정확도에 이르는 디테일에 이르기까지 확장되는 디지털 트윈을 구현할 수 있다. 이를 통해, 지상과 공중, 해상, 우주 그리고 지표면 아래 깊은 곳까지 다양한 관점에서 볼 수 있다.
▲ 이미지 출처 : 언리얼 엔진 홈페이지
대중을 위한 3D 지리 공간 데이터
세슘은 3D 지리 공간 데이터를 사용하는 소프트웨어 애플리케이션을 개발하기 위한 오픈 플랫폼으로, 개발자들은 이를 사용하여 정밀한 인터랙티브 3D 지리 공간 애플리케이션을 제작할 수 있다.
이 플랫폼은 항공 우주 소프트웨어 회사인 애널리티컬 그래픽스(Analytical Graphics, Inc., 현재는 앤시스에 인수됨)에서 시작됐으며, 우주 공간의 물체를 시각화하기 위해 설계되었다. 컴퓨터 그래픽 전문가이자 세슘의 창립자인 패트릭 코치(Patrick Cozzi)가 이끄는 이 프로젝트는 정확하고 성능이 뛰어난 가상 지구를 제작했다.
코치는 “항공 우주 산업 외에도 세슘을 활용할 가능성이 있다는 사실을 깨닫고 커뮤니티에 오픈 소스로 공개했고, 곧바로 다양한 산업 분야에서 사용 사례가 폭발적으로 증가했다”고 전했다.
첫 번째 사례는 험난한 어드벤처 레이스인 ‘레드불 X 알프스(Red Bull X-Alps)’로, 세슘JS를 이용해 패러글라이더가 산을 통과하는 여정을 추적하기 시작했다. 그 이후로 세슘JS는 1000만 건 이상의 다운로드를 기록했으며, 현재 수천 개의 애플리케이션을 지원하고 있다.
심지어, 크리스마스의 산타클로스도 이런 기술을 활용하고 있는데, NORAD 트랙 산타(NORAD Tracks Santa)는 세슘JS를 사용하여 12월 24일 산타의 세계 일주 여정을 추적했다.
2019년에 세슘은 독립 회사로 분사하여 3D 지리 공간 데이터를 호스팅, 타일링, 스트리밍할 수 있는 SaaS 플랫폼인 ‘세슘 아이콘(Cesium ion)’을 출시했다. 여기에는 수년 동안 세슘JS 외에도 언리얼 엔진을 비롯하여 여러 플랫폼을 위한 오픈 소스 툴을 추가했다.
▲ 이미지 출처 : 언리얼 엔진 홈페이지
스트리밍을 통한 방대한 데이터 문제 해결
코치는 “3D 지리 공간 데이터의 문제점은 크기가 방대하고 다루기가 까다롭다는 것”이라고 말했다.
세슘은 방대한 3D 지리 공간 데이터세트를 스트리밍하기 위해 개발한 개방형 공간 정보 컨소시엄(Open Geospatial Consortium, OGC) 커뮤니티 표준인 3D 타일을 통해 이 문제를 해결한다.
3D 타일은 디테일과 정확도를 유지하면서 3D 지리 공간 데이터를 가볍게 스트리밍할 수 있게 해준다. 세슘 플랫폼은 다양한 유형의 3D 지리 공간 데이터를 처리하고 3D 타일로 변환하여 어디에서나 스트리밍할 수 있도록 지원한다.
데이터를 사전 로드하고 관리하는 대신 로컬 데이터세트를 통해 데이터를 스트리밍할 수 있기 때문에 사용자의 워크플로가 훨씬 쉬워진다. 언리얼용 세슘이 출시되면서 크고 복잡한 지리 공간 데이터세트를 언리얼 엔진에서 훨씬 더 간단하게 시각화할 수 있게 되었다.
▲ 이미지 출처 : 언리얼 엔진 홈페이지
이 오픈 소스 플러그인은 언리얼 엔진에 정밀한 3D 가상 지구를 제공하며 방위, 정보, 시뮬레이션, 훈련 등 다양한 산업 분야에서 고급 시각화 및 시뮬레이션을 제작하는 데 사용되고 있다.
코치는 “세슘의 목표는 3D 지리 공간 기술을 발전시키는 것이다. 따라서 언리얼 엔진의 강점과 세슘의 글로벌 스케일, 정밀도, 성능, 상호 운용성을 결합하는 것은 당연한 일이었다”라고 말했다.
최근 AEC 업계의 많은 기업이 디자인 아이디어를 더 효과적으로 전달하기 위해 세슘을 사용하고 있다. 코치는 “세슘은 AEC 업계 전문가들이 정확한 3D 지리 공간적 컨텍스트 내에서 프로젝트를 탐색할 수 있도록 지원한다. 이해관계자들과 소통하기 위해 2D 이미지와 다이어그램에만 의존하는 대신 정확하고 몰입감 넘치는 3D 환경을 만들고 공유하여, 계획한 현실을 보다 더 나은 아이디어로 제공할 수 있다”면서 이러한 상황을 설명했다.
최근 AEC 고객 중에서 BIM 및 3D 모델링 설루션을 제공하는 팰레이셜(Palatial)은 언리얼용 세슘을 활용하여 사실적인 경험을 제공하고 사전 제작된 구조물에 대한 승인을 획득했다. 드립 비주얼(Drip Visual)은 네덜란드에서 도시 계획에 대한 일반 대중의 참여를 장려하고자 언리얼용 세슘 기반 플랫폼을 사용하여 필수적인 커뮤니티 피드백을 수집했다. A플레이스(APlace)는 이 플러그인을 사용해서 잠재 2025/2고객이 아직 지어지지 않은 건축물을 시각화하고 커스터마이징할 수 있도록 지원했다.
▲ 이미지 출처 : 언리얼 엔진 홈페이지
에픽 에코시스템 툴을 위한 세슘
언리얼용 세슘 외에도 세슘은 리얼리티캡처, 스케치팹, 포트나이트 언리얼 에디터 등 에픽 에코시스템의 다른 툴과도 점점 더 많이 통합되고 있다.
사진 측량 소프트웨어인 리얼리티캡처는 수백만 개의 폴리곤이 포함된 상세한 3D 모델을 생성한다. 일반적인 하드웨어에서는 이러한 모델을 보는 것이 불가능한 경우가 많은데, 삼각형 수를 줄이면 모델을 56 · 단순화할 수 있지만 이로 인해 디테일이 손실되기 때문이다.
이제 리얼리티캡처는 모델을 세슘의 3D 타일 형식으로 내보내고 세슘 아이콘에 업로드할 수 있도록 지원한다. 3D 타일은 특정 뷰에 필요한 데이터만 스트리밍할 수 있기 때문에 수 기가바이트에 달하는 규모의 모델도 디테일을 유지하며 웹에서 공유할 수 있으며, 덕분에 링크를 공유하는 것만큼이나 손쉽게 매우 복잡한 모델을 공유할 수 있게 됐다.
또한 세슘과 스케치팹의 통합을 통해 사용자는 스케치팹에서 70만 개 이상의 무료 모델을 프로젝트로 가져와 정확한 지리 공간 컨텍스트에서 프로젝트를 배치하고 탐색할 수 있다.
현재 포트나이트 언리얼 에디터(UEFN)는 언리얼용 세슘과 같은 C++ 플러그인을 지원하지 않지만, 세슘 아이콘의 클리핑 기능을 사용하여 3D 타일의 일부를 UEFN으로 가져올 수 있다. 클리핑을 사용하면 오프라인이나 스트리밍이 불가능한 경우에 다운로드할 3D 타일의 특정 부분을 지정할 수 있다. 세슘 아이콘을 사용하면 지정된 타일을 단일 glTF 모델로 다운로드한 다음 UEFN 등 glTF를 지원하는 모든 애플리케이션에서 사용할 수도 있다.
또한, 클리핑을 이용해 정확한 현실 세계의 지형과 고해상도 사진측량 데이터를 포트나이트 섬으로 불러올 수도 있다. 이 문서에서 실제 경기장 모형을 UEFN으로 가져와 친구들과 함께 플레이할 축구장을 세팅하는 방법에 관해서 확인할 수 있다.
▲ 이미지 출처 : NBC Sports 제공
메타버스와 그 너머로
2022년 여러 보고서를 통해 건설 분야의 빠른 성장이 예측됐으나, 팬데믹으로 인한 공급망, 안전 규정, 자금 조달과 관련된 비용의 증가로 인해 신규 건설 프로젝트가 줄어들고 있다는 소식이 전해지고 있다.
코치는 지리 공간적 컨텍스트와 3D 시각화 및 시뮬레이션을 통합하여 현재 건설 산업의 발전을 저해하고 있는 몇 가지 문제를 해결할 수 있다고 전했다.
코치는 “미래를 알 수는 없지만, 건설 산업은 디지털 혁신을 통해 이미 효율성, 안전성, 비용 효율성을 개선하여 이러한 잠재적 문제 중 일부를 해결하고 있으며, 우리가 파트너와 함께 개발 중인 설루션은 인력 부족, 비용 관리, 환경 영향과 같은 문제를 해결하고 있다. 전반적으로 건설 산업의 미래를 낙관적으로 보고 있다”고 전했다.
세슘은 현실 세계의 건축 분야에 기여하는 것 외에도 가상 세계에서 핵심적인 역할을 수행하는 것을 목표로 한다. 코치는 “세슘은 세 가지 방법으로 메타버스에 영향을 주고 있다. 그중 한 가지는 실제 데이터를 3D 환경에 손쉽게 통합하여 현실 세계와 디지털 세계를 연결하는 것이다. 우리는 디지털 트윈을 구현할 수 있고, 방대한 양의 데이터를 저장 및 스트리밍할 수 있는 소프트웨어 컴포넌트를 제공한다”고 말했다.
또한, “두 번째로, 3D 타일 개방형 표준을 개발하고 발전시켜 이 데이터를 전 세계에 널리 스트리밍할 수 있는 설루션을 제공하고 있다. 마지막으로 공정하고 개방적이며 상호 운용 가능한 메타버스를 지지하기 위해 시간과 노력을 기울이고 있다”고 말했다.
메타버스는 아직 초기 단계이지만 오늘날 점점 더 많은 중요 프로젝트에서 언리얼용 세슘이 활용되고 있다.
▲ 이미지 출처 : NBC Sports 제공
최근에는 2024년 파리 하계 올림픽의 공식 방송 파트너인 NBC 스포츠(NBC Sports)에서 3D 그래픽 플러그인을 사용하여 생방송 도중 3D 그래픽을 송출하기도 했다. 이는 관중이 올림픽 개최지의 지리적 공간을 이해할 수 있도록 도움을 주었다.
이와 함께 리얼타임 수중 모델링 및 몰입형 프로젝트에 언리얼용 세슘을 사용하는 오션 익스플로레이션 트러스트(Ocean Exploration Trust) 같은 프로젝트를 통해 앞으로 어떤 유형의 애플리케이션에 이 플러그인이 사용될지 확인할 수 있다.
■ 기사 내용은 PDF로도 제공됩니다.
작성일 : 2025-02-04
