[핫윈도우] 유니티 HDRP를 활용한 고품질 건축 시각화

건축/건설 산업을 위한 3D 데이터의 활용 (2)

유니티(Unity)는 AEC 분야 전반의 디자이너, 엔지니어와 선두주자들이 제품 시각화와 인터랙티브 및 가상 환경 제작에 사용하는 범용 실시간 3D 플랫폼이다. 이 글에서는 유니티의 고해상도 렌더 파이프라인을 사용하여 렌더링한 인테리어와 건축 프로젝트를 소개한다. 이 글의 내용은 지난 6월 10일~11일 진행된 ‘코리아 그래픽스 2020’의 발표를 정리한 것이다.

그림 1. Unity HDRP로 구현한 유니티 런던 오피스의 내부

유니티 HDRP

유니티 버전 2018.1에는 스크립터블 렌더 파이프라인(Scriptable Render Pipeline, 이하 SRP)이라는 새로운 시스템이 도입되어 프로젝트에 맞는 렌더링 파이프라인을 만들 수 있게 되었다. SRP에는 URP(Universal Render Pipeline) 및 HDRP(High Definition Render Pipeline)라는 두 가지 파이프라인이 제공된다.

그 중 이 글에서 소개할 HDRP는 시각적으로 높은 수준의 그래픽을 제공하는 것이 목표이다. 주로 뛰어난 정확도의 영화, 애니메이션, 자동차 데모, 게임, 건축 애플리케이션 등 그래픽스 품질이 우선시되는 프로젝트를 제작하는데 사용되고 있다. HDRP는 물리 기반 조명과 머티리얼을 사용하며 포워드 및 디퍼드 렌더링 경로를 모두 지원한다.

HDRP로 프로젝트를 진행할 경우 유니티 허브(Unity Hub)에서 새 프로젝트를 만들 때 제공하는 HDRP 템플릿(template)을 사용해서 시작하면 된다.(HDRP 매뉴얼 참조)

유니티 코리아 서울 오피스

첫 번째로 소개할 HDRP 프로젝트는 유니티 코리아의 서울 오피스이다. 2019년 7월 1일에 유니티 코리아 오피스가 이전하면서 인테리어 시공사에 스케치업 파일을 받아 진행하게 된 프로젝트이다. 유니티 서울 오피스는 인터랙티브 파일로 보다 생동감 있게 만나볼 수 있다. 체험해 보길 원한다면 유니티 스퀘어 웹사이트를 방문해서 다운로드받아 보길 바란다. HDRP는 PC, 엑스박스(Xbox), 플레이스테이션(PlayStation)을 비롯한 고사양 하드웨어를 대상으로 하기 때문에, 빌드 파일을 실행할 때는 좋은 사양의 컴퓨터로 진행하길 권장한다.

빌드 파일을 다운로드받게 되면 마우스와 키보드(W, A, S, D 키)를 이용하여 다양한 방 사이를 자유롭게 이동하면서 바닥 재료 변경, 그림 변경, TV 및 램프 켜기/끄기를 할 수 있다. 또 Esc 키를 누르게 되면 메인 UI가 뜨면서 사용자가 주간/야간 모드 전환할 수 있고 UI가 설명되어 있다.

그림 2. 빌드 파일을 다운로드한 후 UI 조작 방법: Esc 키를 누르면 UI가 뜬다.

코리아 오피스 프로젝트의 주요 초점은 실시간 애플리케이션 구현과 관련이 있었지만, 건축 시각화 산업에서 유니티를 사용할 때의 또 다른 장점은 동일한 장면에서 다양한 유형의 출력물을 얻을 수 있다는 것이다.

예를 들어, 유니티의 타임라인과 시네머신(Cinemachine) 기능으로 동영상도 만들 수 있다. 타임라인은 시퀀싱 툴로, 어도비 프리미어나 애프터이펙트에 들어가 있는 영상 편집 기능 윈도와 비슷하게 작동하고, 시네머신은 코딩 없이 누구나 쉽게 여러 카메라워크를 표현할 수 있게 해 주는 스마트 카메라 기능이다. 그래서 아티스트도 편리하게 눈으로 보면서 유니티에서 쉽게 영상을 만들 수 있게 해 준다. 유니티 코리아 유튜브 채널에서 코리아 오피스 영상을 확인할 수 있다.

그림 3. 유니티 HDRP로 구현한 유니티 코리아 오피스

프로젝트의 파이프라인을 간단히 설명하자면, 우선 받은 스케치업 모델을 3ds 맥스(3ds Max)로 가져와 폴리곤 및 UV 텍스처(texture)를 정리한다. 그리고 유니티로 가져와서 스테이징을 하는데, 주로 라이팅, 머티리얼 그리고 인터랙티브한 요소를 더하는 작업을 한다. 구현한 유니티 오피스의 크기는 약 300평 정도 되었고 프로젝트 기간은 약 한 달 정도 된다.

그림 4. 스케치업, 3ds 맥스, 유니티(왼쪽부터)

크기만큼 사용된 애셋(asset)도 많았는데 시간을 줄일 수 있었던 것은 앞서 진행한 유니티 런던 오피스 프로젝트 덕분이다. 유니티 오피스는 글로벌에서 같은 책상, 같은 의자 심지어 같은 TV 등 동일한 브랜딩을 가지고 있다. 그래서 런던 오피스에서 사용한 애셋들을 코리아 오피스에도 무리 없이 사용할 수 있어 시간을 많이 단축할 수 있었다. 한국 오피스에만 있는 특별한 애셋의 모델링은 3ds 맥스로, 텍스처 작업은 섭스턴스(Substance)를 사용하였다.

유니티 HDRP VR: ArchVizPro Interior Vol.07

유니티 애셋 스토어(Unity Asset Store)에 올라온 프로젝트 ArchVizPro 인테리어 Vol.7은 HDRP VR로도 구현되어 있어 소개하고자 한다. 이 프로젝트는 HDRP 외에 URP로도 만들어졌으며 아즈마 하우스에서 영감을 얻은 건축 시각화 프로젝트이다.

이 프로젝트로 만들어진 것은 완전한 내비게이션이 가능한 건물이며, 4개의 주요 객실로 구성된 내부 공간과 작은 뜰, 계단, 산책로로 구성된 실외 공간이 포함되었다. 처음부터 모든 디테일을 담아 200여 점의 가구와 소품, 커스텀 셰이더, 4K 텍스처, 멀티 플랫폼 어프로치 등을 갖추고 있어 PC, VR, 모바일에서 이 장면을 연출할 수 있다. 애셋 스토어에 올라와 있는 프로젝트인만큼 누구나 다운받을 수 있고, 모든 가구와 소품은 세밀도가 높아 다른 프로젝트에도 재사용할 수 있다.

VR 프로젝트에 HDRP를 사용하면 렌더 파이프라인의 모든 기능을 활용하여 상상 속 경험을 사실적으로 구현할 수 있다. HDRP은 기존의 가상 현실 환경과 차별화되는 극사실적이고 뛰어난 비주얼을 구현한다. HDRP의 모든 기능은 VR과 호환되고, 새로운 유니티 XR 플러그인 프레임워크에서 완벽히 지원된다.

그림 5 . 유니티 HDRP VR로 구현한 ArchViz

HDRP VR 프로젝트에서 사용할 수 있는 기능은 다음과 같다.

디퍼드 렌더링 및 포워드 렌더링
모든 광원 유형, 그림자, 데칼 및 볼류메트릭 효과
스크린 공간 효과
- AO(Ambient Occlusion: 앰비언트 오클루전)
- SSR(Screen Space Reflection: 스크린 공간 반사)
- SSS(Subsurface Scattering: 피하 산란)
- 왜곡 및 굴절
포스트 프로세싱
- 컬러 보정, 안티앨리어싱, 뎁스오브필드(피사계심도) 등
비주얼 이펙트 그래프의 모든 VFX

현재 VR용 HDRP는 다음 플랫폼과 기기에서 사용 가능하다.

오큘러스 리프트(Oculus Rift) 및 리프트 S(오큘러스 XR 플러그인, 윈도우 10, 다이렉트X 11)
Windows Mixed Reality(윈도우 XR 플러그인, 윈도우 10, 다이렉트X 11)
플레이스테이션 VR

사운즈 한남 프로젝트

마지막으로 소개할 프로젝트는 현재 진행하고 있는 유니티 인터널 프로젝트 사운즈 한남이다. 사운즈 한남은 한남동의 제일기획 건물과 순천향대학병원 사이에 위치한 복합공간인데, 이곳을 유니티 HDRP로 구현 중에 있다. 사운즈는 공간 자체가 특이하게 되어 있는데, 빌딩이 여러 블록으로 이루어져 있고 건물 안으로 들어가면 마을 같은 공간이 펼쳐진다.

그림 6. 유니티 HDRP로 구현 중에 있는 사운즈 한남(프로젝트 진행 중)

원래 사운즈 한남의 모델 데이터는 레빗으로 구성되어 있었고, 빌딩이 처음 만들어질 때의 데이터이다 보니 새롭게 모델링을 3ds 맥스로 가져와 다시 조정해야 했다.

처음 빌드 파일을 실행하게 되면 스킵 가능한 사운즈 한남 영상으로 시작된다. 그리고 전체 인터랙션을 설명하는 메인 UI가 뜨게 된다. 구성하고 있는 UI는 마우스와 키보드(W, A, S, D 키)로 내비게이션할 수 있어 사운즈 한남 전체 외부 공간을 돌아 다닐 수 있다. 그리고, 빌딩 안에 있는 스토어 인포메이션을 볼 수 있고 각각의 스토어에 어떻게 가는지 화살표로 표시가 안내된다. 또 테이블이나 의자의 색을 변경해 볼 수 있고, 스페이스 바를 누르면 밤 모드로 전환할 수 있다.

그림 7. 유니티 사운즈 한남 프로젝트 메인 UI

그림 8. 유니티 상에서 화살표로 안내되고 있는 스토어

사운즈 한남은 다채로운 그늘과 식물로 채워져 있어 유니티에서 구성할 때도 식물을 배치해 넣었는데, 좀 더 현실감 있게 셰이더로 바람의 영향을 받을 수 있게 하였다. 현재 진행 중인 것은 주로 반사값과 라이팅이다. 인테리어와 익스테리어가 함께 있는 공간이어서 라이팅을 구성하는데 신경 쓰고 있고, 전반적인 광원을 실제 값을 참고해서 조정하고 있다.

HDRP에서 조명은 Physical Light Unity(PLU)라는 시스템이 사용된다. 즉 광원 단위는 스토어에서 전구를 검색하거나 노출 측정기로 광원을 측정할 때 표시되는 값처럼 실제 측정 가능한 값을 기반으로 한다. 예를 들면 햇빛을 구성하는 광원은 햇빛 강도 측정에 활용되는 LUX로 표시되고, 다른 실제 광원은 루멘(Lumens)으로 강도를 측정하여 신에서 작은 광원 이미터에 대한 참조로 사용할 수 있다.

유니티 오피스와 마찬가지로 사운즈 한남 프로젝트가 끝났을 경우 실행 파일을 제공할 예정이다. 그리고 관련 프로젝트의 웨비나를 유니티 코리아 유튜브 채널에서 진행하게 될 예정이다.

그림 9. 유니티로 구현된 사운즈 한남 플라자