언리얼 엔진과 리얼리티캡처로 랜드마크의 오리지널 비전을 재현

인구 밀도가 높은 도시에서도 교외의 여유럽고 럭셔리한 라이프를 재현할 수 있는 방법이 있을까? 거리와 정원이 있고 이웃간 깊은 유대감이 있는 공동체 생활이 가능한 다층 구조물을 짓는 것이 과연 가능할까? 1960년대 초반, 모쉐 사프디(Moshe Safdie)라는 대담한 젊은 건축가가 이러한 프로젝트를 구상했다. 그 결과물이 바로 ‘해비타트 67(Habitat 67)’이다.  ■ 자료 제공 : 에픽게임즈

▲ 이미지 출처 : 사프디 아키텍츠/네오스케이프

캐나다의 복합 주거 단지 해비타트 67은 싱가포르의 마리나 베이 샌즈와 캐나다 국립 미술관, 인도의 칼사 헤리티지 박물관 등의 건축물을 설계한 세계적 건축가 모쉐 사프디를 대표하는 건축물이다.

지금은 존경받는 건축가이자 도시 계획가가 된 사프디지만, 당시에는 자신의 비전이 얼마나 큰 것인지 알지 못했다. 해비타트 67은 수많은 건축가들에게 영감을 주었지만, 사실 원래 설계의 일부만 빛을 본 채 미완성의 꿈으로 남았었다.

그 한계를 뛰어넘는 디자인이 마침내 완성되었다. 미국의 크리에이티브 스튜디오 네오스케이프(Neoscape)가 사프디의 건축사무소 사프디 아키텍츠(Safdie Architects)와 협업해 에픽게임즈의 언리얼 엔진 5를 사용하여 리얼타임 렌더링 툴과 기법으로 마스터 플랜 원안을 가상 환경으로 구현했다.

디자인의 랜드마크

20세기의 가장 중요한 건물 중 하나인 해비타트 67은 맥길 대학교(McGill University)에서 석사 논문으로 시작되었다. 불과 23세의 나이에 사프디는 1967년 몬트리올 세계박람회에 새로운 복합 커뮤니티를 위한 아이디어를 제출했는데, 당시 이 박람회는 영감을 주는 프로젝트에 기회를 주는 행사로 유명했다.

세계박람회는 행사를 개최하기 위해 임시 구조물을 짓는 경우가 많지만, 1967년 캐나다에서는 참가자들이 삶의 방식을 재고할 수 있고 바로 철거되지 않는 무언가를 짓고자 했다. 해비타트 67은 바로 도시의 난개발이나 필요 없는 고층 타워로 스카이라인을 채우지 않는 새로운 유형의 주택을 만들기 위한 시범 프로젝트였다.

샤프디는 “내 아이디어는 주택을 연구하기 위해 떠난 북미 여행에서 시작되었다. 교외는 토지, 에너지, 교통수단이 너무 많이 쓰이기 때문에 장기적으로 내 아이디어를 실현할 수 없다는 결론에 도달했고, 아파트 건물을 재창조해서 정원을 만들고, 사생활을 보장하며, 탁 트인 도로로 접근성을 높여 삶의 질을 향상시켜 준다면, 사람들은 기꺼이 도시에 살기 원할 것이라고 생각했다”라고 당시를 회상했다.

복합 건물의 시초 중 하나인 해비타트 67은 주거 및 사무 공간, 호텔, 학교, 박물관 등을 자체 완비된 커뮤니티에 통합했다. 지금이야 일반적인 방식이지만 그 당시의 건축 트렌드와는 거리가 먼 파격적인 시도였다.

▲ 이미지 출처 : 사프디 아키텍츠

샤프디는 “모든 집에는 옥상 테라스가 있다. 발코니가 아니라 하늘을 향해 열린 정원이다. 도시에서 교외 생활을 궁극적으로 실현한 것 같았다. 당시에는 1200가구의 커뮤니티를 짓는 데 4500만 달러가 들었을 텐데, 지금으로 치면 4억 5000만 달러 정도 되는 금액이었다”라고 말했다.

하지만 실제로 샤프디에게 주어진 예산은 1500만 달러였고, 때문에 해비타트는 3개의 피라미드에 158채의 주택을 짓는, 원래의 절반도 안 되는 규모로 축소되었다. 도심 주민에게 질 높은 삶을 제공한다는 비전은 이루어졌지만, 야심 찬 고층 커뮤니티를 만든다는 해비타트 67의 원래 구상은 극히 일부만이 구현되었다.

사프디의 미래 지향적인 비전의 핵심에는 현장에서 모듈별로 조립되는 조립식 아파트가 있었다. 원래 설계는 모듈을 20~30층 높이의 프레임형 타워처럼 쌓아 올리는 방식이었지만, 사프디는 모듈을 뒤로 젖히면 언덕 위에 있는 것처럼 각 아파트마다 정원과 하늘을 향해 열린 공간을 만들 수 있다는 사실을 깨달았다. 이 구조물은 지하의 안전한 공공장소 위에 떠 있으며, 4개 층마다 도로가 있다.

▲ 이미지 출처 : 사프디 아키텍츠

컴퓨터 기술과는 거리가 먼 수십 년 전의 설계 과정은 하루 14시간씩 일하는 것이 일상일 정도로 매우 고된 노동이었다. 이런 상황에 레고(Lego)가 출시됐다. 레고는 모듈식이라 쌓을 수도 있고 조금씩 이동할 수도 있었는데, 샤프디는 레고의 이 시스템을 활용해 해비타트를 설계했다.

해비타트 67의 최종 건설은 건축물이 무너질 것이라고 주장하는 전통파 건축가들 사이에서 논란을 불러일으켰지만, 다행히도 반대론자들의 예상은 빗나갔다. 몬트리올 세계박람회에는 5000만 명이라는 기록적인 인파가 몰려들었고, 프로젝트는 완공되었다. 사프디는 이벤트 기간 내내 가족과 함께 해비타트 67의 한 아파트에서 지내기도 했다. 그렇게 해비타트 67은 대성공을 거두었고, 사프디는 건축계의 새로운 유명 인사가 되었다.

사프디는 “해비타트 67은 캐나다에 있는 건물 중 가장 오랫동안 사람들이 거주하고 있는 매우 살기 좋은 커뮤니티다. 사람들은 해비타트 67을 좋아하고, 살고 싶어한다”라고 말했다.

▲ 이미지 출처 : 사프디 아키텍츠/네오스케이프

해비타트67의 새로운 하루

해비타트 67이 살기 좋은 곳일 수도 있지만 동시에 여러 질문도 제기된다. “원래 디자인대로 완성되었다면 어땠을까? 주택에 대한 이러한 비전을 모든 사람이 누릴 수 있었을까? 여전히 그럴 수 있을까?”와 같이 이루지 못한 완성작에 대한 아쉬움이 담긴 질문이다. 네오스케이프는 이러한 질문에 답하기 위해 에픽게임즈의 언리얼 엔진 5에 오리지널 디자인을 구현하여, 새로운 세대 그리고 사프디에게 해비타트 67의 원래 모습을 실시간으로 경험할 수 있는 방법을 제공했다.

네오스케이프의 라이언 코헨(Ryan Cohen) 대표는 “에픽게임즈에서 해비타트 67을 완벽하게 구현해 달라는 요청을 했을 때 우리는 매우 흥분했다. 건축계에서 매우 중요한 프로젝트였기 때문”이라고 말했다.

네오스케이프는 세인트로렌스강 강변에서 눈에 띄게 뒤로 젖혀진 30층 높이의 거대한 타워를 모두 통합하는 사프디의 원래 구상을 시각화하기 위해 사프디 아키텍츠와 협력했다. 현재 84세인 모쉐 사프디에게 이 프로젝트는 당시 4500만 달러가 주어졌다면 어떻게 되었을지, 그리고 설계에 예상치 못한 문제는 없었는지를 확인할 수 있는 기회였다.

▲ ‘Safdie Architects 및 Neoscape와 함께 힐사이드 샘플 프로젝트 탐색하기’ 영상

이는 최신 기술을 사용하더라도 매우 어려운 작업이었다. 네오스케이프는 해비타트 67의 미완성된 부분을 모델링하기 전에 기존 구조를 매핑하는 작업부터 시작해야 했다. 펄스 레이저로 거리를 측정하는 원격 센서인 라이다(LiDAR)와 카메라가 장착된 드론은 미리 프로그래밍된 경로를 따라 건물 주변을 촬영했다. 동시에 또 다른 드론은 4136개의 고해상도 이미지를 촬영하여 건물 내부의 모든 구조적 세부 사항을 수집했다.

그런 다음 이 세 가지 데이터 세트를 에픽의 리얼리티캡처 소프트웨어로 결합, 정렬 및 처리하여 해비타트 67의 정확하고 상세한 모델을 제작했다. 이는 네오스케이프가 프로젝트를 진행함에 있어 이상적인 출발점을 제공했을 뿐만 아니라, 다음 세대를 위해 해비타트 67의 현재 상태를 보존하여 전 세계 어디에서나 학생들이 언제라도 해비타트 67을 연구할 수 있는 방법을 제공했다.

사프디 아키텍츠와 네오스케이프는 맥길 대학교에 보관되어 있는 설계도를 바탕으로 3D 모델에 필요한 디테일을 제작하기 위해 디자인을 추가로 개발했다. 특히 여러 건물을 어떻게 조립하고 주차장과 연결하는지, 수경 시설과 정원이 어떻게 배치되고 기능하는지 그리고 보행자와 차량이 어디에서 연결될지에 주의를 기울였다.

▲ 이미지 출처 : R-E-A-L.IT, Leo Films, Drone Services Canada Inc.(관련 영상)

사프디 아키텍츠의 팀은 처음 구상 후 50여 년이 지난 해비타트 67에 다시금 생명을 불어넣기 위해 여러 세대를 아우르는 노력의 일환으로 호텔, 학교, 사무 공간 등 단지 내 건물을 디자인하며 원래 기본 설계에는 없었던 다른 요소들을 추가로 정교하게 구현했다. 사프디 아키텍츠가 건물, 주변 경관, 공공 영역들을 먼저 디자인한 후, 네오스케이프는 이를 디지털 환경으로 옮겨 사용자들에게 더욱 몰입감 있는 경험을 제공할 수 있게 되었다. 1961년에는 단지 콘셉트에 불과했던 것이 실현된 것이다.

사프디 아키텍츠의 자론 루빈(Jaron Lubin) 선임 파트너는 “오늘날 사프디 아키텍츠의 작업을 계속 발전시키는 많은 기본 원칙은 모두 해비타트 67에서 찾을 수 있다. 수년에 걸친 우리 프로젝트는 커뮤니티 육성, 빛, 공기, 녹지 공간에 대한 공평한 접근성 제공, 대규모 개발의 인간화라는 핵심 가치를 기반으로 발전해 왔으며, 이 모든 것이 해비타트 67에 구체화되어 있다. 최신 기술 덕분에 이러한 아이디어의 잠재력을 보여줄 수 있었는데, 이는 누구라도 이러한 아이디어를 실현시킬 수 있다는 것을 의미한다”라고 말했다.

에픽 에코시스템을 통한 시각화

네오스케이프는 작업의 규모가 확실히 방대했지만, 리얼타임 파이프라인이 매우 간결했기에 큰 도움이 됐다. 에픽 에코시스템의 몇 가지 툴만 있으면 복잡한 커스터마이징 없이도 시각화에 필요한 주요 사항을 전부 처리할 수 있었다. 특히 언리얼 엔진 5는 기존 DCC 소프트웨어에서는 불가능했던 규모와 충실도를 제공했다.

라이언 코헨은 “언리얼 엔진의 가장 큰 장점은 렌더링 버튼을 누르지 않아도 작업한 내용을 볼 수 있다는 점이다. 즉석에서 결과물을 평가할 수 있기 때문에 예술적인 부분에 집중할 수 있었다. 우리는 언리얼 엔진으로 건축 시각화의 한계를 뛰어넘고 싶었기에 정말 야심차게 도전했다”라고 말했다.

▲ 이미지 출처 : 사프디 아키텍츠/네오스케이프(관련 영상)

모델은 라이노(Rhino)와 3ds 맥스(3ds Max)에서 기본 머티리얼을 사용하여 제작한 후 데이터 임포트 툴세트인 데이터스미스를 통해 언리얼 엔진 5로 임포트했는데, 이는 몇 시간 심지어 며칠의 작업 시간을 절약해줬다. 언리얼 엔진으로 임포트한 후에는 나무와 식물, 일반 세트 드레싱과 같은 요소를 다양하면서도 산만하지 않게 적용했다. 네오스케이프는 신 전체에 개별 컬렉션을 사용하여 퍼포먼스 저하 없이 사실적인 룩을 구현할 수 있었다.

▲ 이미지 출처 : 사프디 아키텍츠/네오스케이프(관련 영상)

신이 준비되자 개발팀은 언리얼 엔진 5가 현재 얼마나 많은 데이터를 처리하고 있는지 조사했다. 예를 들면, 네오스케이프가 만들어 낸 가상 해비타트 67은 45억 개 이상의 트라이앵글과 수천 개의 주거 유닛이 복합 구조물을 구성하고 있고, 배경에는 몬트리올도 자리하고 있다. 간단히 말해, 전체 신은 대부분의 렌더링 패키지가 처리할 수 있는 양보다 많았다. 네오스케이프는 부하를 줄이기 위해 실제 구조와 동일한 모듈식 건설 기법을 언리얼 엔진에도 도입했다. 이 과정에서 네이티브 라이노 그룹과 블록을 스태틱 메시로 변환하여 올바른 위치에 자동으로 배치하는 툴을 개발할 수 있었다.

▲ 이미지 출처 : 사프디 아키텍츠/네오스케이프(관련 영상)

또한 네오스케이프는 대규모 신이 렌더링되는 방식을 근본적으로 바꿔주는 언리얼 엔진의 나나이트 기능을 활용하여 큰 성능 저하 없이 더욱 디테일하게 구현할 수 있었다. 레벨 오브 디테일(Level of Detail : LOD)이나 멀리 있는 나무에 카드를 사용하는 등 오래된 방식을 사용하지 않고도 수십억 개의 폴리곤을 추가할 수 있었다.

네오스케이프는 언리얼 엔진 5의 또 다른 기능인 루멘을 활용하여 디테일이 뛰어난 리얼타임 글로벌 일루미네이션을 구현하였는데, 이 기능이 너무 유용해서 기존의 패스 트레이서를 사용하지 않기로 했다. 또한 루멘은 실시간으로 빠르게 렌더링되기 때문에 아트 디렉션 프로세스를 바로 시작할 수 있었고, 팀이 실시간으로 검토하며 모델을 편집하고 어떤 라이팅 조건과 머티리얼 마감, 애니메이션이 가장 잘 어울리는지 결정할 수 있었다.

▲ 패스 트레이서(왼쪽)와 루멘(오른쪽)(이미지 출처 : 언리얼 엔진 홈페이지)

힐사이드 샘플 프로젝트

사프디는 “언리얼 엔진은 건축가를 위한 단순한 툴이 아니라, 완전히 새로운 세상에서 아이디어를 펼칠 수 있는 기회를 제공한다. 이것이 바로 우리가 도시를 만드는 방식을 다시 생각해야 하는 이유다. 이 모델을 대중들에게 공개함으로써 해비타트 67같은 집에서 살 수 있다는 아이디어를 실현하고자 하는 사람들의 열망을 키우는 데 도움이 되길 바란다”라고 말했다.

이제 힐사이드 샘플 프로젝트(Hillside Sample Project)를 통해 누구나 사프디가 처음 구상했던, 완성된 해비타트 67을 살펴볼 수 있다. 이 프로젝트를 고퀄리티 애셋 컬렉션으로 사용할 수 있고, 시네마틱에 통합하거나 또는 완전한 인터랙티브 데이터 세트로 학습할 수 있다. 에픽게임즈와 네오스케이프는 제작 과정에서 언리얼 엔진 5와 리얼리티캡처를 철저히 검증했다.

에픽게임즈의 카를로스 크리스테르나(Carlos Cristerna) 선임 제품 스페셜리스트는 “이 모델을 활용하여 기존 건축가에서부터 학생에 이르기까지 누구나 자신만의 해비타트 67을 디자인하며, 재미있게 즐기고 배우면서 나만의 아이디어를 구상해볼 수 있기를 바란다”라고 말했다.

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