업계를 혁신하고 있는 Cesium의 정밀한 3D 지리 공간 데이터

2024년 12월 11일
지난 몇 년 동안 3D 사진측량 기술은 크게 발전하여 전 세계의 많은 부분을 디지털 방식으로 수집하고 기록할 수 있게 되었습니다. 하지만 이러한 과정을 통해 매우 방대한 데이터세트가 만들어 집니다.  

전통적으로 시뮬레이션이나 방위와 같은 산업에서는 이 정도 규모의 데이터세트를 처리할 수 있는 강력한 맞춤형 플랫폼과 도구를 개발했습니다. 일반적인 하드웨어를 사용하는 다른 산업의 개발자에게 대규모 3D 지리 공간 데이터는 거의 다루기가 쉽지 않았습니다. 

2021년, 언리얼용 세슘(Cesium for Unreal) 플러그인이 출시되면서 상황은 바뀌었습니다. 처음으로 게임 엔진 기술을 사용하여 방대하고 복잡한 3D 지리 공간 모델링을 실시간으로 시각화할 수 있게 된 것입니다.

이제는 누구나 기성 솔루션을 통해 매우 상세하고 정확한 3D 지리 공간 데이터를 사용할 수 있습니다. 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 급증하게 되었습니다.

특히 건축 업계는 3D 지리 공간 모델링과 리얼타임 시각화를 결합하여 엄청난 이점을 누리고 있습니다. 예를 들어, 건축 사무소는 건축물의 디자인을 실제 건설될 정확한 환경에서 선보일 수 있습니다. 

게다가 최근 세슘이 인프라 엔지니어링 소프트웨어의 선도 기업인 벤틀리(Bentley) 시스템즈에 합류한다는 발표가 나오면서 세슘을 사용하는 개발자들은 이제 전 세계에서 가장 크고 중요한 프로젝트와 에셋을 대표하는 인프라 에코시스템을 이용할 수 있게 되었습니다. 

세슘의 지리 공간 플랫폼과 벤틀리의 i트윈(iTwin) 플랫폼을 통합하면 3D 지리 공간 데이터를 엔지니어링, IoT, 현실 및 엔터프라이즈 데이터와 원활하게 연계하여 방대한 인프라 네트워크부터 지상, 공중, 해상, 우주 지표면 아래 깊은 곳에서 보이는 개별 에셋의 밀리미터 단위까지 정확한 디테일에 이르기까지 확장 가능한 디지털 트윈을 구현할 수 있습니다. 

이 문서에서는 세슘과 언리얼 엔진이 건축 시각화에서 어떻게 혁신을 일으키고 있는지 알아보고 가능성의 한계를 뛰어넘는 혁신적인 개발 상황을 살펴보겠습니다.

대중을 위한 3D 지리 공간 데이터

세슘(Cesium)은 3D 지리 공간 데이터를 사용하는 소프트웨어 애플리케이션을 개발하기 위한 오픈 플랫폼입니다. 개발자들은 이를 사용하여 정밀한 인터랙티브 3D 지리 공간 애플리케이션을 제작합니다.

이 플랫폼은 항공 우주 소프트웨어 회사인 애널리티컬 그래픽스 주식회사(Analytical Graphics, Inc., 현 앤시스(Ansys))에서 시작되었으며, 우주 공간의 물체를 시각화하기 위해 설계되었습니다. 컴퓨터 그래픽 전문가이자 세슘의 창립자인 패트릭 코치(Patrick Cozzi)가 이끄는 이 프로젝트는 세계에서 가장 정확하고 성능이 뛰어난 가상 지구를 제작했습니다. 

코치는 말합니다. "항공 우주 외의 산업에서도 활용할 가능성이 있다는 사실을 깨닫고 커뮤니티에 오픈 소스로 공개하기로 결정했습니다. 곧이어 다양한 산업 분야에서 사용 사례가 폭발적으로 증가했습니다."
 
첫 번째 사례는 세계에서 가장 강인한 어드벤처 레이스인 레드불 X 알프스(Red Bull X-Alps)로, 세슘JS(CesiumJS를) 이용해 패러글라이더들이 산을 통과하는 여정을 추적하기 시작했습니다. 그 이후로 세슘JS는 1,000만 건 이상의 다운로드를 기록했으며, 현재 수천 개의 애플리케이션을 지원하고 있습니다.  

심지어, 크리스마스의 산타클로스도 이런 기술을 활용하고 있습니다. NORAD 트랙 산타(NORAD Tracks Santa)는 세슘JS를 사용하여 12월 24일 산타의 세계 일주 여정을 추적했습니다. 


2019년에 세슘은 독립 회사로 거듭났으며 3D 지리 공간 데이터를 호스팅, 타일링, 스트리밍할 수 있는 SaaS 플랫폼인 세슘 아이콘(Cesium ion)을 출시했습니다. 여기에는 수년 동안 세슘JS 외에도 언리얼 엔진을 비롯하여 여러 플랫폼을 위한 오픈 소스 툴을 추가했습니다.

스트리밍을 통한 방대한 데이터 문제 해결

코치는 말합니다. "3D 지리 공간 데이터의 문제점은 크기가 방대하고 다루기가 까다롭다는 것입니다.
 
세슘은 3D 타일을 통해 이 문제를 해결합니다. 3D 타일은 방대한 3D 지리 공간 데이터세트를 스트리밍하기 위해 세슘에서 개발한 개방형 공간 정보 컨소시엄(Open Geospatial Consortium, OGC) 커뮤니티 표준입니다. 

3D 타일은 디테일과 정확도를 유지하면서도 3D 지리 공간 데이터를 가볍게 스트리밍할 수 있게 해줍니다.세슘 플랫폼은 다양한 유형의 3D 지리 공간 데이터를 처리하고 3D 타일로 변환하여 어디에서나 스트리밍할 수 있도록 지원합니다. 

데이터를 사전 로드하고 관리하는 대신 로컬 데이터세트를 통해 데이터를 스트리밍할 수 있으므로 사용자의 워크플로가 훨씬 쉬워집니다. 언리얼용 세슘이 출시되면서 크고 복잡한 지리 공간 데이터세트를 언리얼 엔진에서 훨씬 더 간단하게 시각화할 수 있게 되었습니다.  

이 오픈 소스 플러그인은 언리얼 엔진에 정밀한 3D 가상 지구를  제공하며 방위, 정보, 시뮬레이션, 훈련 등 다양한 산업 분아에서 고급 시각화 및 시뮬레이션을 제작하는 데 사용되고 있습니다.
코치는 말합니다. "세슘의 목표는 3D 지리 공간 기술을 발전시키는 것입니다. 따라서 언리얼 엔진의 강점과 세슘의 글로벌 스케일, 정밀도, 성능, 상호 운용성을 결합하는 것은 어쩌면 당연한 일이었습니다." 

최근 AEC 업계의 많은 기업들이 디자인 아이디어를 더 효과적으로 전달하기 위해 세슘을 사용하고 있습니다. 코치는 설명합니다. "세슘은 AEC 업계 전문가들이 정확한 3D 지리 공간적 컨텍스트 내에서 프로젝트를 탐색할 수 있도록 지원합니다. 이해관계자들과 소통하기 위해 2D 이미지와 다이어그램에만 의존하는 대신 정확하고 몰입감 넘치는 3D 환경을 만들고 공유하여 계획한 현실에 대해 보다 더 나은 아이디어를 제공할 수 있습니다."

최근 AEC 고객 중에서 BIM 및 3D 모델링 솔루션을 제공하는 팰레이셜(Palatial)은 언리얼용 세슘을 활용하여 사실적인 경험을 제공하고 사전 제작된 구조물에 대한 승인을 획득했습니다. 드립 비주얼(Drip Visual)은 네덜란드에서 도시 계획에 대한 일반 대중의 참여를 장려하고자 언리얼용 세슘 기반 플랫폼을 사용하여 필수적인 커뮤니티 피드백을 수집했습니다. A플레이스(APlace)는 이 플러그인을 사용해서 잠재 고객이 아직 지어지지 않은 건축물을 시각화하고 커스터마이징할 수 있도록 지원했습니다.

에픽 에코시스템 툴을 위한 세슘

언리얼용 세슘 외에도, 세슘은 리얼리티캡처, 스케치팹, 포트나이트 언리얼 에디터 등 에픽 에코시스템의 다른 툴과도 점점 더 많이 통합되고 있습니다. 

사진측량 소프트웨어인 리얼리티캡처는 수백만 개의 폴리곤이 포함된 매우 상세한 3D 모델을 생성합니다. 일반적인 하드웨어에서는 이러한 모델을 보는 것이 불가능한 경우가 많습니다. 삼각형 수를 줄이면 모델을 단순화할 수 있지만, 이로 인해 디테일이 손실되기 때문입니다.  

이제 리얼리티캡처는 모델을 세슘의 3D 타일 형식으로 내보내고 세슘 아이콘에 업로드할 수 있도록 지원합니다. 덕분에 링크를 공유하는 것만큼이나 손쉽게 엄청나게 복잡한 모델을 공유할 수 있습니다. 3D 타일은 특정 뷰에 필요한 데이터만 스트리밍할 수 있기 때문에 수 기가바이트에 달하는 규모의 모델도 디테일을 유지하며 웹에서 공유할 수 있습니다.

또한 세슘과 스케치팹의 통합을 통해 사용자는 스케치팹에서 70만 개 이상의 무료 모델을 프로젝트로 가져와 정확한 지리 공간 컨텍스트에서 프로젝트를 배치하고 탐색할 수 있습니다.

현재 포트나이트 언리얼 에디터(UEFN)는 언리얼용 세슘과 같은 C++ 플러그인을 지원하지 않습니다. 하지만 세슘 아이콘의 클리핑 기능을 사용하여 3D 타일의 일부를 UEFN으로 가져올 수 있습니다. 

클리핑을 사용하면 오프라인에서 또는 스트리밍이 불가능한 경우에 다운로드할 3D 타일의 특정 부분을 지정할 수 있습니다. 세슘 아이콘을 사용하면 지정된 타일을 단일 glTF 모델로 다운로드한 다음, UEFN 등 glTF를 지원하는 모든 애플리케이션에서 사용할 수도 있습니다.

또한 클리핑을 이용해 정확한 현실 세계의 지형과 고해상도 사진측량 데이터를 포트나이트 섬으로 불러올 수도 있습니다. 이 문서에서 실제 경기장 모형을 UEFN으로 가져와 친구들과 함께 플레이할 축구장을 세팅하는 방법을 알아보세요.
NBC Sports 제공

메타버스와 그 너머로

지난 해 여러 보고서에서는 건설 부문에서의 빠른 성장을 예측했습니다. 그러나 팬데믹으로 인한 공급망, 안전 규정, 자금 조달과 관련된 비용의 증가로 인해 신규 건설 프로젝트가 줄어들고 있다고 합니다. 

코치는 지리 공간적 컨텍스트와 3D 시각화 및 시뮬레이션을 통합하여 현재 건설 산업의 발전을 저해하고 있는 몇 가지 문제를 해결할 수 있다고 생각합니다.

"미래를 알 수는 없지만, 건설 산업은 디지털 혁신을 통해 이미 효율성, 안전성, 비용 효율성을 개선하여 이러한 잠재적 문제 중 일부를 해결하고 있습니다. 저희가 파트너와 함께 개발 중인 솔루션은 인력 부족, 비용 관리, 환경 영향과 같은 문제를 해결하고 있습니다. 전반적으로 건설 산업의 미래를 낙관적으로 보고 있습니다."

세슘은 현실 세계의 건축 분야에 기여하는 것 외에도 가상 세계에서 핵심적인 역할을 수행하는 것을 목표로 합니다. 코치는 이야기합니다. "세슘은 세 가지 방법으로 메타버스에 영향을 주고 있습니다. 그중 한 가지는 실제 데이터를 3D 환경에 손쉽게 통합하여 현실 세계와 디지털 세계를 연결하는 것입니다. 저희는 디지털 트윈을 구현할 수 있고 방대한 양의 데이터를 저장하고 스트리밍할 수 있는 소프트웨어 컴포넌트를 제공합니다. 

"두 번째로, 3D 타일 개방형 표준을 개발하고 발전시켜 이 데이터를 전 세계에 널리 스트리밍할 수 있는 솔루션을 제공하고 있습니다. 마지막으로, 공정하고 개방적이며 상호 운용 가능한 메타버스를 지지하기 위해 시간과 노력을 기울이고 있습니다."

메타버스는 아직 초기 단계이지만 오늘날 점점 더 많은 중요 프로젝트에서 언리얼용 세슘을 활용하고 있습니다.
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 했습니다. 이는 관중들이 올림픽 개최지의 지리적 공간을 이해할 수 있도록 도움을 주었습니다. 

이와 같은 프로젝트와 리얼타임 수중 모델링 및 몰입형 프로젝트에 언리얼용 세슘을 사용하는 오션 익스플로레이션 트러스트(Ocean Exploration Trust)를 통해 앞으로 어떤 유형의 애플리케이션에 이 플러그인이 사용될지 엿볼 수 있습니다.

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