AirsideVR 이미지 제공 Rubix Limited
언리얼 엔진 5가 시뮬레이션 산업을 위해 놀랍고도 새로운 가능성을 선사합니다
2022년 4월 28일
언리얼 엔진 5 출시는 많은 산업에 새로운 파동을 일으키고 있습니다. 차세대 게임 개발의 모습을 바꿀 수 있는 확실한 가능성을 가진 언리얼 엔진 5의 출시는 영화 및 TV, 라이브 이벤트, 건축, 자동차 등 다양한 분야의 크리에이터가 모두 반길 소식입니다. 하지만 매우 정확하고 사실적이며 방대한 오픈 월드를 제작할 수 있는 UE5의 새롭고 놀라운 툴세트는 시뮬레이션 산업에도 똑같이 적용할 수 있습니다. 아래에서 대표적인 몇 가지 툴과 시뮬레이션 산업에서의 활용법을 알아보겠습니다.
더 크고 정확한 오픈 월드
UE5의 가능성은 끝이 없습니다. 새로운 레벨 관리 및 스트리밍 방식인 새 월드 파티션 시스템은 메모리를 많이 차지하거나 로드하는 데 오랜 시간이 걸리는 대규모 월드를 처리할 수 있습니다. 월드 파티션을 사용하면 월드가 단일 퍼시스턴트 레벨로 존재하게 되고 그리드로 자동 분할됩니다. 언리얼 에디터의 새 월드 파티션 에디터 창에서 작업하고 싶은 영역을 선택할 수 있습니다. 런타임에서는 거리를 기준으로 필요한 셀만 스트리밍됩니다.월드 파티션과 함께 사용되는 새로운 액터당 한 개의 파일(One File Per Actor, OFPA) 시스템에서는 여러 개발자가 충돌 없이 동시에 같은 레벨을 작업할 수 있어 더 빠르고 효율적인 협력 워크플로가 가능합니다. 데이터 레이어를 사용하면 같은 레벨을 여러 버전으로 만들 수 있습니다. 낮 버전과 밤 버전, 일반 에셋과 파괴된 에셋 등, 같은 공간에 여러 레이어를 만들고 블루프린트를 사용하여 런타임에서 활성화하거나 비활성화할 수 있습니다.
언리얼 엔진 4에서 월드의 크기를 제한하는 요인 중 하나는 정밀도였습니다. 언리얼 엔진 5에서는 대규모 월드 좌표(Large World Coordinates, LWC) 지원을 도입하여 다양한 시스템에서 배정밀도 부동 소수점 데이터를 사용할 수 있습니다. 이 기능은 액터 배치 정확도와 오리엔테이션 정밀도를 크게 개선하고, 리베이스 등의 방법을 사용하지 않고도 방대한 월드를 만들 수 있는 토대를 마련해 줍니다. 핵심 데이터 타입과 더불어 HLSL, 나이아가라 비주얼 이펙트, 카오스 피직스에 대해서도 64비트 정밀도를 지원합니다. 후자는 현재 고정된 틱 간격으로 별도의 스레드에서 실행할 수도 있어 더욱 예측 가능하고 네트워킹이 편리한 시뮬레이션 작업을 할 수 있습니다.
새로운 툴세트는 기존 언리얼 엔진 기능을 보완하여 현실 데이터를 리얼타임 애플리케이션으로 가져올 수 있도록 도와줍니다. 대표적으로 Georeferencing 플러그인을 사용하면 언리얼 엔진 레벨의 위치를 물리적 공간의 위치와 연결할 수 있습니다. 언리얼 엔진 생태계에서 지원하는 그 밖의 놀라운 기능으로는 3D 타일 통합이 가능한 Cesium for Unreal, ArcGIS Maps SDK for Unreal Engine, SimBlocks.io CDB Datasmith Exporter가 있습니다.
미래에는 더 많은 가능성이 펼쳐질 것입니다. 언리얼 엔진에서는 포토리얼한 지구 전체의 시맨틱 3D 디지털 트윈 제공을 목표로 하는 언리얼 엔진 플러그인 Blackshark, 세계의 여러 지역에 대해 가상 테스트 환경으로서 VR 트윈을 제작하는 AVES Reality 등 캡처한 지리 데이터의 증강현실을 구현하는 여러 AI 솔루션을 탐구하기 시작했습니다. 앞으로 펼쳐질 미래가 기대됩니다. 기본 정보를 포함할 뿐 아니라 시뮬레이션을 통해 환경과 보다 지능적인 상호작용이 가능한 3D Tiles Next 등 커뮤니티의 거대한 시맨틱 오픈 월드 표준 작업도 주목할 가치가 있습니다.
UE5의 새로운 가상화 마이크로폴리곤 지오메트리 시스템, 나나이트를 활용하면 디바이스, 비히클, 건물의 매우 디테일한 CAD 모델이나 수백만 개의 폴리곤으로 구성된 사진측량 스캔 파일 등 소스 에셋을 퀄리티 저하 없이 직접 임포트할 수 있습니다. 또한, 디테일을 노멀 맵으로 굽거나 드로 콜 컨스트레인트를 고려하지 않고도 매우 디테일한 씬을 만들 수 있습니다. 인식할 수 있는 디테일만 지능적으로 스트리밍하고 처리하기 때문입니다.
매우 디테일한 지오메트리를 가장 잘 표현하려면 섀도 또한 매우 디테일해야 합니다. 여기에 버추얼 섀도 맵(Virtual Shadow Map, VSM)이 사용됩니다. 고해상도 섀도 맵인 VSM은 섀도 맵을 여러 타일로 분할하고, 나나이트처럼 뎁스 버퍼 분석을 바탕으로 화면의 픽셀에 그림자를 적용하는 데 필요할 때만 각 타일을 할당하고 렌더링합니다.
씬의 사실성은 라이팅에서 올 때가 많습니다. 리얼타임 라이팅과 리플렉션은 오래 전부터 만들 수 있었지만, 그러려면 라이트 맵 UV 제작, 라이트 맵 굽기, 리플렉션 캡처 배치 등 힘든 작업이 필요했습니다. 하지만 언리얼 엔진 5의 루멘이 모든 것을 바꾸었습니다. 루멘은 완전한 다이내믹 글로벌 일루미네이션 및 리플렉션 시스템으로 시간에 따라 태양의 각도를 바꾸거나, 플래시를 켜거나, 외부 문을 여는 경우처럼 직접광이나 지오메트리가 변할 때 간접광을 즉시 반영합니다. 루멘 시스템은 밀리미터에서 킬로미터에 이르는 거대하고도 디테일한 환경에서 무한한 바운스와 간접 스페큘러 리플렉션으로 디퓨즈 인터리플렉션을 렌더링합니다. 또한, 이미시브 머티리얼도 지원합니다.
미래에는 더 많은 가능성이 펼쳐질 것입니다. 언리얼 엔진에서는 포토리얼한 지구 전체의 시맨틱 3D 디지털 트윈 제공을 목표로 하는 언리얼 엔진 플러그인 Blackshark, 세계의 여러 지역에 대해 가상 테스트 환경으로서 VR 트윈을 제작하는 AVES Reality 등 캡처한 지리 데이터의 증강현실을 구현하는 여러 AI 솔루션을 탐구하기 시작했습니다. 앞으로 펼쳐질 미래가 기대됩니다. 기본 정보를 포함할 뿐 아니라 시뮬레이션을 통해 환경과 보다 지능적인 상호작용이 가능한 3D Tiles Next 등 커뮤니티의 거대한 시맨틱 오픈 월드 표준 작업도 주목할 가치가 있습니다.
리얼타임 포토리얼리즘
크기만 하고 사실적이지 않은 월드는 의미가 없습니다. 언리얼 엔진 5의 다양한 신규 시스템을 함께 사용하면 현실과 구별하기 어려울 정도로 놀랍고도 자세하고 몰입도 높은 월드를 만들 수 있습니다.UE5의 새로운 가상화 마이크로폴리곤 지오메트리 시스템, 나나이트를 활용하면 디바이스, 비히클, 건물의 매우 디테일한 CAD 모델이나 수백만 개의 폴리곤으로 구성된 사진측량 스캔 파일 등 소스 에셋을 퀄리티 저하 없이 직접 임포트할 수 있습니다. 또한, 디테일을 노멀 맵으로 굽거나 드로 콜 컨스트레인트를 고려하지 않고도 매우 디테일한 씬을 만들 수 있습니다. 인식할 수 있는 디테일만 지능적으로 스트리밍하고 처리하기 때문입니다.
매우 디테일한 지오메트리를 가장 잘 표현하려면 섀도 또한 매우 디테일해야 합니다. 여기에 버추얼 섀도 맵(Virtual Shadow Map, VSM)이 사용됩니다. 고해상도 섀도 맵인 VSM은 섀도 맵을 여러 타일로 분할하고, 나나이트처럼 뎁스 버퍼 분석을 바탕으로 화면의 픽셀에 그림자를 적용하는 데 필요할 때만 각 타일을 할당하고 렌더링합니다.
씬의 사실성은 라이팅에서 올 때가 많습니다. 리얼타임 라이팅과 리플렉션은 오래 전부터 만들 수 있었지만, 그러려면 라이트 맵 UV 제작, 라이트 맵 굽기, 리플렉션 캡처 배치 등 힘든 작업이 필요했습니다. 하지만 언리얼 엔진 5의 루멘이 모든 것을 바꾸었습니다. 루멘은 완전한 다이내믹 글로벌 일루미네이션 및 리플렉션 시스템으로 시간에 따라 태양의 각도를 바꾸거나, 플래시를 켜거나, 외부 문을 여는 경우처럼 직접광이나 지오메트리가 변할 때 간접광을 즉시 반영합니다. 루멘 시스템은 밀리미터에서 킬로미터에 이르는 거대하고도 디테일한 환경에서 무한한 바운스와 간접 스페큘러 리플렉션으로 디퓨즈 인터리플렉션을 렌더링합니다. 또한, 이미시브 머티리얼도 지원합니다.
라이브러리에서 원하는 에셋을 찾지 못했다면 이제 직접 스캔하면 됩니다. 최근 에픽게임즈에 합류한 캡처링 리얼리티와 퀵셀이 새로운 무료 3D 스캐닝 앱, 리얼리티스캔을 개발했습니다. 리얼리티스캔은 현재 한정 베타 중이며, 올해 안에 얼리 액세스가 공개될 예정입니다.
루멘, 나나이트, VSM, 현실에서 캡처한 데이터와 함께 기존 볼류메트릭 클라우드(영문)와 물 시스템을 사용하면 최종 사용자가 완벽히 몰입할 수 있는 놀라울 정도로 사실적인 월드를 만들 수 있습니다.
루멘, 나나이트, VSM, 현실에서 캡처한 데이터와 함께 기존 볼류메트릭 클라우드(영문)와 물 시스템을 사용하면 최종 사용자가 완벽히 몰입할 수 있는 놀라울 정도로 사실적인 월드를 만들 수 있습니다.
풍부한 시맨틱 경험
대규모 월드, 아름다운 월드도 중요하지만 동시에 월드는 스마트해야 합니다. 그렇다면 게임 엔진은 얼마나 스마트해야 할까요?언리얼 엔진 5는 출시와 함께 뛰어난 베타 기능과 실험단계 기능으로 차세대 시나리오 제네레이터나 인간과 머신을 모두 훈련시킬 수 있는 훈련 컨피규레이터를 만들 수 있는 길을 마련했습니다.
그 외에도 매스 회피와 존 그래프 등의 기능으로 AI 에이전트 내비게이션이 크게 개선되었습니다. 매스 회피로 매스 엔티티 시스템을 사용하는 모든 엔티티에서 고성능 회피를 사용할 수 있고, 존 그래프로 특정한 내비게이션 플로를 활용한 효율적인 장거리 내비게이션을 사용할 수 있습니다.
다음 기능은 스테이트 트리입니다. 상태 트리는 언리얼 엔진의 확장 가능한 범용 계층형 스테이트 머신으로, 비헤이비어 트리의 선택 툴과 스테이트 머신의 스테이트 및 트랜지션을 결합하여 만들어졌습니다. 스테이트 트리를 사용하면 유연하고 체계적으로 유지되는 고성능 로직을 생성할 수 있습니다.
머신 러닝(ML)
언리얼 엔진을 사용하여 비교 기준을 생성하는 자동화 시스템은 보통 자체 신경망에 연결됩니다. UE5에서 도입한 신경망 추론(Neural Network Inference, NNI)은 개발자가 표준 ML 훈련 프레임워크를 직접 통합할 수 있도록 언리얼에서 실시간으로 신경망을 평가하는 네이티브 플러그인입니다.이 플러그인은 ML 디포머 시스템 기반의 머신 러닝 같은 기능을 제공하며, ML 네트워크를 통해 아주 높은 고해상도 버텍스 오프셋 데이터를 압축하고 실시간으로 재생할 수 있습니다. 이 시스템은 애니메이션, ML 기반 AI, 카메라 트래킹 등 개발상 난제를 해결하기 위해 마련한 수많은 ML 기반 접근법의 토대가 되어줍니다.
NNI는 업계 표준 ONNX 모델 포맷을 지원하며, 표준 ML 훈련 프레임워크(PyTorch, TensorFlow, MXNet 등)에서 익스포트하는 모든 모델을 실행할 수 있습니다. 따라서 어디서든 ML 모델을 가져와 엔진에서 직접 실행할 수 있습니다. 팀에서는 Microsoft와 긴밀히 협력하여 ONNX 런타임 프로젝트를 NNI 플러그인의 추론 시스템의 핵심으로 활용하고 있습니다.
그 외에도 언리얼 엔진 5에는 시뮬레이션 산업을 위해 새로운 가능성을 열어 줄 수많은 기능이 있습니다. 새로 추가된 기능을 모두 확인하려면 출시 노트를 참고하세요.
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