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건축가의 CAD/BIM 프로세스를 리얼타임 3D로 바꾸는 Modumate

David Weir-McCall |
2021년 5월 17일
리치먼 노이만(Richman Neumann)은 건축 업계를 속속들이 잘 아는 사람입니다. 그는 7개의 건축 회사를 거치며 건물을 설계해 왔으며, 그 외에도 지속가능성 전문 컨설턴트로 15개의 회사에 자문을 한 바 있습니다. 노이만은 자신이 거쳐 간 모든 직장에서 흥미로운 점을 발견했습니다.

어떤 워크플로에서든 건축가로서 같은 문제에 직면했는데, 설계를 위한 시간은 너무 적고 초안 작업에는 너무 많은 시간을 들이는 점이었죠. 이로 인해 에너지 사용과 탄소 발자국을 줄이고 음향 쾌적성을 주는 등 설계상에서 다른 의미 있는 개선을 이루기 위한 최적화를 시도할 시간이 없었습니다.

노이만이 도달한 결론은 간단했습니다. 그는 말합니다. "초안 작업 때문에 성능이 좋은 건물을 만들기가 어렵습니다." 
 

기후 변화로 인한 위기가 심각해지는 가운데 이 사실은 엄청난 시사점을 가지고 있습니다. 건물은 인간이 남기는 탄소 발자국의 42%를 차지합니다. 설계 단계에서 건물 성능을 시뮬레이션할 시간만 있었다면 탄소 발자국을 최대 50% 줄일 수 있었을 겁니다.

이 문제뿐만 아니라 건축가들이 마주하는 많은 문제의 근원은 3D 건축 설계 툴이 오래되었다는 점입니다. 가장 최근에 나온 툴도 그래픽 퀄리티와 모델링 효율, UX, 협업, 자동화 측면에서 다른 업계의 툴보다 뒤처져 있습니다. 

노이만이 생각해낸 이런 문제를 한 번에 해결하는 단 한 가지 방법은 새로운 3D 설계 플랫폼을 처음부터 다시 만드는 것이었습니다.
 
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힘든 초안 작업의 최소화 

건축 설계사의 프로세스 중에서 설계와 초안 작업은 떼려야 뗄 수 없는 작업입니다. 노이만은 자신이 해온 일 중에서 건물 설계는 정말 좋아하지만 시공 문서의 초안을 작성하는 건 좋아하지 않았습니다.

건물의 여러 부분을 선택하고 만들어가는 설계는 영향력이 크고 재미있는 과정입니다. 건축가가 미학적 전문성과 문제 해결 능력을 발휘해야 하는 부분이며, 건물의 완성도를 높이는 작업입니다. 하지만 한 프로젝트에서 설계에 사용되는 시간이 45%가 채 되지 않는 경우가 많습니다.

도면을 만들고 치수와 태그, 키노트, 범례, 참고 사항, 상호 참조를 추가하는 일들로 이루어진 초안 작업은 골치 아프고 반복적인 일입니다. 이러한 문서의 초안 작업 자체는 결과를 개선해 주는 게 아니라 허가를 내주는 공무원이나 건축 업자 등에게 설계에 앞서 결정 사항을 설명하기 위한 것입니다. 끊임없이 반복되는 작업인데 이런 초안 작업에 건축가가 프로젝트 전체 타임라인의 55%를 사용하고 있습니다.

설계를 좋아하는 사람에게 치수와 태그의 초안 작업은 정말 귀찮은 일입니다. 하지만 안타깝게도 설계사를 위해 이런 작업을 자동화할 만큼 정보를 충분히 포착할 수 있는 툴이 개발되지 않았습니다. 지금까지는요.
 
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모듀메이트(Modumate)는 건축 문서를 자동화하는 독립실행형 3D 모델링 플랫폼입니다. 사용자가 모듀메이트 모델을 빌드하면 소프트웨어에서 즉시 건축에 사용할 수 있는 수준의 도면과 수량 예측값을 내보내고 렌더링까지 구현합니다. 

모듀메이트는 앞으로 2~3년 안에 치수, 태그, 참고 사항, 제목, 범례와 기타 도면 주석을 자동으로 추가하는 알고리즘 라이브러리를 제공한다는 비전을 가지고 있습니다. 평면도 매싱, 골조, 개구부 치수를 추가하는 첫 번째 알고리즘은 2021년 5월에 출시될 예정입니다. 이 알고리즘을 활용하면 설계사는 의미 있고 즐거운 설계 작업에 집중할 수 있을 것입니다.

말하자면 모듀메이트는 SketchUp, Revit, 심즈(The Sims)를 합친 플랫폼이라고 할 수 있습니다. SketchUp과 같은 CAD 툴의 평면 모델링 기능, Revit과 같은 BIM 툴의 파라미터 어셈블리 기능, 언리얼 엔진의 비주얼 퀄리티를 모두 가지고 있기 때문입니다.

현재 시장에는 CAD와 BIM 툴과 같이 이미 널리 사용되는 툴이 많이 있으며 건축 설계사는 익숙한 툴을 계속 사용하려는 경향이 있습니다. 모듀메이트는 AutoCAD와 같은 2D 드래프팅 플랫폼에 3D 기능을 더하기 위한 것이며, 고퀄리티 DWG와 여러 드래프팅 자동화 기능을 제공합니다.
 
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각각 전문 분야가 다른 세 명의 전문가가 이 소프트웨어 개발을 이끌고 있습니다. 건축 경력이 있는 노이만이 모듀메이트의 CEO입니다. CTO인 제이슨 섕클(Jason Shankel)은 맥시스(Maxis/EA)에서 15년간 있었으며 그중 11년은 심시티(SimCity )와 심즈 작업을 했습니다. 마지막으로, 엔지니어링 VP인 덩컨 보흘(Duncan Boehle)은 카네기멜런대학교(Carnegie Mellon University) 재학 시절 노이만의 룸메이트로, 오큘러스 홈 VR(Oculus Home VR) 타이틀 작업을 했습니다. 노이만은 말합니다. "저희 사무실에서는 농담 반, 진담 반으로 모듀메이트를 '심즈 프로(The Sims Pro)'라고 부릅니다." 

초안 작업 자동화를 위해 진행하는 일 외에도 이 팀은 수년간 건축 3D 설계에서 고질적으로 드러났던 다른 문제도 해결하려고 노력하고 있습니다. 낮은 비주얼 퀄리티, 느린 모델링 툴, 이해하기 어려운 UX, 전무한 협업 워크플로 등의 문제입니다.

완전한 건물을 더 효율적으로 모델링

건물 설계사들은 거주하고 싶은 공간을 설계하고자 합니다. 이미지가 포토리얼하다면 설계의 퀄리티를 판단하고 설득하기가 쉬워지죠. 현재 대부분의 설계사는 현실감 없는 앱에서 울며 겨자 먹기로 3D 모델을 만든 후 아름다운 이미지를 만들기 위해 다운스트림 렌더링 툴로 모델을 내보내야 합니다.

언리얼 엔진의 포토리얼한 그래픽 기능을 활용한 모듀메이트에서 설계한 씬은 최종 결과물을 훨씬 더 정확하게 나타냅니다. 그렇기 때문에 건축가는 공간의 룩 앤 필에 자신감을 가지고 설계할 수 있습니다.

모델링에 있어서 가장 대중적인 CAD 기반 툴을 사용하면 셰이프를 버텍스별로 스컬프팅해야 합니다. 그러나 건물은 조각 작품이 아니라 부분들이 어우러진 것이며 스터드, 블록, 보드, 패널, 핸들과 같은 요소들로 구성되어 있습니다. 건물 설계사들은 이런 부분들을 조립하는 방법, 즉 벽, 바닥, 지붕, 문을 배치하는 방법을 알고 있습니다.

모듀메이트에는 이런 부분들을 각각 클릭 한 번으로 모델링하는 BIM 툴이 포함되어 있습니다. 이런 BIM 오브젝트를 가지고 작업하면 건축가는 건물의 깔끔하고 명확한 모델을 훨씬 더 효율적으로 얻을 수 있으며, 모듀메이트가 실시간 수량 예측값과 견적 조사, BOM(재료표)을 포함한 모든 부분을 트래킹해줍니다.

리얼타임 협업을 통한 모델링

여러 명의 협업은 아직 건물 설계사에게까지는 이르지 못한 비디오 게임의 개념입니다. 주류 3D 설계 툴은 일반적으로 한 번에 사용자 한 명만 파일을 가지고 작업할 수 있기 때문에 다른 팀원은 생산적으로 힘을 보탤 수 없습니다. 아니면 각 사용자를 푸시-풀 방식으로 중앙의 모델에 동기화하여 버전 관리를 수행하는데, 그런 경우 대부분의 사용자가 다른 팀원의 최신 작업물보다 몇 시간, 며칠, 때로는 몇 주나 뒤처진 모델로 작업해야 합니다.
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언리얼 엔진은 어느 개발자나 멀티플레이어 기능을 앱에 추가할 수 있는 툴을 제공합니다. 모듀메이트는 이런 게임과 같은 개념을 활용하여 건축가에게 팀원들과 즉각적으로 협업하며 나란히 앉아 3D 오브젝트를 만들고 텍스트/음성 채팅으로 함께 설계하는 기능을 제공합니다. 

일반 공개는 2021년 후반에 이루어질 예정이고 현재는 비공개 베타로 제공되고 있으며, 멀티플레이어 게임과 3D 생산성 플랫폼이 결합된 듯한 경험을 누릴 수 있습니다. 커뮤니케이션에서 지연 시간을 줄일 뿐 아니라 더 많은 팀원을 프로세스에 참여시킬 수 있기 때문에 더 훌륭한 설계를 만들 수 있습니다.
 
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소스 코드 액세스를 통한 커스터마이징

언리얼 엔진은 처음부터 모듀메이트의 중심에 있었습니다. 노이만은 이렇게 말합니다. "언리얼 엔진은 이미 탁월함을 몇 번이나 입증했습니다. 언리얼 엔진이 있으면 컴퓨터 과학자, 게임플레이 프로그래머, 그래픽 프로그래머가 전부 함께하는 것이나 마찬가지입니다. 무엇보다도 에픽게임즈는 어떤 엔진보다도 열정적인 팬이 빠르게 늘어나고 있습니다. 그런 팬 커뮤니티의 일원이라는 것이 정말 자랑스럽습니다."

덩컨과 리치먼은 카네기멜런대학교 룸메이트 시절부터 모듀메이트의 핵심 개념에 관해 논의했습니다. 노이만은 말합니다. "처음부터 언리얼이 저희에게 적합한 엔진이라는 걸 알고 있었죠. 저희 팀은 C++를 좋아하고 필요하다면 엔진의 소스 코드를 수정하는 데도 거리낌이 없습니다. 그런데 다른 엔진에서는 그런 게 불가능하죠. 그리고 에픽게임즈는 다른 엔진 개발업체보다 계속해서 경계를 더 빠르게 넓히고 있습니다".

소스 코드에 무료로 액세스할 수 있기 때문에 팀은 원하는 대로 커스터마이징할 수 있었고, 엔진의 강력한 네이티브 기능으로 개발에 박차를 가하면서 모듀메이트 팀은 예상보다 훨씬 빠르게 시장에 진입할 수 있었습니다. 노이만이 말합니다. "언리얼 엔진 덕분에 개발 기간이 아마 18개월은 단축되었을 겁니다. 아름다운 3D 앱을 만드는 데 일반적으로 발생하는 문제를 모두 해결해주기 때문에 모듀메이트가 추구하는 구체적인 목표, 즉 초안 작업을 자동화해주는 새로운 BIM 모델에 집중할 수 있는 거죠."
 
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건물 설계를 향한 대담한 비전

노이만이 말합니다. "기술과 관련해서 흔히 하는 말이 있습니다. 다음번에 나타날 위대한 발명은 장난감 같은 데서 시작할 것이라는 말이죠."

모듀메이트는 건축의 멀티플레이어 OS가 되리라는 목표를 가지고 있습니다. 건축 프로젝트에는 소유주/개발사, 설계사, 컨설턴트, 건축 업자, 하도급업자, 보험사, 운영자, 입주자, 허가 공무원, 구매자, 임대인 등 관여된 이해 관계자가 많습니다. 

이들 모두가 각자 의견이 있고 건물에 대한 질문을 가지고 있습니다. "언리얼의 그래픽과 모듀메이트의 BIM 시맨틱 모델을 활용하면 이해 관계자 모두가 이해할 수 있는 단일의 명확한 소스나 레코드 시스템을 얻을 수 있습니다.

결과적으로 설계사는 스마트하고 즐겁고 협업이 가능한 가상 3D 환경에서 건물을 더 빠르고 효율적으로 설계 및 제작할 수 있으며, 문서 초안 작성과 같은 사무적인 작업은 자동화에 맡길 수 있게 됩니다.

이는 미래의 건물 설계 방식에 대한 대담한 비전이자 건축 설계사의 삶을 훨씬 편리하게 만들어 줄 잠재력을 가진 비전입니다.
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