인프라 프로젝트에 인터랙티브 시각화를 활용한 Jacobs

Essex County Council 이미지 제공
By Ken Pimentel |
2021년 1월 5일
제이콥스(Jacobs)는 국제적인 기술 기반 솔루션 회사입니다. 현재 55,000명에 달하는 전 세계 직원들은 인프라부터 우주 탐험까지 다방면에서 활약하고 있습니다. 제이콥스는 3D 시각화 기능을 다양한 프로젝트에 활용하며, 최근에는 대규모 영국 인프라 설계를 위해 언리얼 엔진으로 만든 첫 상용 프로젝트를 완료하기도 했습니다.

프로젝트 관계자들은 결과물을 보고 크게 놀랐습니다. 제이콥스의 시니어 비주얼라이저인 알렉스 스타일스(Alex Styles)는 “렌더링과 느리고 경직된 워크플로에서 시간을 절약한 덕분에 시각적 깊이감을 향상시킬 시간을 확보할 수 있었습니다. 사람들도 그 시각적 차이를 알아보는 것 같습니다.”라고 말합니다. 

인프라 제안서의 3D 시각화 

첼름스퍼드는 영국의 신도시 중 하나로, 에식스 주의 심장부에 있습니다. 첼름스퍼드는 지역 경제를 이끄는 도시로서 향후 개발 및 경제 성장을 촉진할 교통망이 필요합니다.

에식스 주 의회(Essex County Council)는 네트워크 레일(Network Rail) 등의 파트너와 손을 잡고 새로운 8km 고속도로 우회도로와 기차역을 마련하여 이 지역을 뒷받침하는 기존 1980년대 인프라에 몰리는 교통 체증을 분산시키고자 합니다. 우회도로는 주거 지역을 지나는 교통량을 분산시키고 매우 혼잡한 첼름스퍼드 지역의 체증을 완화할 뿐만 아니라 첼름스퍼드를 인근 도시인 브레인트리와 연결시켜줄 것입니다. 
 

제이콥스는 지역 의회로부터 실제 촬영 영상, 인포그래픽, 3D 시각화를 모두 담은 비디오를 제작해달라는 의뢰를 받았습니다. 그 목적은 지역 개발의 이점과 영향을 보다 수월하게 설명하고 프로그램의 각 부분이 서로를 어떻게 보완하는지 보여주는 것이었습니다.

에식스 주 의회의 자본 투자 및 전달 위원장인 폴 크릭(Paul Crick)은 “설계 계획의 현지 사진, 컴퓨터 생성 비주얼, 조감도 플라이스루(flythrough) 영상이 어우러져 제안된 우회도로와 기차역에 대한 많은 정보를 제공하고 이해하기 쉬우면서도 기술적으로 표현할 수 있었습니다. 현지 주민으로서 저는 이 프로젝트와 그 결과물에 대한 기대가 매우 큽니다."라고 설명합니다.

검토 시간을 크게 절감하는 빠른 렌더링

글로벌 팀의 시니어 비주얼라이저 중 한 명인 스타일스는 시각화 작업물을 모두 모으고 팀을 꾸리고 주 고객 담당자 역할을 맡았습니다. 그는 “결국 제 임무는 프로젝트가 기대한 결과를 달성하고 기한과 예산을 맞추고 최상의 퀄리티를 내도록 만드는 것입니다.”라고 말합니다.
 

첼름스퍼드 프로젝트의 납품물은 두 가지입니다. 하나는 엔지니어링과 지형을 상세히 묘사한 3D 플라이스루 영상이고, 다른 하나는 프로젝트의 전후 상황과 기능을 설명하는 데 사용될 2D 인포그래픽입니다. 스타일스는 “3D 씬의 경우 하이트맵으로 랜드스케이프 지형을 만들고, 디자인 데이터를 이 지형에 맞춰 정렬했습니다. 지형은 마스킹 이미지로 페인팅하고 적절한 지면 텍스처와 폴리지를 입혔습니다. 그다음에는 저희 자체 도로 시스템을 씬에 적용시키고 간단한 자동차 교통 시뮬레이션을 제어하는 데 사용하여 임포트된 데이터나 수작업 애니메이션을 쓸 필요가 없게 만들었습니다.”라고 설명합니다.
에식스 주 의회 이미지 제공
2D 인포그래픽의 경우 제이콥스는 일반적인 3D 씬을 여러 층의 레이어로 만들어서 겹겹이 쌓은 다음, 해당 씬을 직교 카메라로 녹화했습니다. 스타일스는 “모든 설정이 끝나고 잘 실행되면, 해당 클립을 시퀀서에서 렌더링하는 것은 간단합니다. 여기서 시간이 엄청나게 절약됩니다. 특히 반복작업과 고객 요청이 많은 이런 프로젝트에서는 더 그렇죠.”라고 말합니다.
에식스 주의회 이미지 제공

리얼타임 렌더링 대 오프라인 렌더링 

이 제작팀은 특정 시각화 프로젝트에 언리얼 엔진을 활용합니다 그 핵심 기능은 결과물을 실시간으로 보여줌으로써 제작팀이 빠르게 반복작업하게 만들고 궁극적으로는 팜 렌더링에 사용되는 리소스를 절약하는 것입니다.

스타일스는 “언리얼 엔진은 노드 기반의 스크립팅과 고퀄리티 렌더링이 결합되어 이용하기가 쉽습니다.”라고 말합니다.
 

도틀라칠(Dotlacil)은 리얼타임 기술 덕분에 시각화 작업에서 짐작할 필요가 없어졌다고 얘기합니다. 그는 “리얼타임 렌더링과 오프라인 렌더링을 비교하면 리얼타임 렌더링의 가장 잘 알려진 장점은 ‘결과물을 그대로 볼 수 있다’는 것입니다. 오프라인 렌더링의 경우 씬의 프리뷰를 빠르게 보고, 좀 더 경험 많은 아티스트의 경우 약간의 변화만으로도 결과물이 어떻게 바뀔지 상상할 수 있습니다. 리얼타임 기술의 장점은 라이팅 설정을 바꾸는 등 많은 변화가 일어났을 때 그 결과물을 바로 보여준다는 점입니다.”라고 말합니다.

이 프로젝트에서 도틀라칠은 언리얼 엔진의 다양한 오픈 월드 툴을 사용하여 3D 시각화를 집중적으로 제작했습니다. 그는 “면적이 48제곱 킬로미터에 달하므로 절차적 워크플로가 절대적으로 필요했습니다. 저희 하이트맵은 CAD 데이터와 실제 하이트 데이터의 결합으로 생성했고 컨텍스트 공간을 채웠습니다.”라고 말합니다.

제작팀이 마주했던 주요 과제는 항공 촬영 시점과 사람 눈 높이 모두에서 시각적 충실도가 높아야 한다는 점이었습니다. 이를 위해 제작팀은 랜드스케이프 머티리얼의 경우 퀵셀 메가스캔 텍스처와 항공 촬영 영상을 블렌드했습니다. 또한, 언리얼 엔진의 현실적인 태양 및 스카이 액터를 사용하여 라이팅을 정확하게 표현하고 프로시저럴 폴리지 툴로 컨텍스트 폴리지로 지형을 재빨리 채웠습니다.
에식스 주 의회 이미지 제공

블루프린트로 커스텀 툴 제작

이 제작팀이 맞춤형 방식으로 툴을 자체 제작하는 능력은 이 프로젝트에서 필수적이었습니다. 특히, 우회도로 인프라를 매우 정확하게 복제하려면 말이죠. 도틀라칠은 “도로 쪽에서 우선순위가 높은 건 정밀도였습니다. 저희 제작팀은 엔지니어링 데이터가 디지털 3D 환경과 정확히 호환되지 않을 때, 3ds Max에서 지오메트리를 클린업하는 데 시간을 쏟았습니다.”라고 말합니다.

이 프로세스를 촉진하기 위해 그는 블루프린트 비주얼 스크립팅과 에디터 위젯을 사용하여 스플라인 기반의 툴을 만들었습니다. 이 툴을 통해 절차적 방식으로 씬을 수동 제작하거나 사전 정의한 커브로 채웠습니다. 도틀라칠은 시각화에서 교통 상황을 시뮬레이션하기 위해 스플라인을 따라가고 다른 차량을 고려하는 기본 로직을 갖춘 블루프린트 액터를 만들었습니다. 스타일스는 “도로 및 교통 시스템은 제어력과 비주얼 퀄리티를 한층 더 높였고, 이것은 다른 프로그램에도 활용할 수가 있죠.”라고 말합니다. 
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이런 툴을 제작하는 데 시간을 투자한 덕분에 이제 제작팀은 앞으로 다른 프로젝트에도 유용한 리소스를 재사용할 수 있습니다. 도틀라칠은 “이제 저희는 전에 만든 것들을 반복작업하고 개선하고 확장할 수 있게 되었습니다. 그 예로 저는 복잡하지만 최적화된 랜드스케이프 머티리얼과 다양한 식물 에셋이 들어 있는 데모 프로젝트를 만들었습니다. 이것을 향후 어느 프로젝트에든 쓸 수 있죠.”라고 말합니다.

놀랍게도 도틀라칠은 프로그래머가 아닌 데도 이러한 툴을 제작할 수 있었습니다. 그는 “약간의 코딩 경험이 있기는 하지만, 스크립팅 언어로 이와 똑같은 툴을 개발하려 한다면 어림도 없었을 것 같습니다.”라고 말합니다. 

스타일스는 리얼타임 렌더링의 진가는 반복작업 주기 속도와 횟수를 더 빠르게 만드는 데 있다고 생각합니다. 그는 “시퀀서는 구식 CPU 렌더 팜보다 더 빠르고 신속합니다. 즉, 더 자주 검토하고 24시간 이내에 피드백에 대응할 수 있습니다. 반복작업은 언제나 필요하기 때문에 신속하게 작업하게 해주는 툴을 갖추는 것은 큰 이득이죠.”라고 말합니다.

빠르고 유연한 리얼타임 기술

리얼타임 기술의 유연성과 속도가 주는 것은 더 빠른 제작 속도만이 아닙니다. 개발 기간에 다른 작업물도 쉽게 뽑아낼 수 있습니다. 2D, 3D, 스틸 이미지, 비디오, 인터랙티브 콘텐츠를 필요한 대로 제작할 수도 있는 것입니다. 

게다가 주요 프로그램 한 가지를 중심으로 이 모든 것이 가능하니 팀원들에게 여러 가지 소프트웨어를 재교육하는 데 시간을 허비할 필요가 없습니다. 스타일스는 “CAD, 3D 모델링 패키지, 이미지 편집 소프트웨어, 언리얼 엔진, 단순한 영상 편집 소프트웨어만으로 이 모든 게 구현 가능합니다.”라고 말합니다.

제이콥스에서 리얼타임 기술은 인프라 시각화 프로젝트뿐만이 아닌 다른 분야에도 새롭고 흥미로운 방식으로 혁신을 일으키고 있습니다. 최근 고객과 이해관계자의 대면 교류가 제한된 상황 속에서 제이콥스는 언리얼 엔진을 활용하여 프로젝트와의 상호작용을 위한 몰입감 있는 방식을 고안했습니다. 

제이콥스는 가상 이벤트 공간(Virtual Event Space)을 첼름스퍼드 프로젝트의 보다 광범위한 커뮤니케이션 프로그램 수단으로 마련해 어느 컴퓨터나 모바일 기기에서도 손쉽게 바로 접속 가능한 가상 인터랙티브 경험을 이해관계자에게 제공합니다. 코로나19 때문에 대면 응대가 불가능한 지금 시점에서 시의적절한 대응이 아닐 수 없습니다. 

첼름스퍼드 우회도로와 같은 프로젝트의 성공과 가상 이벤트 스페이스와 같은 잠재력 많은 혁신 작업은 제이콥스가 리얼타임 기술의 강력함을 앞으로도 꾸준히 활용하리라는 포부를 보여줍니다. 

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