Courtesy of Pete Kelsey, VCTO Labs
샌프란시스코만의 물결 위로 솟아 있는 알카트라즈 섬은 미국에서 가장 상징적인 유적지 중 하나입니다. 이 섬은 한때 알 카포네(Al Capone)와 '알카트라즈의 버드맨' 로버트 스트라우드(Robert Stroud) 같은 악명 높은 수감자들을 가두었던 최고 보안 교도소로 널리 알려져 있습니다. 한때는 군사 요새로 사용되었으며, 1969~1971년까지의 점거 기간 동안에는 미국 원주민 운동의 상징이 되었습니다. 현재 이곳은 미국 국립공원관리청에서 관리하는 보호 구역으로, 매년 백만 명이 넘는 방문객이 방문하고 있습니다.
하지만 알카트라즈, 일명 '더 록(The Rock)'은 단순한 관광지가 아닌 살아있는 역사의 증거입니다. 그리고 수많은 중요 문화재들이 그렇듯, 이곳 역시 자연에 노출되어 있어 시간이 가장 큰 적입니다. VCTO 랩스(VCTO Labs)의 설립자이자 '디지털 보존'의 오랜 지지자, 피트 켈시(Pete Kelsey)가 알카트라즈의 가장 종합적인 3D 모델을 만드는 획기적인 프로젝트를 주도한 이유도 여기에 있습니다. 목표는 바로 해수면 상승, 침식, 지진 활동이 앞으로 이 섬에 미치는 미래의 영향을 연구하기 위한 디지털 샘플을 만드는 것이었습니다.
하지만 알카트라즈, 일명 '더 록(The Rock)'은 단순한 관광지가 아닌 살아있는 역사의 증거입니다. 그리고 수많은 중요 문화재들이 그렇듯, 이곳 역시 자연에 노출되어 있어 시간이 가장 큰 적입니다. VCTO 랩스(VCTO Labs)의 설립자이자 '디지털 보존'의 오랜 지지자, 피트 켈시(Pete Kelsey)가 알카트라즈의 가장 종합적인 3D 모델을 만드는 획기적인 프로젝트를 주도한 이유도 여기에 있습니다. 목표는 바로 해수면 상승, 침식, 지진 활동이 앞으로 이 섬에 미치는 미래의 영향을 연구하기 위한 디지털 샘플을 만드는 것이었습니다.
Courtesy of Pete Kelsey, VCTO Labs
피트는 더 록의 외관을 디지털화하기 위해 고해상도 사진측량, 다중 스펙트럼 이미지, 항공 LiDAR 등 다양한 감지 기술을 결합했습니다. 데이터의 양은 방대하고 섬의 인터넷 연결이 열악했기 때문에 클라우드 처리 방식으로는 할 수 없었으며, 스캔 후 현장에서 데이터를 그 자리에서 바로 처리해야 했습니다. 따라서 피트와 팀은 알카트라즈를 떠나기 전에 모든 데이터가 캡처되고 사용할 수 있는 상태인지 확인해야 했습니다.
리얼리티스캔 2.0으로 여는 알카트라즈의 디지털 미래
일부 데이터는 리얼리티스캔(이전 명칭: 리얼리티캡처)에서 직접 처리되었습니다. 피트는 회상합니다. “처음부터 리얼리티스캔을 사용하고 싶었습니다. 제가 아는 제품 중 유일하게 LiDAR와 사진측량 데이터를 단일 모델에 통합할 수 있었거든요. 알카트라즈 사무실에서 리얼리티스캔으로 사진측량 캡처 데이터를 처리하던 그 날을 절대 잊지 못할 것입니다.”
당시 리얼리티스캔은 사진측량과 지상 LiDAR의 결합만 지원했습니다. 그래서 피트는 에픽게임즈 팀에 연락하여 드론 이미지와 항공 LiDAR 스캔을 병합하는 데 도움을 줄 수 있는지 문의했습니다. 항공 LiDAR 지원은 이미 개발 중이었고 알카트라즈 프로젝트는 리얼리티스캔 2.0의 완벽한 실전 검증 사례가 될 수 있었기에, 에픽 팀은 기쁜 마음으로 프로젝트에 기여했습니다. 이 협업 덕분에 리얼리티스캔은 이제 사진측량과 지상 및 항공 LiDAR의 결합을 공식적으로 지원할 수 있게 되었습니다.
리얼리티스캔 2.0에서 데이터 처리하기
피트는 지상의 컨트롤 포인트 62개, 드론 캡처 이미지 2,805개, 그리고 항공 LiDAR 스캔으로 구성된 측량 네트워크를 제공했습니다. 사진측량 데이터와 컨트롤 포인트는 모든 이미지를 리얼리티스캔 프로젝트로 가져와 정렬하는 방식의 표준 워크플로를 사용하여 처리되었습니다. 초기 정렬 후에는 지상 컨트롤 포인트를 임포트하여 이미지에 표시하고, 정확도가 떨어지는 GPS 메타데이터를 드론에서 비활성화한 후, 정렬을 재실행하여 결과를 최적화했습니다.
리얼리티스캔 2.0으로 여는 알카트라즈의 디지털 미래
일부 데이터는 리얼리티스캔(이전 명칭: 리얼리티캡처)에서 직접 처리되었습니다. 피트는 회상합니다. “처음부터 리얼리티스캔을 사용하고 싶었습니다. 제가 아는 제품 중 유일하게 LiDAR와 사진측량 데이터를 단일 모델에 통합할 수 있었거든요. 알카트라즈 사무실에서 리얼리티스캔으로 사진측량 캡처 데이터를 처리하던 그 날을 절대 잊지 못할 것입니다.”
당시 리얼리티스캔은 사진측량과 지상 LiDAR의 결합만 지원했습니다. 그래서 피트는 에픽게임즈 팀에 연락하여 드론 이미지와 항공 LiDAR 스캔을 병합하는 데 도움을 줄 수 있는지 문의했습니다. 항공 LiDAR 지원은 이미 개발 중이었고 알카트라즈 프로젝트는 리얼리티스캔 2.0의 완벽한 실전 검증 사례가 될 수 있었기에, 에픽 팀은 기쁜 마음으로 프로젝트에 기여했습니다. 이 협업 덕분에 리얼리티스캔은 이제 사진측량과 지상 및 항공 LiDAR의 결합을 공식적으로 지원할 수 있게 되었습니다.
리얼리티스캔 2.0에서 데이터 처리하기
피트는 지상의 컨트롤 포인트 62개, 드론 캡처 이미지 2,805개, 그리고 항공 LiDAR 스캔으로 구성된 측량 네트워크를 제공했습니다. 사진측량 데이터와 컨트롤 포인트는 모든 이미지를 리얼리티스캔 프로젝트로 가져와 정렬하는 방식의 표준 워크플로를 사용하여 처리되었습니다. 초기 정렬 후에는 지상 컨트롤 포인트를 임포트하여 이미지에 표시하고, 정확도가 떨어지는 GPS 메타데이터를 드론에서 비활성화한 후, 정렬을 재실행하여 결과를 최적화했습니다.
Courtesy of Pete Kelsey, VCTO Labs
그런 다음엔 워크플로(Workflow) 탭의 LiDAR 스캔 임포트 툴을 사용하여 항공 LiDAR 데이터를 임포트했습니다. 리얼리티스캔은 데이터 세트를 항공 LiDAR로 자동 인식했습니다. 임포트 과정에서 리얼리티스캔은 가상 카메라를 생성해 레이저 스캔을 렌더링하여 .lsp 파일을 만들었으며, 이 파일은 지상 LiDAR와 마찬가지로 정렬 및 메시 생성에 사용할 수 있습니다.
버추얼 카메라 생성에는 다음과 같이 세 가지 옵션을 사용할 수 있습니다.
버추얼 카메라 생성에는 다음과 같이 세 가지 옵션을 사용할 수 있습니다.
- 카메라 포즈 선행으로부터
- 컴포넌트로부터
- 공중 포즈 생성
당시에는 단일 컴포넌트에만 2,332개의 정렬된 이미지가 있었기 때문에, 이걸 재사용하는 것은 과도한 작업이었을 것입니다. 대신 공중 포즈 생성을 선택하여 포인트 클라우드 위에 버추얼 카메라의 규칙적인 격자를 생성했습니다.
Courtesy of Pete Kelsey, VCTO Labs
포인트 클라우드의 밀도가 매우 높았기 때문에 .lsp 파일은 마치 실제 사진처럼 보였으며, 지상 컨트롤 포인트를 간단하고 정확하게 표시할 수 있었습니다.
Courtesy of Pete Kelsey, VCTO Labs
항공 LiDAR의 일반적인 색상 변화로 인해 컬러 채널보다 더 정밀한 것으로 증명된 강도 채널에는 GCP를 여럿 표시했습니다.
Courtesy of Pete Kelsey, VCTO Labs
GCP를 표시한 후에는 프로젝트를 재조정하여 사진측량 기술과 항공 LiDAR 데이터를 모두 결합한 단일 컴포넌트를 완성했습니다.
Courtesy of Pete Kelsey, VCTO Labs
두 월드의 장점 결합: 지오메트리에 LiDAR, 텍스처에 사진측량 기술 활용
데이터 세트를 정렬한 후에는 항공 LiDAR 데이터로 메시를 재구성하고 사진측량 기술로 고해상도 텍스처를 생성했습니다. 그 결과물은 굉장했습니다. LiDAR를 기반으로 재구성한 메시에서는 2억 개가 넘는 폴리곤이 생성되었으며, 리얼리티스캔은 21개의 8K 텍스처를 생성하여 디테일을 극대화했습니다.
지붕 구조, 가장자리, 최소한의 텍스처를 갖춘 영역 등의 특정 표면의 경우, LiDAR를 활용하니 사진측량 기술만 사용할 때보다 훨씬 뛰어난 캡처를 얻을 수 있었습니다. 두 기술을 절충한 하이브리드 워크플로 덕분에 양측의 강점을 모두 활용할 수 있었습니다.
데이터 세트를 정렬한 후에는 항공 LiDAR 데이터로 메시를 재구성하고 사진측량 기술로 고해상도 텍스처를 생성했습니다. 그 결과물은 굉장했습니다. LiDAR를 기반으로 재구성한 메시에서는 2억 개가 넘는 폴리곤이 생성되었으며, 리얼리티스캔은 21개의 8K 텍스처를 생성하여 디테일을 극대화했습니다.
지붕 구조, 가장자리, 최소한의 텍스처를 갖춘 영역 등의 특정 표면의 경우, LiDAR를 활용하니 사진측량 기술만 사용할 때보다 훨씬 뛰어난 캡처를 얻을 수 있었습니다. 두 기술을 절충한 하이브리드 워크플로 덕분에 양측의 강점을 모두 활용할 수 있었습니다.
Courtesy of Pete Kelsey, VCTO Labs
Courtesy of Pete Kelsey, VCTO Labs
AMD 측에서는 96코어 Threadripper Pro 7995WX CPU가 탑재된 강력한 워크스테이션을 제공하여 이 프로젝트를 지원했습니다. 켈시는 말했습니다. "작업 관리자 창을 열어봤더니 파란 사각형 96개가 모두 4.7GHz에서 100%로 실행되고 있었습니다. 그걸 보자마자 기뻐서 감탄이 터져나왔습니다."
더욱 인상적인 점은 바로 퍼포먼스 지표였습니다.
스캔부터 씬까지: 언리얼 엔진과 트윈모션으로 알카트라즈 시각화
에픽게임즈가 언리얼 엔진과 트윈모션과 같은 강력한 렌더링 툴을 개발해낸 만큼, 알카트라즈의 스캔을 시각화하는 것도 결국 시간문제였습니다. 그리고 그 결과물은 정말 놀라웠습니다.
샌프란시스코 만 한가운데의 알카트라즈는 완벽한 피사체였습니다. 고해상도 메시를 트윈모션으로 임포트한 후, 앰비언스 옵션에서 바다 평면과 볼류메트릭 클라우드를 추가하고 기본으로 제공되는 에셋을 사용하여 환경을 풍성하게 만들었습니다. 그렇게 실시간으로, 비행하며 살펴볼 수 있는 포토리얼한 섬이 단 몇 분 만에 완성되었습니다.
더욱 인상적인 점은 바로 퍼포먼스 지표였습니다.
- 항공 LiDAR 메시 계산: 13분 48초
- 사진측량 기술 노멀 디테일 재구성: 1시간 38분 55초
- 사진측량 기술 고해상도 재구성: 7시간 6분 22초
스캔부터 씬까지: 언리얼 엔진과 트윈모션으로 알카트라즈 시각화
에픽게임즈가 언리얼 엔진과 트윈모션과 같은 강력한 렌더링 툴을 개발해낸 만큼, 알카트라즈의 스캔을 시각화하는 것도 결국 시간문제였습니다. 그리고 그 결과물은 정말 놀라웠습니다.
샌프란시스코 만 한가운데의 알카트라즈는 완벽한 피사체였습니다. 고해상도 메시를 트윈모션으로 임포트한 후, 앰비언스 옵션에서 바다 평면과 볼류메트릭 클라우드를 추가하고 기본으로 제공되는 에셋을 사용하여 환경을 풍성하게 만들었습니다. 그렇게 실시간으로, 비행하며 살펴볼 수 있는 포토리얼한 섬이 단 몇 분 만에 완성되었습니다.
Courtesy of Pete Kelsey, VCTO Labs
Courtesy of Pete Kelsey, VCTO Labs
언리얼 엔진에서의 구성도 간단했습니다. 워터 플러그인을 활성화하여 섬 주변에 바다를 추가하고 언리얼 엔진의 세슘 플러그인을 설치하여 실제 지리 공간 데이터를 가져왔습니다. 세슘으로는 Google Photorealistic 3D Tiles를 사용하여 금문교 같은 랜드마크를 포함한 주변 지역을 추가했습니다.
Courtesy of Pete Kelsey, VCTO Labs
미래에 재현하는 과거
알카트라즈는 미국의 가장 격동적인 시기를 묵묵히 지켜봐 온 증인입니다. 피트 켈시와 팀원들, 그리고 리얼리티스캔 팀 덕분에 오늘날 이 건물은 최첨단 기술과 문화적 보존이 만나면 어떤 일이 가능한지를 보여 주는 기념비적인 건물로 자리잡았습니다.
알카트라즈 프로젝트는 LiDAR와 사진측량 기술이 서로를 보완하는 방식과, 크리에이터가 리얼리티스캔 2.0 파이프라인과 언리얼 엔진 에코시스템을 통해 역사를 디지털화, 보존, 공유하는 참신한 방식을 보여줍니다.
앞으로의 사명도 분명합니다. 3D 콘텐츠 제작의 초석이 되어 시장에서 가장 진보하고 직관적이며 안정적인 스캐닝 소프트웨어를 제공하는 것, 그리하여 크리에이터가 현실 세계를 포토리얼한 메타버스로 가져오는 데 필수적인 툴이 되는 것이 목표입니다.
현실을 스캔할 수 있다면 보존할 수 있고 이해할 수 있습니다. 게다가 공유할 수도 있게 됩니다.
알카트라즈는 미국의 가장 격동적인 시기를 묵묵히 지켜봐 온 증인입니다. 피트 켈시와 팀원들, 그리고 리얼리티스캔 팀 덕분에 오늘날 이 건물은 최첨단 기술과 문화적 보존이 만나면 어떤 일이 가능한지를 보여 주는 기념비적인 건물로 자리잡았습니다.
알카트라즈 프로젝트는 LiDAR와 사진측량 기술이 서로를 보완하는 방식과, 크리에이터가 리얼리티스캔 2.0 파이프라인과 언리얼 엔진 에코시스템을 통해 역사를 디지털화, 보존, 공유하는 참신한 방식을 보여줍니다.
앞으로의 사명도 분명합니다. 3D 콘텐츠 제작의 초석이 되어 시장에서 가장 진보하고 직관적이며 안정적인 스캐닝 소프트웨어를 제공하는 것, 그리하여 크리에이터가 현실 세계를 포토리얼한 메타버스로 가져오는 데 필수적인 툴이 되는 것이 목표입니다.
현실을 스캔할 수 있다면 보존할 수 있고 이해할 수 있습니다. 게다가 공유할 수도 있게 됩니다.
리얼리티스캔 다운로드
리얼리티스캔은 학생, 교육자, 그리고 연간 총매출이 US$1,000,000 미만인 개인 및 회사에서 무료로 사용할 수 있습니다.US$1,000,000 기준을 초과하나요? 라이선스 페이지를 방문하여 구매 옵션에 대해 알아보세요.