Garden flowers in Guildford Castle Unreal Engine environment.
Courtesy of Historic VR

집중탐구

2022년 8월 30일

VR로 재현된 Guildford Castle에서의 중세 생활

리얼리티스캔을 통해 수백 년 전의 모습 그대로 보존된 역사적 명소의 건축물, 풍경, 색감을 탐험해 보세요.

Guildford Castle

Historic VR

Laser scanning

Photogrammetry

길포드 캐슬 VR(Guildford Castle VR)은 재미있고 교육적인 역사 경험으로, 플레이어들은 잉글랜드에서 가장 오래된 성 중 하나로 시공을 초월한 탐험을 떠나게 됩니다. 자유롭게 둘러볼 수 있는 이 내러티브 VR 경험은 Steam에서 이용할 수 있습니다.
길포드 캐슬 VR에 대해 더 자세히 알아보기 위해 에픽게임즈는 이 프로젝트의 제작사이자 역사, 문화 유산, 전통적인 비주얼 아트를 전문으로 하는 리얼타임 VR 스튜디오 히스토릭 VR(Historic VR)의 대표와 이야기를 나누어 보았습니다.
Historic VR 제공

이 VR 프로젝트의 제작 아이디어는 어떻게 떠올리셨나요?


다양한 VR 문화 콘텐츠를 접하던 중에, 이 새로운 매체로 역사와 문화를 완전히 참신하고 몰입감 있게 경험할 수 있다는 놀라운 가능성을 깨우치면서 프로젝트 아이디어를 얻게 되었습니다. 기존에도 훌륭한 경험은 많았지만, 풍부한 역사적 정보를 제공하는 동시에 더 깊이 몰입할 수 있는 무언가가 있으면 좋겠다는 생각을 늘 해왔습니다.

저희는 우선 그 무엇보다도 더 포괄적이고 몰입도 높은 체험을 만들어 내는 데에 집중하여 가상 환경의 수준 높은 현실감, 세심한 연구를 통한 역사 고증, 그리고 풍부한 오디오-비주얼 스토리텔링을 결합했습니다. 유적을 실제로 직접 방문하는 경험에 비견될 만큼, 일부 측면에서는 오히려 그 이상의 가치를 제공하는 가상 경험을 창조하는 것을 목표로 삼았습니다.
Animation of current image of Guildford Castle site giving way to projection of its former state.
Courtesy of Historic VR

프로젝트의 워크플로에 대해 알려주세요.


첫 목표는 현재의 환경을 캡처하여 재현하는 것이었습니다. FARO 포커스(FARO Focus) S350 LiDAR 스캐너를 사용해 유적 전체를 스캔하고 리얼리티스캔으로 모델을 처리하여 mm 단위의 정확성을 갖춘 '화이트 박스'를 순식간에 만들어 냈습니다. 이 모델은 현재의 환경을 만드는 과정 전반에서 대형 구조물, 소품, 식물을 비롯한 모든 에셋의 정확한 위치와 형태를 결정하는 기준이 되었습니다.
Historic VR 제공
데이터 캡처에서는 타협 없는 자세를 고수했습니다. VR 하드웨어의 한계로 인해 원본 퀄리티 수준에 이르지는 못하더라도, VR 최적화를 유지하면서 모델 퀄리티를 얼마나 향상할 수 있는지 확인하고 싶었습니다. 이를 위해 성채, 기타 구조물 에셋, 환경 소품 등을 포함해 총 16,000장 이상의 고해상도 사진을 촬영해야 했으며, 성 전체의 LiDAR 스캔도 100회 넘게 수행했습니다.
Point cloud for King's Chamber at GuildFord Castle, captured by RealityScan.
성채(내성과 외성 모두)의 경우에는 LiDAR와 사진측량 데이터를 결합했는데, 우선 FARO SCENE 3D 포인트 클라우드 소프트웨어에서 LiDAR 스캔 데이터를 등록한 후 리얼리티스캔에서 결합된 데이터세트를 처리했습니다. LiDAR와 사진측량 기술을 결합할 수 있는 능력은 모델이 점점 크고 복잡해질수록 중요하기 때문에, 저희에게 꼭 필요한 기능입니다.
 

사진측량 과정에 대해 설명해 주세요.


사진측량 기술은 특히 극사실적이고 고도로 최적화된 에셋을 제작할 때 집중적으로 사용합니다. 이런 에셋은 다양한 라이팅 시나리오를 사용하는 다이내믹한 게임 엔진 환경에 배치할 수 있습니다. 여기에는 수많은 기술적 난관이 동반되며, 종종 파이프라인을 복잡하게 만들곤 합니다.

이러한 작업은 깔끔한 고퀄리티 데이터 캡처를 기반으로 합니다. 저희의 궁극적인 목표는 '라이팅 제거된' 에셋이기 때문에, 항상 균등하고 동일한 라이팅 조건에서 사진측량 기술 데이터를 캡처하려 노력합니다. 라이팅이 시시각각 변하고 시간적 제약이 있는 초대형의 야외 물체를 다룰 때는 완벽한 데이터를 얻기가 쉽지 않으므로, 포스트 프로세싱 작업도 자주 필요합니다.
 

데이터 캡처 후의 워크플로는 어떻게 이루어지나요?


데이터 캡처 후의 워크플로는 다음과 같습니다.
  • 라이트룸(Lightroom)에서 원본 사진의 컬러 보정 및 프리 프로세싱을 거친 후, 에셋 유형에 따라 TIFF 또는 JPEG 형식으로 출력합니다.
  • 가공한 사진을 리얼리티스캔으로 임포트하여 정렬, 메시, 텍스처 작업을 수행합니다. (매우 큰 규모의 에셋에는 항상 컴포넌트 워크플로를 사용합니다)
  • 리얼리티스캔에서 모델을 정리한 후 익스포트합니다.
  • ZBrush에서 추가적인 지오메트리 정리를 수행합니다.
  • 리토폴로지와 UV 리매핑 작업을 합니다.
  • 텍스처에서 라이팅을 제거합니다.
  • 텍스처를 정리합니다.
  • 자체 제작한 파이프라인을 사용해 최적화를 수행합니다.


소품과 환경 에셋 제작 과정은 어떻게 진행되나요?


사진측량 기술은 포토리얼한 에셋을 생성하는 놀라운 툴이지만, 바로 그 때문에 문제가 생깁니다. 다른 것들이 전부 나빠 보이게 되죠!

원래는 소품과 기타 에셋 제작은 전통적인 게임 워크플로를 따르려 했지만, 이런 방식으로 주요 사진측량 요소들의 퀄리티를 따라가려면 시간과 노력, 역량 면에서 현실적으로 불가능하다는 사실을 빠르게 깨달았습니다.

따라서 다른 모든 요소에도 동일한 캡처 방법을 사용하되 더 최적화된 워크플로를 적용했습니다.
  • ZBrush에서 메시를 정리한 후, 3ds Max 또는 ZBrush에서 로우폴리 버전을 생성합니다.
  • 사진 속 관문처럼 하드 서피스 소품의 경우, 3ds Max로 폴리 수가 매우 적은 지오메트리를 새로 만드는 편입니다.
  • 최고 퀄리티 텍스처를 얻기 위해 UV를 생성하고 최적화합니다.
  • 리얼리티스캔에서 마스터 모델로부터 텍스처를 재투영합니다. 
  • Substance Painter에서 텍스처를 처리하고 러프니스와 메탈릭 맵을 수작업 페인팅합니다.
이 프로세스는 모든 정원 소품의 제작에 사용되었습니다.
Gate options for Guildford Castle
Courtesy of Historic VR

엄청난 양의 폴리지는 어떻게 재현하셨나요?


정원의 폴리지를 재현하는 것은 프로젝트에서 가장 큰 난관 중 하나였습니다. 오늘날의 정원에는 식물이 매우 빽빽하게 심어졌을 뿐만 아니라 꽃 장식이 화려하기로도 유명하기 때문입니다.

다른 소품 및 에셋과 마찬가지로, 포토리얼한 하드 서피스 에셋에 어울리는 퀄리티를 달성하면서도 VR의 엄격한 성능 제한을 준수해야 했습니다.
Garden flowers in Guildford Castle Unreal Engine environment.
Courtesy of Historic VR
그러다 보니 정말 엄청난 과제가 되어 버렸습니다. 폴리지 대부분은 충분한 고퀄리티의 원본 데이터를 찾는 게 거의 불가능했기 때문에, 60종 이상의 식물과 독특한 꽃 20종 이상의 데이터를 직접 캡처하기로 마음먹었습니다.
Scanned flower species for Guildford Castle.
Courtesy of Historic VR
주요한 나무 중 다수는 사진측량 기술, LiDAR 데이터, 그리고 직접 확보한 잎사귀 원본 이미지를 결합하여 실제 정원의 나무와 최대한 비슷하게 만들었습니다.
Animation of maple tree options at Guildford Castle.
Courtesy of Historic VR

중세 마을 전체를 3D로 재현한 과정에 대해 자세히 알려주세요.


중세 마을의 재현은 성과 궁전 구역부터 시작했습니다. 성의 1층에는 실제 구역 모델이 설치되어 있는데, 이 방을 스캔하던 중에 이 모델이 굉장히 유용하겠다는 것을 깨닫고 항상 휴대하던 여분의 Sony 컴팩트 카메라로 신속하게 촬영했습니다. 이 모델은 나중에 최신 고고학 보고서와 역사학자들의 조언을 받아 수정해야 했지만, 초기 밑바탕으로써는 매우 유용했습니다.

3D 모델을 실물과 일치시키고자, 1256년에 건설되어 현재까지 완벽하게 보존된 성의 아치부터 기존의 외벽 구역 등 아직까지 남아 있는 구조물의 LiDAR 데이터를 활용해 궁전 구역을 정확하게 배치했습니다.
 
3D model of Guildford Castle historic arch after scan in RealityScan.
Courtesy of Historic VR
이 랜드스케이프는 항공 LiDAR 데이터를 바탕으로 제작되었고, 역사적 연구를 바탕으로 강줄기를 이동시키거나 현대적인 도시 특징을 제거하는 등의 작업을 거쳐 중세 시대에 걸맞은 모습으로 재구성되었습니다.

더욱 넓게 펼쳐진 마을을 건설하는 것은 고고학 보고서와 각종 사료를 바탕으로 교회, 마을의 집, 방앗간, 다리 등 모든 건축 요소를 완전히 새로 모델링하는 엄청나게 방대한 작업이었습니다. 여러 방면에서 보다 쉬운 길을 택했어도 굉장히 비슷한 환경을 만들 수는 있었겠지만, 역사적으로 최대한 정확하게 구현하려고 노력했습니다. 중세 마을을 경험하며 최신 기술로 선보이는 사실감만큼이나 과거의 모습을 충실히 재현했다는 확신을 줄 수 있도록 말이죠.
 

12세기의 인테리어와 가구는 어떻게 재현하셨나요?


지금은 이 성채나 잉글랜드의 다른 성, 또는 여느 중세 건물에 들어가 보아도 단순하고 밋밋한 돌 구조물만 보입니다. 하지만 원래의 풍경은 정반대였습니다. 중세의 인테리어는 풍성하고, 화려하고, 매우 다채로웠습니다. 따라서 이 작업은 프로젝트에서 가장 즐거운 과정 중 하나였으며 이 경험의 핵심 아이디어, 즉 눈앞에 완전히 다른 과거가 펼쳐진다는 것을 잘 보여줍니다.

중세 마을의 재현처럼 이 작업에도 세심한 연구가 필요했습니다. 잉글리시 헤리티지(English Heritage)에서 동시대 유적인 도버 성의 거대 탑을 훌륭하게 복원한 사례에서 영감을 얻었지만, 각 요소를 독립적으로 철저히 연구하는 데도 심혈을 기울였습니다.

모든 복원은 가급적 동시대 또는 그와 가까운 시대의 사료를 바탕으로 이루어졌습니다. 캔터베리 이야기(The Canterbury Tales)와 에드와인 시편(Eadwine Psalter) 등 옛 기록물의 삽화에서 영감을 얻기도 했죠.
Guildford Castle VR interiors and artworks that inspired them.
Courtesy of Historic VR

이 프로젝트의 향후 계획은 무엇인가요? VR 상호작용을 더 추가할 계획이 있으신가요?


이번 첫 프로젝트의 목표는 환경 아트 워크플로, 역사적 재구성, 그리고 기본 기능의 개발을 통해 밑바탕을 탄탄히 다지는 것이었습니다. 길포드 성 VR 프로젝트를 성공적으로 마친 이후 이 핵심 아이디어를 바탕으로 훨씬 큰 규모의 유적 재현에 도전하고 있으며, 이제는 더 다양한 헤드셋에서 보다 높은 퀄리티와 최적화된 환경을 선사할 수 있으리라는 자신감이 생겼습니다.

물론 더 많은 VR 상호작용을 추가하는 것도 계획하고 있습니다. 이는 실제로 Steam 출시 이후 내부 개발의 중점 사항으로 다뤄지고 있습니다. 후속 출시될 작품에서는 수동적 내러티브 요소를 풍성하게 확장하고, 사용자 몰입도를 높이는 능동적인 VR 상호작용 또한 새로 추가할 계획입니다. 다국어 기능을 추가하여 전 세계의 비영어권 사용자들에게 완전한 역사적 경험을 제공하는 것도 최우선 과제 중 하나입니다.

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리얼리티스캔은 학생, 교육자, 그리고 연간 총매출이 US$1,000,000 미만인 개인 및 회사에서 무료로 사용할 수 있습니다.

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