AEC 업계에서 사용되는 실시간 3D 기술의 비밀

AEC 기업은 항상 생산성 및 효율성과 관련한 문제를 겪습니다. 분산된 워크플로와 비효율성으로 야기된 재작업으로 인해 건설 업계에서 발생하는 비용이 연간 4,500만 달러에 달합니다. McKinsey & Company 보고서에 따르면, 건설 프로젝트의 20%는 일정을 준수하지 못하며, 80%는 예산 초과가 발생합니다 전 세계적인 팬데믹 상황이 이어지는 2020년에 이러한 어려움은 더욱 악화되고 있습니다.

실시간 3D를 사용하면 이러한 문제를 더 효과적으로 해결할 수 있습니다. 연구를 통해 밝혀진 실시간 3D의 장점은 다음과 같습니다.

• 비용 절감 - 설계 및 엔지니어링 결함을 조기에 파악하고 시공 순서를 지정하여 프로젝트 일정을 준수합니다.
• 더 많은 프로젝트 수주 - 고객에게 건물을 VR로 선보이거나, 인상적인 AR 애플리케이션을 제작할 수 있습니다.
• 출시 기간 단축 - 분야별 협업과 커뮤니케이션을 활성화하고, Revit, Navisworks, Rhino 등 다양한 소프트웨어의 데이터를 하나의 모델로 통합합니다.

고용 유지율 향상 - 인터랙티브 VR 및 AR 경험을 통해 직원의 생산성과 안전성을 높입니다.

실시간 3D 기술을 위한 애플리케이션은 설계에서 예비 시공, 작업 현장에 이르는 모든 영역에서 실행됩니다. 2020년 3월에 공개된 유니티의 Forrester Consulting 위탁 연구 결과에 따르면 실시간 3D를 채택한 AEC 기업에서는 건물 라이프사이클 전반에 걸쳐 평균적으로 4개 이상의 다양한 활용처에 실시간 3D 기술을 적용하고 있습니다.

건물 라이프사이클 전반에 다음과 같은 활용 사례가 있습니다.

설계 및 엔지니어링
일반 활용 사례: 몰입형 설계 검토, 경험 기반 설계, 설계 시각화, 구조적 엔지니어링, 프로젝트 상태 검토, 관계자 피드백 수집 등

실시간 3D 실제 활용 사례: SHoP Architects는 실시간 3D 경험 제작을 간소화하고 대규모 설계 모델을 최적화하는 데 소요되는 시간을 며칠에서 몇 분으로 단축했습니다.

건설 계획 및 시뮬레이션
일반 활용 사례: 작업 현장 조정, 시공 순서 지정, 충돌 감지, 현장 1:1 AR, 수량 산출, BIM 조정, 실무 가이드, QA/QC, 문서화 등

실시간 3D 실제 활용 사례: Mortenson은 병원 설계를 VR로 시뮬레이션하여 환자 치료를 간소화하고 직원 효율성을 높이며 비용을 절감할 수 있도록 의료 관계자의 역량을 강화했습니다.

교육 및 운영
일반 활용 사례: VR 기반 안전 교육, AR 기반 가이드, 원격 유지 관리, 실시간 디지털 트윈, 데이터 시각화 등

실시간 3D 실제 활용 사례: Skanska는 표준 작업자 안전 교육 프로그램에 유니티 기반 VR 경험을 구현하여 건설 현장의 안전을 개선했습니다.

세일즈 및 마케팅
일반 활용 사례: 가상 이벤트, 사진처럼 현실적인 렌더링, 시즐 동영상, 몰입형 부동산 거래, 혼합 현실 부동산 경험 등

실시간 3D 실제 활용 사례: SmartPixel은 잠재적 구매자가 향후 지어질 타워를 살펴볼 수 있도록 Maestria Condominiums의 인터랙티브 애플리케이션을 제작했습니다.

실시간 3D는 전체 라이프사이클에서 다양한 문제를 해결해 건물의 설계, 건축, 운영 방식을 개선합니다. Forrester Consulting의 연구 결과는 다음과 같습니다.

수많은 기업에서 실시간 3D를 채택하고 비즈니스에서 다방면으로 활용하고 있습니다. 실시간 3D는 협업과 커뮤니케이션을 위한 보다 인터랙티브한 매개체를 제공하므로, 실시간 3D를 도입할수록 다양한 프로세스가 더욱 원활하게 통합됩니다.

실제로 실시간 3D를 사용하는 기업의 90%는 부서 간 협업을 지원하는 데 실시간 3D가 매우 유용하다고 생각합니다. 일단 가상 환경에 모델을 만들어 두면 전반적인 비즈니스의 어디서나 활용할 수 있기 때문입니다.

즉, 설계 단계에서 사용한 가상 모델을 시공 팀에서 활용해 현장에 1:1 스케일의 AR 경험을 제작할 수 있고, 운영 팀에서는 유지 관리용 고화질 인터랙티브 애플리케이션을 제작할 수 있습니다. 이러한 시너지 효과는 건물 라이프사이클에 걸리는 시간을 단축하고, 비효율적인 부문을 개선해 건설 프로젝트가 지연되거나 예산이 초과되는 경우를 줄입니다.

현재 실시간 3D 경험을 제작하는 사람들은 주로 소프트웨어 엔지니어 및 AR/VR 개발자와 같이 기술 관련 배경 지식을 가지고 있는 사람들입니다. 이 기술을 기반으로 제작된 대다수의 엔터프라이즈 애플리케이션이 커스텀 개발과 프로그래밍 전문 지식을 필요로 하기 때문입니다. (Unity에서는 C# 사용)

하지만 유니티와 같은 기업들이 프로그래머가 아니더라도 실시간 3D에 접근할 수 있게 만들며, 실시간 3D 사용자 풀이 확대되고 있으며, 따라서 커스텀 개발 규모의 확장이 간편해지고 있습니다. 

프로그래머가 아니라도 실시간 3D를 이용할 수 있도록 장벽을 낮출 수 있는 방법은 다음과 같습니다.

• 비주얼 스크립팅: Bolt와 같은 노드 기반의 비주얼 인터페이스를 활용하면 비개발자도 코드를 작성하지 않고 애플리케이션의 로직을 구현할 수 있습니다.
• 제품 혁신: Unity Reflect와 같은 새로운 제품은 프로세스를 간소화해 몇 번의 클릭만으로 3D 모델을 실시간 환경으로 가져올 수 있습니다.
• 쉽게 구현 가능한 솔루션: 몰입형 인터랙티브 경험에 대한 수요가 증가함에 따라 많은 소규모 소프트웨어 공급 업체에서 이 기술을 활용해 특별한 용도에 적합한 솔루션을 만드는 동시에 코딩 및 스크립팅의 필요성을 제거했습니다. 예를 들어, Interact는 CAD 모델을 사용해 고급 VR 애플리케이션을 손쉽게 제작할 수 있는 강력한 플랫폼입니다.

서비스 제공: 프로그래머가 아닌 사용자의 작업 방식을 지원하는 커스텀 솔루션을 제작할 수 있습니다. 예를 들어, Unity 같은 플랫폼의 확장성 덕분에 기업에서는 Unity의 사용자 인터페이스를 맞춤화할 수 있으므로, 디자이너나 마케팅 담당자 등 비개발자 사용자도 코드를 작성할 필요 없이 실시간 3D의 성능을 활용할 수 있습니다.

일반적인 실시간 3D AEC 워크플로는 기존 콘텐츠의 수집에서 시작됩니다. 임포트된 3D 지오메트리 및 메타데이터를 다음을 비롯한 다양한 형태로 활용할 수 있습니다.

• AutoCAD, Alias, VRED, CATIA, Creo, Siemens PLM Software와 같은 애플리케이션의 CAD(Computer-Aided Design) 모델
• Autodesk 3ds Max, Rhino, SketchUp, Blender와 같은 3D 모델링 및 시각화 애플리케이션의 메시
• 포인트 클라우드, 사진 측량, LiDAR 스캔의 제품 또는 위치에 대한 현실 캡처 데이터
• Autodesk Revit 및 Navisworks와 같은 프로그램의 빌딩 정보 모델링(BIM) 데이터
• Autodesk Revit과 같은 BIM 소프트웨어의 머티리얼

다양한 플랫폼에 배포할 때 최상의 성능과 화질을 제공하려면 일반적으로 실시간 3D 콘텐츠를 최적화해야 합니다. 최적화 프로세스를 통해 복잡한 모델을 가볍게 구현해 실시간 개발 환경과의 호환성을 개선하고, 휴대폰 및 VR 헤드셋과 같은 기기에서 상호 작용을 올바르게 지원할 수 있습니다. Unity Reflect와 같은 원클릭 툴을 사용해 실시간 소비를 위한 데이터를 자동으로 준비하거나, Pixyz와 같은 특별히 제작된 툴을 사용면 해당 프로세스를 완벽하게 제어할 수 있습니다.

실시간 3D용 에셋만 준비되면 개발을 시작할 수 있습니다. 사용자는 유니티의 에셋 스토어에서 제공하는 3D 모델, 오브젝트, 환경(가상 현실) 등을 사용해 씬을 더욱 빠르게 제작할 수 있습니다. Unity는 사용자가 애니메이션, 오디오, 비디오, 시네마틱, 환경, 조명, 사용자 인터페이스, 비주얼 이펙트 등과 같은 컴포넌트의 수정을 빠르게 반복하거나 조정할 수 있도록 지원합니다. 개발 중 언제든지 작업을 실시간으로 미리 볼 수 있으며, 즉시 시각화가 진행되므로 결과물이 렌더링될 때까지 기다릴 필요가 없습니다.

복잡한 엔터프라이즈 애플리케이션의 경우, Unity는 다음과 같이 더 유연한 솔루션을 제공합니다.

• 인공지능(AI): Unity는 다양한 머신러닝(ML) 툴과 여러 AI 및 ML 프레임워크와 통합하는 기능을 제공합니다. 시뮬레이션 환경을 사용해 지능형 시스템을 훈련하고 검증하는 데 특히 유용합니다.
• 시스템 엔지니어링: 또 다른 Unity 검증 솔루션 파트너 애플리케이션 Prespective는 프로그래밍 가능한 로직 컨트롤러 또는 컨트롤 시스템의 소프트웨어 에뮬레이션 등의 외부 컨트롤 시스템과 FMU(Functional Mock-up Unit) 또는 MATLAB 등의 외부 수학 모델과 Unity를 연결할 수 있는 강력한 시스템 엔지니어링 프레임워크를 제공합니다.

엔터프라이즈 통합: Unity의 강력한 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API), 빌트인 네트워킹 기능, 타사 네트워크 스택과의 통합 등으로 애플리케이션이 원격 협업, 사물인터넷(IoT) 시스템과의 통합, 또는 거의 모든 네트워크에 연결된 애플리케이션을 지원하도록 확장할 수 있는 강력하고 안정적인 방법을 제공합니다.

소비 매체로서 실시간 3D의 가치는 현실과 유사합니다. 세상은 3차원으로 이루어져 있습니다. 우리는 3D로 움직이고, 생각하고, 경험합니다. 이미지나 동영상과 같은 정적 경험과 달리, 가상 환경에서 모사하는 확장된 공간은 문제 해결 능력 향상, 습득 지식의 장기 기억, 참여도와 이해 수준 향상 등의 수많은 혜택을 제공합니다.

Unity는 사람들이 모바일 기기, 웹 브라우저, AR, 완전한 몰입형 VR 환경 등을 통해 "라이브" 애플리케이션(런타임 애플리케이션)과 실시간으로 상호 작용할 수 있도록 풍부한 인터랙션 모델을 제공합니다. 실시간 3D는 모바일 앱이나 전자상거래 페이지와 같은 기존 프로퍼티에도 임베드할 수 있습니다. 

실시간 3D 콘텐츠의 소비자는 VR 헤드셋을 통해 프로젝트 안전 개선 프로그램 교육을 받는 현장 직원 등의 내부 관계자일 수도 있고, 건축 예정인 부동산 개발 상황을 장소에 구애받지 않고 살펴보려는 구매자와 같은 외부의 잠재 고객일 수도 있습니다. 실시간 3D는 설계자의 실시간 설계 검토와 같은 개인별 경험을 지원하거나, 설계 팀과 시공 팀이 함께 시공 단계 전에 설계 문제를 파악해 주문 변경을 줄이고, 시공 시간과 비용을 단축하는 공동 경험을 지원합니다.