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1. 유니티 엔진을 통해 바라본 실시간 시각화와 인공지능




 

2021년을 휩쓴 메타버스 화두는 기술업계에 있는 입장에서는 더 이상 제조업과 엔터테인먼트, 생산과 유통 등 다양한 영역에 관련된 기술들이 서로 다른 영역에 있는데 그치지 않고 본질적으로 연결되어 져야 한다는 점을 인지하게 만들어주었다.

이러한 생각을 바탕으로 제조, 유통, 금융, 서비스 등 다양한 업종의 많은 기업들이 어떻게 하면 온라인 세계를 더 잘 활용할 것인가? 어떻게 하면 더 다양한 세대와 시장에 접근 할 수 있을 것인가 같은 문제를 풀기 위해 고심하기 시작했다. 물론 지나온 시간동안 이런 노력이 없었던 것은 아니지만 판데믹으로 인해 피할 수 없게 된 원격 사회와 이전에 비해서 더욱 사용이 손쉬워진 관련 기술들의 발전에 힘입어 그 관심과 시도가 폭발적으로 증가하고 있다는 점에서는 두말할 나위가 없을 것이다.

메타버스를 간단하게 생각하면 현실과 연결된 가상세계를 바탕으로 더욱 더 넓은 활동을 시도하면서 현실의 한계를 극복하자는 아이디어에서 출발했다고 볼 수 있기에 이 새로운 용어는 결국 현실의 데이터를 디지털화 하고 온라인화 하는 기존의 디지털 트랜스포메이션 개념과 관련성이 높다는 것을 쉽게 알 수 있다. 다만, 다른 점이 있다면 기존의 디지털 트랜스포메이션 개념이 생산, 설비 등의 정해진 영역을 최적화 하는 것에 집중하였다면 메타버스는 거기서 한 걸음 더 나아가 디지털화한 다양한 현실 데이터들을 이용하는 목적이 디자인 및 마케팅과 같은 산업 전반으로까지 확대될 수 있는 가능성을 보고 있다는 부분이다.

이러한 움직임을 뒷받침하고 있는 메타버스 기술에는 여러 가지가 있겠지만 그 중에서도 중요하다고 생각되는 실시간 시각화와 A.I 분야에 대해 소개하고자 한다.

 

실시간 3D 시각화(Realtime 3D Visualization)

실시간 시각화 기술은 최근 사실적인 렌더링 기술의 발전을 통해 그 품질이 급격히 높아지고 있으며 그 기저에는 더 효과적인 시각적 표현을 위하여 산업간 협업이 증가하고 있는 현상이 뒷받침되고 있다. 유니티는 다양한 실시간 시각화 기술을 가진 기술기업들을 인수하여 기술역량을 강화하고 있는데 최근에는 영화 반지의 제왕, 어벤저스 등으로 유명한 세계 최대의 특수효과 회사인 웨타디지털을 인수하였고 거기에 사용되는 다양한 사실적 그래픽 표현 기술들을 유니티에 내재화하기 위한 작업에 들어갔다. 이러한 움직임들은 미래에 더욱 몰입할 수 있는 가상 환경을 만드는데 활용될 것으로 보인다.

다만 실시간 시각화의 목적은 다양하기 때문에 시각적인 스타일의 다양성 역시 구현 가능해야한다. 또한 상호작용의 풍부함이나 다양한 디바이스 플랫폼의 지원여부도 중요한 고려사항이다.

예를 들어 믹스드리얼리티 기술을 활용한 수술 시뮬레이션 프로그램인 LaparoS 같은 경우는 다양한 센서와 연동이 가능한 유니티의 유연성을 활용하여 실제 수술 도구를 활용한 시뮬레이션을 구현한 사례이다. 또한 고품질의 시각화를 위해서 더 복잡해지는 작업 과정을 단순화 시켜서 더 많은 사람들이 활용할 수 있도록 해주는 것도 필요한데 가구업체인 Flokk에서 그러한 프로세스를 활용한 최근 사례가 있다. Flokk은 맞춤형이라는 제품의 특성을 고려하여 자사의 웹 플랫폼에 Flokk의 의자 머티리얼을 모두 디지털화해서 3D 모델로 바꾸는 작업을 진행 하였다. 보통은 이런 목적을 위해 그래픽 소프트웨어를 사용하여 머티리얼을 처음부터 생성하거나, 공개된 머티리얼 라이브러리에서 스캔본을 구입하는 과정을 거치게 되지만 실물에 가장 가까운 결과물을 얻는 유일한 방법은 실재의 머티리얼을 직접 스캔하는 것이다. 때문에 여기서는 유니티의 물리기반 머티리얼 생성 도구인 아트엔진을 활용하게 되었다. 아트엔진은 인공지능의 도움을 받아서 사진으로 찍은 머티리얼을 입체감과 반사광 등 사실적인 표현을 위한 물리적 특성들을 그대로 재현해 주는데 쓰이므로 이 회사의 웹페이지에 올라가는 극 사실적이고 상호작용 가능한 제품 이미지를 만드는데 최적의 기술이었던 셈이다.

이처럼 실시간 시각화는 기존의 고정되어 있는 이미지 제작 방식보다 더 개인화 된 고객경험을 전해주고 현실감 있는 훈련 환경을 제공해주면서 점점 그 활용 영역을 넓혀가고 있는데 다시 한 번 강조하자면 실시간 시각화 단독으로는 그 의미에 한계가 있을 수 있다. 실시간 시각화 기술이 다양한 데이터 셋과 디바이스, 그리고 관련 기술들과 유연하고 빠르게 연동되었을 때 그 활용범위가 넓어지고 각 기업의 요구에 맞는 커스텀화 된 환경 구축이 가능하다는 부분을 기억해야 할 것이다.

 

인공지능(A.I)

실시간 시각화에 연결되어 더욱 그 활용범위를 넓혀주고 있는 기술에는 기계학습을 바탕으로 한 인공지능 기술이 있다. 유니티에는 머신러닝 에이전트를 통해 다양한 시나리오를 유니티 가상환경 하에서 시뮬레이션 할 수 있는 기반이 마련되어 있는데 이러한 기반을 바탕으로 유니티 컴퓨터 비전과 로보틱스 시뮬레이터와 같은 패키지가 만들어져 많이 활용되고 있다.

유니티 컴퓨터 비전 데이터 서비스는 시각적 판단이 필요한 인공지능을 학습시킬 때 활용되는 데이터 셋을 작성하는데 도움을 준다. 현실세계의 사진이나 영상으로 인공지능 훈련에 필요한 충분한 양의 이미지 셋을 만드는 것은 많이 시간과 비용이 드는 일이며 또한 날씨나, 시간대 등 다양한 조건을 맞춤형으로 제공하는데 어려움이 있을 수 있다. 또한 실외의 이미지는 지나가는 사람들의 초상권 문제 등으로 인해 활용에 제한을 받는 경우도 있는데 이럴 때 가상으로 합성된 데이터는 원하는 조건에 따라 충분한 양의 이미지를 자동 생성하여 인공지능 모델의 완성도를 비약적으로 높여준다. 아래에 있는 사례는 컴퓨터 비전을 활용하여 로봇청소기의 사물 구분 능력을 강화하는 사례이며 이 외에도 가정용 스마트캠이 반려견을 인식하는 훈련을 시키는데도 활용될 수 있다.


 

또한, 공장 자동화에 필수적인 로봇의 훈련을 시키는데도 유니티 로보틱스 시뮬레이션을 활용하는 사례가 늘고 있다. 로보틱스 시뮬레이션은 ROS(Robot Operating System)와 URDF(Unified Robot Description Format) 등 가장 넓은 범위의 데이터 유형에 대한 표준 형식을 지원하며 시뮬레이션을 통한 훈련에 필요한 시각적 메쉬, 충돌 메쉬 및 관성, 접촉 계수, 조인트 역학과 같은 물리적 속성 역시 표현이 가능하다. 이러한 요소가 적용된 훈련환경은 로봇을 훈련시키고 또한 관리하는 과정까지를 유니티 안에서 통합적으로 해결할 수 있도록 도와줄 수 있다.

 

실시간 시각화와 인공지능 외에도 점점 더 대중화되어 가는 XR기술이 디지털 트랜스포메이션의 영역을 확장 시키는데 점점 더 많은 역할을 해주고 있다. 이러한 현상은 산업별로 각각의 용도에 맞춰서 개발되던 디지털트랜스포메이션 기술들이 더욱 고도화 되고 동시에 대중화 되면서 더 통합된 디지털 가상공간을 구현하고 하는 방향으로 발전하고 있다는 점을 방증하는데 위에 소개한 사례들 역시 충분히 그런 방향으로 확장이 가능하다. 향후 이러한 적정기술의 조합을 통해서 더욱 성공적인 디지털트랜스포메이션 사례들이 실현되기를 기대해 본다.



 

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