국가의 리노베이션 프로젝트: HOK가 캐나다 국회의사당에 있는 국가의 랜드마크 보존을 지원하는 방법

건축 산업을 선도하는 HOK는 일련의 브릭-투-빔(brick-to-beam) VR 워크스루와 역사 유산 에셋 관리를 사용하여 캐나다 정부가 국회의사당 센터 블록 리노베이션을 시각화하고 캡처하고 관리하여 미래 세대를 위해 보존할 수 있도록 돕고 있습니다.

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캐나다 의회 단지의 중심에는 캐나다에서 가장 상징적인 건물 중 하나로, 캐나다 상원, 하원 의사당과 국회 도서관이 자리한 센터 블록(Centre Block)이 있습니다.
 
오늘날, 센터 블록은 국가의 이익을 실현하고, 논의하고, 보호하는 공간으로서 민주주의의 강력한 상징입니다. 하지만, 미래 세대에게 이 랜드마크를 넘겨주려면, 센터 블록 자체도 보호할 필요가 있습니다. 그런 이유로, 역사상 처음으로 센터 블록의 전체 리노베이션 프로젝트가 진행되고 있으며 이는 캐나다에서 가장 복잡한 복원 사업 중 하나로 손꼽힙니다. 
 
이 프로젝트는 현재 앞으로 10년에 걸쳐 진행될 예정이므로 장기적인 비전이 중요합니다. 그렇기 때문에 복원을 담당한 건축 팀인 HOK는 완전히 새로운 차원으로 나아가고 있습니다.
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HOK는 트윈모션과 언리얼 엔진의 강력한 성능을 활용하여 캐나다 정부가 실시간으로 센터 블록의 사실적인 3D 버전을 살펴볼 수 있는 VR 워크스루와 완성된 건물을 미리 확인할 수 있는 인터랙티브 경험을 제작하고 있습니다.
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가상의 유산

이 작업을 위해 HOK 팀은 먼저 수년간 사용해온 언리얼 엔진 기반 건축 시각화 파이프라인을 배포했습니다.

세계 최대의 건축 회사 중 하나인 HOK를 더욱 두각시키는 이 파이프라인을 통해 팀은 임포트한 CAD 데이터를 활용하여 건축 디자인의 3D 버전을 구축해 BIM부터 다음 계획에 이르는 자연스러운 플로를 생성할 수 있습니다. 

먼저 Leica 지상파 스캐너와 고해상도 카메라, 핸드 스캐닝 하드웨어를 복합적으로 사용하여 데이터를 캡처합니다. 그런 다음, 에픽게임즈 생태계에 최근에 추가된 RealityCapture 사진측량 소프트웨어를 사용하여 씬을 포인트 클라우드와 메시로 재구성합니다.
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HOK의 디자인 기술 책임자이자 디렉터인 마크 시치(Mark Cichy)는 말합니다. "저희가 사용하는 모든 앱 중에서 RealityCapture는 Revit만큼이나 많이 사용하는데요. 매일 사용할 정도로 이 프로세스에서 중요하죠."

RealityCapture 모델은 3D 공간에서 스케일 조절이 가능하도록 Revit에서 검증되거나, 웹과 VR 시각화 플랫폼을 위해 Houdini에서 최적화됩니다. 또한, 순환로와 입구 복도 시퀀스 살펴보기부터 사실적인 나무와 식물, 사람 라이브러리를 이용한 디테일 추가에 이르는 모든 작업을 수행하는 데 트윈모션을 사용하여 더욱 개선되기도 합니다.
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준비를 마친 후, 팀은 언리얼 엔진을 사용하여 관계자들이 실시간으로 디자인 선택과 반복처리의 영향을 확인할 수 있는 동적 클라이언트 프레젠테이션을 준비했습니다. 언리얼 엔진으로 개발한 덕분에 HOK는 10년에 걸친 프로젝트 기간 동안 여러 단계를 거치면서 변화하는 건물의 모든 상태를 시각화할 수도 있습니다.

돌 하나하나, 빠짐없이

센터 블록의 가상 모형을 생성하기 위해, 먼저 건물 전체에 걸쳐 고정형 유산 에셋과 이동형 유산 에셋을 모두 스캔해야 합니다. 지금까지 이러한 스캔 작업을 통해 100TB의 포인트 클라우드 데이터와 70TB의 메시가 생성되었습니다.

시치는 말합니다. “쉬지 않고 일하면서 각 유산 에셋의 상태와 속성을 문서화하는 여러 유산 보존 활동가와 함께 작업하고 있습니다. 센터 블록의 일부는 이러한 목표 달성을 위해 말 그대로 돌을 하나하나 들어내고 있습니다. 각 돌은 정교한 포인트 클라우드 스캐닝 프로세스를 통해 캡처한 다음, 디지털 방식으로 다시 조립하여 미래에 참조할 수 있도록 원래 상태를 기록합니다."

지붕 지오메트리를 캡처하는 데에는 지상파 스캐닝만으로는 부족했습니다. 지붕의 일부분은 접근이 어려웠기 때문에, 팀이 초고해상도의 직교 사진으로부터 상세한 사진측량 메시를 생성할 수 있도록 현지 드론 기사를 고용하여 그 주변을 비행하며 고퀄리티 사진과 비디오를 캡처했습니다.
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수집된 데이터는 언리얼 엔진으로 가져와 여러 개의 다이내믹 레벨 오브 디테일(LOD) 모델을 생성하는 데 사용되고 가상현실 워크스루를 통해 시각화됩니다. 사용자는 이러한 모델 안에서 여러 위치로 자유롭게 이동하고, 시점의 높이를 설정하여 마치 그곳에 있는 것처럼 그 공간을 미리 확인할 수 있습니다. HOK의 초기 결과 중 몇몇은 다양한 테더링 VR 디바이스(HTC Vive, Oculus Rift, Varjo XR3)와 테더링되지 않은 VR 디바이스(Oculus Quest 및 Google Cardboard)를 통해 클라이언트와 공유되었습니다.

시치는 말합니다. “하원 의사당 같은 곳은 사진측량 메시를 사용하여 만들었습니다. 이를 통해 VR 사용자는 실제 하원 의사당에서 경험하는 것과 정확히 같은 규모와 지오메트리, 텍스처를 미리 경험해 볼 수 있습니다."
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리얼타임 디자인

지금까지 HOK 팀은 지진 격리판과 고성능 단열재, 상원과 하원 의사당의 향상된 오디오 디바이스와 같은 기계 및 전기 장치를 포함한 여러 개선 사항을 센터 블록 건물에 적용하는 등 전체 디자인 프로세스에 걸쳐 언리얼 엔진을 사용했습니다.

시치는 말합니다. “첫날부터 언리얼 엔진은 내부적으로 콘텐츠를 검사하고 저희가 제안한 디자인 의도를 훨씬 매력적인 방식으로 전달하는 데 도움이 되었습니다. 실시간으로 표현하든, 아니면 단순히 다양한 데이터 소스를 모아 구성하든, 테라바이트 규모의 데이터를 처리할 수 있는 도구가 저희에게는 언리얼 엔진 말고는 없습니다."

HOK의 인터랙티브 워크스루는 이미 센터 블록 프로젝트에 엄청난 이점을 제공하고 있습니다. 고객이 역사적으로 중요한 장소를 영구적으로 바꾸는 데 필요한 수십억 달러의 비용 결정을 하기 전에, 가상현실에서 직접 프로젝트의 리노베이션 디자인 전략에 대해 결정을 하고 마음에 드는 부분과 그렇지 않은 부분에 대해 논평할 수 있기 때문입니다.
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시치는 말합니다. “리얼타임 솔루션 배포의 가장 큰 이점은 바로 실시간이라는 점입니다! 콘텐츠를 미리 렌더링하고 나타날 때까지 몇 시간씩 기다릴 필요가 없죠." 시치는 팀이 픽셀 스트리밍을 활용하여 언리얼 엔진 플랫폼 외부에서 가상현실 세션의 유연성을 더할 수 있었다고 설명합니다.

시치는 말합니다. "저는 개인적으로 리얼타임 디자인의 편리함과 그 영향은 2차원에서 3차원 디지털 프로세스로 전환했을 때 건축, 엔지니어링 및 건설(AEC) 산업에서 발생한 엄청난 변화와 맞먹는다고 생각합니다. 디자인 전략을 구상하면, 그대로 나타나는 거죠. 그 정도로 간단합니다."
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VR로 미래를 내다보다

향후 10년 동안 HOK 팀의 목표는 건축 시각화 기술을 사용하여 이 프로젝트에서 진행할 복원 현황을 문서화하는 것입니다. 이를 통해 고객 파트너는 가상의 센터 블록 건물을 둘러보고 철거 전후와 공간 사용 전 단계를 포함한 프로젝트의 미래 디자인 단계와 전략을 경험하고 평가할 수 있습니다.

시치는 말합니다. "예를 들어, 저희는 최근에 센터 블록 내의 다양한 중요 유산 공간의 미래 모습을 캡슐화할 몽타주 시리즈 개발 요청을 받았습니다." 그러면서 캡처, 메시 최적화, 개발을 체계화하는 프로세스는 비선형적이므로 특정 방과 공간은 더 공격적인 일정으로 생성하고 있다고 덧붙입니다.

언리얼 엔진은 HOK 팀이 각 공간의 지오메트릭 상태를 평가하고, 다양한 메시 엘리먼트를 분리하고, 워크로드와 각 최종 상태 디자인을 고객에게 제시하는 방식에 대한 합의를 도출하는 데 도움이 되었습니다.

또한, HOK는 3D Repo를 사용하여 엔터프라이즈 수준의 시각적 커뮤니케이션을 지원하고 Cintoo를 사용하여 포인트 클라우드 데이터를 관리하는 등 언리얼 엔진 솔루션을 기반으로 확장하고 있는 AEC 생태계를 활용할 수도 있었습니다. 두 솔루션에서 모두 언리얼 엔진 통합이 전개되어 의사 결정을 가속화하는 새로운 방법을 도입하는 데 도움이 되었습니다.

HOK 팀은 현재 실제 센터 블록에 있는 기존 공간 위에 직접 디자인 전략을 계층화할 XR 플랫폼에 대해서도 작업하고 있습니다. 이러한 인터랙티브 경험을 통해 건물 자체의 기존 공간 위에 디자인과 역사 고증, 서비스 업그레이드를 더 쉽게 적용할 수 있습니다.

시치에 따르면 이 인터랙티브 경험은 프로젝트의 여러 과거 상태를 포괄적으로 수용하고 있어 센터 블록의 최종 디지털 트윈과 융합될 가능성이 높다고 합니다. 이는 리얼타임 솔루션을 채택하는 데 따른 주요 이점 중 하나입니다. 리얼타임 엔진에 콘텐츠가 있으면 처음부터 시작할 필요 없이 디지털 트윈과 같은 추가 의사 결정 도구를 만들 수 있습니다.

시치는 말합니다. "이 정도 규모의 프로젝트에 참여할 기회는 매우 드뭅니다. 역사적 맥락과 현대 건축 기술을 결합하는 리노베이션 작업은 정말 특별하며, 혁신의 최전선에 있는 기술을 통합한다는 점에서 이 프로젝트는 일생일대의 기회라고 할 수 있죠."
HOK는 11월 2일 2시간 동안 진행되는 무료 이벤트인 빌드: 아키텍처 2021(Build: Architecture 2021)에도 참가할 예정입니다. 이 이벤트에서는 현재 사용되는 가장 혁신적인 리얼타임 방식을 집중 조명할 것입니다. 이벤트에 등록하려면 www.unrealengine.com/events/build-architecture-2021 페이지를 방문하세요.

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