공간정보와 인터넷지도

마이크로소프트사의 키넥트 엑스박스(Kinect Xbox)를 이용해 누구나 쉽게 3-D 모델을 제작하는 기술이 나왔습니다.

KinectFusion라는, 아직은 연구중인 프로젝트이긴 한데, 그냥 키넥트를 비추기만하면 사람이건, 방이건 물건이건 모두, 그것도 실시간으로 모델링 할 수 있습니다. 새로 물건을 넣으면 그 즉시 그물건도 3-D 모델로 추가된다는 것입니다.

일단 아래는 유튜브에 올라온 영상중 일부입니다. 직접 보시려면 여기를 들어가시면됩니다. 오른쪽 위는 일반 영상이고, 아래쪽 두개는 실시산으로 만들어진 3-D 모델입니다. Kinnect를 들고 이리저리 다니는 중인데 변화를 추적해서 기존 만들어진 모델을 계속 갱신, 추가하는 중입니다. 방 전체를 모델링하려면 Kinnect를 구석구석 비춰주기만 하면 되는 겁니다.

아래는 책을 펴는 모습인데(우상단), 잠시후엔 아래에 있는 모델들도 책이 펴진 상태로 바뀝니다. 1-2초 만에 바뀌니 말 그대로 실시간입니다.

Kinnect 자체엔 모션센서는 없습니다. 아마도 레이저, 적외선 카메라 등이 있는 걸로 아는데, 초당 30 프레임이나 되는 영상을 처리해서 Kinnect 의 위치와 자세를 추정한다고 합니다. 그런데도 최종 모델의 정확도가 2-3mm 정도라니 정말 대단합니다. 게다가 이런 실시간 모델링을 표준 컴퓨터 그래픽 프로세싱 장치를 사용해서 처리했다니 정말 멋집니다.

아직은 많은 내용이 공개되어 있지 않습니다만, 현재까지 알려진 사실만으로도 아주 흥미롭고 정말 기대가 많이 됩니다. 공개가 된다면 정말 응용할 분야가 많을 것 같습니다. 제가 관심이 많은 3차원 가상세계 모델링의 경우에도 복잡한 장비가 필요없이 몇십만원짜리 장비를 이리저리 들고 다니기만 하면 누구나 건물내부를 모델링 할 수 있게 되면, 제가 생각하는 미래를 좀더 앞당길 수 있지 않을까... 하는 생각이 드네요.

자세한 내용은 아래 기사를 참고하시기 바랍니다.

민, 푸른하늘
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키넥트 프로젝트가 현실세계와 가상세계를 통합
(Kinect Project Merges Real and Virtual Worlds)

2011.9.30

새로운 소프트웨어를 활용하면 키넥트를 저가의 3-D 스캐너로 변신가능. 범죄 수사나 인테리어 설계 등의 어플리케이션 활성화 기대

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마이크로소프트사의 키넥트 엑스박스(Kinect Xbox)는 게이머의 신체 움직임을 통하여 스크린상의 행동을 제어하는 게임 콘트롤러지만, 2010년 발매된 이래 재미있고, 유용하고, 때로는 기괴한 수백개의 응용분야에 접목되어왔다. 로보틱 비전과 자동 조명시스템에도 사용되었다. 휠체어 장애인의 쇼핑 지원과 같은 부분에서도 활용되었다. 그러나, 이런 응용들은 마이크로소프트사에서 Kinect를 위하여 개발한 새로운 3-D 모델링 기능에 비하면 어린애들 장난같이 여겨질 것이다.

KinectFusion은 100달러짜리 일반 Kinect을 사용하여 실시간으로 고화질의 3D모델을 생성할 수 있도록 지원하는 연구 프로젝트로서, 이번주에 영국 캠브릿지에서 열린 마이크로소프트 리서치 20주년 이벤트의 스타였다. KinnectFusion은 스캐닝한 오브젝트를 보다 현실적으로 조정할 수 있는 물리적 엔진도 포함하고 있다. 

본 기술을 활용하면 오브젝트, 사람, 방 전체를 일반적인 비용보다 저렴한 비용으로 3차원 스캐닝할 수 있다.가상공간속에 현실세계에서 살아있는 아바타와 오브젝트를 삽입한다고 가정해보자. 혹은 범죄현장을 몇초만에 재창조 할 수 있다면? 사용자의 거실에 새로운 소파를 넣어보거나, 다른 형태의 인테리어를 시험해 보는 것이 매우 간단해 질 수 있을 것이다.

프로젝트 리더인 Shahram Izadi는 "KinectFusion은 일종의 플랫폼으로, 컴퓨터가 세상을 보는 방식을 다시 생각하게 만듭니다. 우리는 Kinnect가 할 수 있는 일을 몇가지 예시 했을 뿐, 엄청나게 다양한 응용이 개발될 수 있을 것으로 기대합니다."고 말했다.

3D 스캐너는 이미 존재하지만, 사용 용이성과 스피드측면에서 이번에 개발되고 있는 KinectFusion를 따라오지 못하며, 데스크탑용 버전도 3천불을 호가하고 있다.

팀멤버인 Steve Hodges는 "마이크로스프트사의 오피스와 같은 제품들이 2차원 도큐먼트 생성에 민주화를 가져온 것처럼, KinectFusion의 경우에는 누구라도 Kinect을 집어들기만하면 3D 콘텐츠를 쉽게 생성할 수 있습니다"라고 주장한다.

KinectFusion은 2011년 8월 캐나다 벤쿠버에서 개최된 SIGGRAPH 컨퍼런스에서 최초로 공식 선보였는데, 엄청난 관심을 끌었다. 작동방법에 대한 세부사항들은 2011년 10월, 미국 캘리포니아 산타바바라에서 개최되는 UIST 심포지움과 스위스 바젤에서 개최되는 ISMAR에서 공개될 예정이다. 

Kinect은 레이저 포인트를 특정 공간에 투사하고, 적외선 카메라를 사용하여 왜곡을 찾아내는데, 이것이 structured light depth sensing라는 기법이다. 이 결과 카메라로부터의 거리의 "point cloud"가 만들어지는데, Kinnect는 이를 사용하여 객체와 제스처를 실시간으로 인식/구분한다.

KinectFusion 사용자가 Kinect를 공간 혹은 객체를 향해 흔들면, ICP(iterative closest point)라는 알고리즘이 초당 30 프레임 정도로 제공되는 스냅샷으로부터 데이터를 병합하여, 매우 상세한 3D 표현을 생성한다. 아울러 ICP는 새로운 프레임 데이터를 이전 프레임과 비교하는 방식을 통하여 카메라의 위치나 방향들을 비교하고, 새로운 3D 표현을 합성한다. 연구팀에서는 표준 컴퓨터 그래픽 프로세싱 장치를 사용하여 카메라 트랙킹과 이미지 생성을 하는 것이 중요한 혁신이라고 한다.

KinectFusion에 대하여 다양한 반응이 나오고 있지만, 아직까지 진행중인 연구 프로젝트이다. 마이크로소프트사에서는 본 기술을 사용한 제품에 대한 출시계획이나 본 시스템의 기반 소프트웨어도 공개할 계획이 없다.

독일 포츠담 대학의 Hasso Plattner Institute에 근무중인 Christian Holz는 "정말 놀랍다"고 말한다. 그는 워싱턴주 레드몬드에 위치한 마이크로소프트 본사에서 Kinnect를 활용한 프로젝트에서 일한바 있다. "다양한 범주의 사용자들이 3-D 모델을 쉽게 만들 수 있게 될 것입니다. KinectFusion이 실세계환경을 생생하게 모델링 할 수 있을 뿐 아니라, 이를 바탕으로 현실계의 물리적 현상들을 시뮬레이션할 수 있다는 것은 엄청나게 많은 어플리케이션들을 만들어내게 될 것"이라고 언급하였다.

전세계적으로 3차원 도시 모델에 대한 관심이 아주 높습니다.

특히 구글과 마이크로소프트에서 지도 컨텐츠를 강화하고, 기술이 진보함에 따라 불과 몇년전만해도 불가능하리라 생각했던 수준의 3차원 모델이 제작되고 있습니다.

우리나라에서도 다음과 네이버를 중심으로 포털 지도 전쟁이 벌어지고 있습니다. 얼마전에는 다음지도가 네이버를 추월했다는 기사가 나왔고요. 네이버 지도가 PV가 10월달에 갑자기 꺽였다는 게 잘 이해는 안가지만, 어쨌든요.

그런데 제 생각에 아직까지 지도 전쟁은 시작에 불과합니다. 더 많은 콘텐츠가 추가될 것이고 더 많은 정보와 결합될 거라고 생각합니다. 그중에서도 가장 중요한 데이터 중의 하나가 3차원 도시 모델로, 과거에 비해 기술이 많이 발달하여 이제는 큰 어려움 없이 3D 건물을 제작할 수 있게 되었습니다. 아마도 길어봤자 5년 이내에 우리나라 포털에도 3D 건물이 서비스되지 않을까... 생각합니다.

올해 초에는 중앙항업에서 경사사진 촬영용 픽토메트리를 도입했다는 소식도 전해드리고... 포털전쟁 다음단계는(2) 라는 글에서는 새한항업이 PLW Modelworks라는 소프트웨어로 제작한 여의도 모델도 소개시켜드리는 등 우리나라의 3D 모델에 대해 가끔 소개시켜드렸는데, 얼마전 S 사에서 서울시 3D 모델을 전자동으로 제작했다는 소식을 접한 김에, 이러한 3차원 모델들을 서로 비교해 봤으면 좋겠다는 생각이 들었습니다.

우선 몇군데 보여드리겠습니다. 아래 그림들은 중앙항업과 새한항업 그리고 S 사로부터 각각 자체적으로 제작한 여의도 건물의 3D 모델을 KML로 제공 받아 구글어스에 띄워본 것입니다. 아래는 63빌딩 부근입니다.


아래는 여의도 중심부입니다. 정면에 보이는 건물이 한화증권입니다.


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아마도 제일 깨끗하게 보이는 건 중앙항업에서 제작한 모델일 것입니다. 이에 비해 새한항업에서 제작한 3D 모델은 조금 어둡게 느껴지실 겁니다. 항공사진을 이미지 처리하지 않고 그대로 사용하였기 때문입니다. 아마도 영상처리를 했더라면 대략 중앙항업에서 제작한 것과 비슷할 걸로 생각됩니다.

반면 S 사에서 제작한 3D 모델을 잘 들여다보시면 부분적으로 이상하게 보이는 부분이 꽤 있을 겁니다. 완전자동으로 제작한 모델이기 때문에 약간 한계가 있기 때문입니다.

아래 국회의사당 건물을 보시면 새한이나 중앙에서 제작한 모델은 기둥까지 모델링했고, 기둥 뒤편에 있는 벽면까지 완벽하게 처리했습니다. 그런데 S 사에서 처리한 모델은 박스형건물 위에 반구가 올라간 모습으로 처리를 해서 별로 이뻐 보이지 않습니다.

또한 지붕 구조물이 완벽하게 반구형으로 처리된 게 아니라, 자세히 들여다 보면 구가 찌그러져 있음을 알 수 있습니다.


아래는 순복음 교회를 확대해 본 것입니다. 자동으로 제작한 모델과 사람이 수작업으로 만든 모델은 확실하게 차이가 느껴지실 겁니다.


그런데... 아래와 같이 별로 복잡하지 않은 건물의 경우엔 그다지 품질의 차이가 느껴지지 않습니다. 물론 옥상의 난간 등에서는 차이가 보이기는 하지만, 이정도면 자동으로 생성된 건물 모델도 큰 문제없이 사용할 수 있을 듯 싶습니다.


사실 일반인들도 널리 알고 있는 랜드마크성 건물이나, 규모가 큰 건물의 경우에는 여러가지 디자인적 요소들을 도입해서 복잡한 형태를 가지고 있습니다. 이런 건물의 경우, 현재 S 사의 기술로 제작된 모델은 한계가 있을 수 밖에 없습니다. 하지만, 아파트나 소규모 빌딩, 단독주택 등은 어느정도 현실과 비슷한 형태로 모델이 제작됩니다. 그래서 S 사 에서는 복잡한 건물만 수작업으로 편집하는 방법을 고려하고 있다고 합니다.

형태는 이처럼 상당한 차이가 있지만, 위치 정확도는 그다지 다르지 않습니다. 위 화면들을 보면 새한과 중앙에서 작업한 모델은 거의 위치가 동일한데, S 사에서 제작한 모델은 위치가 달라보일 겁니다. 그런데 이것은 설정 상태가 다르기 때문입니다. 새한과 중앙은 건물의 높이를 상대높이로 지정해 두었기 때문에 구글어스의 지형위에 올라가 있고, S 사는 절대 고도(해발 고도)를 넣었기 때문에 구글어스의 지형과 관계없이 높이가 지정되기 때문입니다.

그런데... 구글어스에서는 비교하기가 힘들지만, 건물의 위치나 높이 등은 거의 차이가 없는 것으로 보입니다. S 사에서는 지상 기준점을 사용하지 않았다고 했는데, 꽤 괜찮게 만들어졌네요.

다음으로... 모델의 성능면을 살펴보면... 3D 건물은 모두 폴리곤으로 구성이 됩니다. 3D 폴리곤을 생성한 뒤, 각각의 면에 사진 텍스처를 입히는 방식이죠. 따라서 폴리곤이 많으면 속도가 느려지고, 적으면 속도가 빨라집니다.

제가 자세히 비교해 보지는 않았지만, 폴리곤의 숫자는 중앙이나 새한과 같이 수작업으로 제작할 때가 확실히 적습니다. 자동 제작일 경우 아무래도 폴리곤의 숫자가 늘어나기 마련이죠. 이런 문제를 해결하기 위해 S 사에서는 별도로 폴리곤 숫자를 줄여주는 알고리듬을 개발중이라고 합니다. 그러나... 아무리 좋은 알고리듬을 적용한다고 해도 사람만큼 잘할 수는 없겠죠.

이상입니다. 원래 좀 더 자세하게 비교해 볼 생각이었습니다만, 각 회사별로 모두 세세한 형식이 달라서 상당한 시간이 필요할 것 같아 포기를 했습니다.

대략적으로 요약하자면, 역시 예쁜 모델을 제작하려면 중앙이나 새한 같이 반자동, 수작업으로 제작하는 것이 제일 좋을 것 같다는 것. 그리고 S 사에서 제작한 완전 자동 모델도 복잡하지 않는 건물의 경우 쓸만한 정도라는 것... 특히 S 사에서는 완전 자동으로 제작하기 때문에, 수작업에 비해 비용이 낮은 장점이 있습니다. 기술 개발에 따라 3D 모델이 더욱 정교해질 가능성도 있고요. 그래서 이 두가지를 적당히 결합해 사용하면 좋을 것 같다... 는 생각이 듭니다.

마지막으로, 이렇게 직접 비교할 수 있도록 여의도 3D 모델을 제공해 주신, 중앙항업, 새한항업, S 사 관계자 여러분께 다시한번 감사드립니다.

민, 푸른하늘
회사명을 삭제해 달라는 요청을 받아 "S 사"로 수정하였습니다~

요즘 구글어스에서 전세계의 도시들이 3차원으로 탈바꿈하고 있습니다. 11월 13일자 구글 LatLong 블로그 소식에 따르면 스페인 발렌시아시 전역에 3차원 건물 모델이 등장했습니다.

스페인 발렌시아는 전형적인 중세유럽의 모습을 가진 도시인데, 멋진 현대적인 건물들도 보입니다.

아래는 원문에서 소개한 "예술과 과학의 도시(City of Arts and Sciences)" (KML 파일)인데 정말 건물이 아주 멋지게 생겼네요. 벌레처럼 생긴 녀석도 있고, 자전거 헬맷처럼 생긴 건물도 있고... ㅎㅎ


아래는 비디오입니다. 구글어스를 설치하지 않으셨거나, 띄우기 귀찮은 분은 비디오라도 보시길...


이 뿐만 아니라, 그동안 제가 두어달 이 블로그에 관심을 줄이고 있는 동안, Google Earth Blog에는 여러 도시들이 3차원 모델로 치장했다는 소식을 전했습니다.

먼저 11월 13일자 포스트에서는 스페인 발렌시아와 함께 미국 오클라호마 시가 3차원으로 재탄생했다는이 있고, 11월 9일자에는 위스콘신주의 밀워키(Milwaukee)시, 인디아나 주의 인디아나폴리스(Indianapolis)시도 3차원도시로 바뀌었다는 글이 있습니다.

아래는 밀워키 시의 3D 모습인데, 일반인들이 3D 모델을 제작하다보면 아래처럼 하늘을 날라다니는 건물도 가끔 보실 수 있습니다. ^^


또, 10월 23일자 소식에는 헝가리 부다페스트가 3차원으로 바뀌었다는 내용이 있고, 10월 20일자 포스트에는 오스트랠리아의 멜번(Melbourne)과 프랑스의 리옹(Lyon)이 3차원으로 변했다고 합니다.

이처럼 요즘들어 부쩍 자동화된 3차원 모델이 세계곳곳에 많이 등장하고 있습니다. 이 동네들을 방문해 보면 3차원 빌딩 모델을 누가 제작했다는 내용이 없는 게 대부분입니다. 정말 누가 제작했는지... 구글에서 제작한 건 아닌지... 정말 궁금합니다.

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그리고... 구글어스에 비행기가 모델링되어 들어 있는 곳도 있답니다. 이 KML을 실행시키면 아래와 같이 네덜란드에 있는 공항에 착륙중인 비행기를 보실 수 있습니다. 또한 런던 히드로 공항(KML)에도 3D 모델링된 비행기가 있고, 아래 비행기가 있는 Schiphol공항에 또다른 비행기(KML)가 있다고 합니다.


마지막으로... 요즘 트위터가 열풍이 불면서 구글 서비스들도 트위터를 이용하고 있습니다. @googlemaps, @googleearth, 등이 있는데.. 3D 빌딩에 관한 소식은... @3DWH에서 제일 확실하게 보실수 있습니다. 그래서... 각기 가입하는 것보다는 트위터에 얼마전 추가된 list 기능으로 구글 지도 관련 트위터만 모아봤습니다. 관심있으신 분들은 팔로우 하세요~ http://twitterkr.com/bsmap/google-map-related

민, 푸른하늘

S 사에서 작년부터 현실세계를 그대로 모사하는 미러월드(Mirror World)와, 세컨드라이프와 같이 상상속의 세계를 만드는 가상세계(Virtual World)를 혼합한, 새로운 개념의 3D 솔루션을 개발하고 있습니다.

저는 이런 저런 경로로 직간접적으로 들어왔지만, 그동안 S 사 분들이 원하지 않았고, 또 뚜렷한 성과품도 없어서 언급을 자제해 왔습니다. 그런데, 이번에 서울시 전역을 완전 자동으로 3D 모델로 제작하고 이를 공개한다고 합니다.

아래가 이번에 S 사에서 제작한 3D 모델입니다. 클릭해 보면 큰 그림을 보실 수 있습니다.


이번 11월 5일 대전에서 열리는 국방신기술소개회(방위산업청 주관)에서 발표를 한다는데,  자세한 일정과 내용은 아래의 파일을 참고하시기 바랍니다. S 사에서는 "분산처리 기법을 활용한 준 실시간 전자동 3차원 도시모형 생성기술"이라는 제목으로 발표를 하는데, 다른 회사들이 발표 혹은 전시하는 것들도 재미있는 것들이 있네요.


이번에 S 사에서 개발한 3D 모델은 수직 항공사진을 사용하였습니다. 다음 스카이뷰를 촬영할 때 사용한 울트라캠이라는 장비로 촬영했다고 하네요. 건물 옆면 텍스처를 입히는데는 원래 경사사진이 좋지만, 항공사진의 가장자리 부분을 사용하면 어느 정도는 건물 옆면의 텍스처를 입힐 수 있습니다. 대신 더 많이 날라야 하지만요. 경사사진 촬영장비인 픽토메트리(Pictometry)를 보유하고 있는 중앙항업과는 협상이 잘 안되었다는 모양입니다.

어쨌든 항공사진을 사용하여 서울시 전역의 정사사진과, 높이(DEM) 그리고 80만 동의 건물에 대한 3D 모델까지 모두 자동으로 처리했는데 약 두 달 정도 소요되었다고 합니다. 지상 기준점은 사용하지 않았는데, 위치 정확도를 정확히 체크해 보지는 않았지만, 상대적인 위치는 1픽셀 이내로 매우 정확하다는 이야기들 다른 분으로부터 들었습니다.

아래는 제가 담당자로부터 받은 파워포인트 파일중 일부분을 보여드리는 것입니다. 입력자료에 레이저(LIDAR)가 있다는 것. 그리고 준실시간 분산처리... 라는 말이 눈에 띄네요.


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이러한 3D 모델 제작기술은 마이크로소프트(Microsoft)의 3D 모델 제작 기술과 거의 유사합니다. 자세한 내용은 구글과 마이크로소프트의 3D 도시 비교라는 글을 읽어보시면 됩니다만, 마이크로소프트는 기본적으로 모든 가용한 자료를 모두 사용해서 완전 자동으로 3D 모델을 제작하고 있습니다.

제가 예전에 소개시켜 드린 C3 Technologies에서도 경사사진을 사용하여 3D 모델을 자동 생성합니다. 면적 30만 평방, 인구 20만의 도시를 3일만에 처리할 수 있다고 하죠. 하지만, 자세히 들여다보면 건물 경계선이 무너지는 등 3D 모델이 완벽하지 않습니다.

또... 새한 항업에서는 PLW Modelworks라는 소프트웨어를 도입하여 반자동 방식으로 서울시 3D 모델을 제작하고 있습니다. 사람이 직접 작업하기 때문에 비용은 상대적으로 많이 들지만, 품질 자체는 정말 뛰어납니다.

그런데, 제 생각으로는 마이크로소프트의 기술은 아주 세밀한 부분까지 정교한 모델을, 그것도 자동으로 생성한다는 점에서 다른 기술에 비해 매우 뛰어나다고 생각합니다. 이번에 S 사에서 개발 한 자동처리기술이 어느 정도 수준인지 정확히 확인해 보지는 못했지만, 제가 들은 바에 따르면 상당히 근접한 수준이라고 하니 아주 기대가 됩니다.

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이번 S 사의 기술 공개는 제가 언급한 포털 지도 전쟁에 또 다른 한가지 변수가 등장한 것이라고 생각됩니다. 네이버와 다음에서는 전국 항공사진을 깔고 각각 공중/지상의 파노라마 사진으로 창과 방패 삼아 치열한 싸움을 벌이고 있었는데 갑자기 그 옆에서 총으로 무장한 침입자가 등장했다... 이런 느낌이죠.

물론 S 사는 포털이 아니기 때문에 다음지도와 네이버지도에 직접적으로 영향을 미치지는 않을 것 같습니다. 적어도 SK M&C의 도로지도, SK Communications의 싸이월드 지도를 모두 통합하기 전까지는요. 그리고 솔직히 인터넷 사업이 콘텐츠가 훌륭하다고 하루아침에 향방이 바뀌는 일은 없으니, 포털의 역학관계는 크게 영향을 받지 않겠죠.

그래도... 네이버와 다음은 3차원 서비스에 대해 다시한번 심각하게 고려하기 시작할테고... 3D 모델 제작기술을 가진 업체들은 긴장할테고... 대규모 투자를 생각했었던 국토해양부에서는 새롭게 사업전반을 재구성해야 하는 게 아닌가... 하는 생각이 드네요.

그래서라도... 이번 목요일에 대전에 꼭 내려가 보고 싶은데... 저는 목요일 아침까지 출장이라서 저는 가보기 힘들 것 같습니다. 정말 아쉽네요... ㅠㅠ

민, 푸른하늘

아주 신기한 사진 보정 프로그램을 소개해 드리겠습니다. (via Digital Urban)

Deep Photo는 2차원인 사진에 3D 모델을 연결하면, 이를 기반으로 뿌연 안개(haze)를 제거하고, 조명상태를 바꿀 수 있는 프로그램입니다. 심지어 사진에 촬영된 사물이 어떤 것인지 표시해 줄 수도 있습니다.

먼저 뿌연 안개를 제거한 결과를 보여드리겠습니다. 원본과 다른 예는 여기에서 보실 수 있습니다. 뿌연 사진이 원본, 깨끗한 사진은 Deep Photo로 보정한 사진입니다. 아래는 뉴욕시를 촬영한 사진입니다.


기본적인 원리는 사진에 나타나 있는 점을 3D 모델과 연결시키면, 사진에 나타난 모든 점들의 거리를 알 수 있고, 이 거리를 기준으로 뿌연 안개(haze)의 양을 추정하여 제거하는 것입니다. 포토샵 등을 이용해 수작업으로 처리한 게 아니라, 완전 자동으로 처리하는 거죠.

정확한 3D 모델이 존재한다면, 사진과 3D 모델을 연결하는 것은 어렵지 않습니다. 아래 그림처럼 사진과 3D 모델에서 4점 이상 공통점을 찍어주기만 하면 됩니다.


이렇게 3D 모델과 사진이 연결되면, 모든 점들의 깊이(거리)를 알 수 있으므로, 이를 기반으로 Haze 모델을 계산하여 적용시키면 되는 것입니다.


두번째 예는 요세미티 공원의 하프돔(Harf Dome)을 처리한 사진입니다. 다만, 이 사진에서 전경(사람 등)은 마스크처리한 후 처리했는데, 마스킹 작업은 수작업으로 선택해야 합니다. 그런데... 배경이 너무 깨끗하게 처리되는 바람에 사진같이 보이지 않는다는 문제가 있네요~^^


두번째는 조명 상태를 바꾸는 예입니다. 원본은 여기를 들어가 보시면 됩니다. 아래는 뉴욕시인데, 그림자를 잘 보시면 태양의 방향이 다른 곳에 있는 상태로 조정한 것임을 알 수 있습니다. 이것도 너무 잘 처리되는 바람에 사진이 아니라 구글어스나 빙맵(Bing Map)에서 캡처한 기분이 들 정도네요.


기본적인 원리는 먼저 위의 방법으로 헤이즈를 제거한 후, 일단 원하는 시간대에 맞는 하늘 사진을 생성하여 3D 모델에 맞는 LightMap을 제작한 후, 이를 사진에 더한 후 다시 헤이즈를 입히는 방식입니다. 아래그림에서 오른쪽 위에 있는 작은 그림이 모델을 기반으로 LightMap을 생성한 예입니다.


또다른 예입니다. 다시 요세미티입니다. 하늘의 상태에 따라 사진 전체의 색이 달라짐을 보실 수 있습니다. 저는 이게 정말 자동으로 처리된다는 게 너무너무 신기합니다.


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그런데, 제가 정말 관심을 갖는 것은 이러한 사진처리가 아니고, 사진과 공간정보를 결합하는 것입니다. 사실 생각해보면 간단합니다. 사진에 촬영된 모든 점의 위치를 알고 있으므로, 다른 공간정보를 겹쳐서 보여주는 건 아주 쉬운 일이죠.

아래 그림은 사진상의 선을 지도에 매칭시킨 모습입니다. 오른쪽 아래에 있는 빨간 점이 촬영지점이고요.


아래는 사진에 도로망을 겹쳐서 표시한 모습입니다. 왼쪽 사진을 잘 보시면 건물로 가려진 도로선은 흐릿하게 처리하였음을 알 수 있습니다.


마지막으로 아래는 아우스를 가져가면 그 인근에 있는 건물명을 보여주는 예입니다. 머... 이것도 3D 모델과 사진이 연결되기만 하면 당연히 구현되는 기능이죠.


다만, 아쉽게도 이 프로그램은 현재 연구중인 프로젝트일 뿐입니다. 샘플로 테스트해볼 수 있는 프로그램도 없습니다. 대신 Deep Photo에 관한 자세한 내용은 이 사이트에 들어가시면 보실 수 있고, 이 논문을 읽어보시면 자세한 알고리듬을 알 수 있습니다. University of Konstanz와 마이크로소프트에서 함께 개발중이 모양이네요.

아래는 이 DeepPhoto를 소개하는 비디오입니다. 위에 있는 그림중 상당부분은 이 비디오를 캡처한 것입니다. 제가 설명드린 것외에 다른 기능도 소개되어 있으니 꼭 보시길... 비디오 원본 파일을 다운로드 받아서 보셔도 됩니다.


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어쨌든... 이 기술을 적용한다면, 길을 가다가 멋진 건물을 찾았을 때, 사진을 촬영하여 서버로 전송하면 이 건물이 어떤 건물인지 정보를 보여주는 기능이나, 아예 사진위에 건물명을 오버랩해서 보여주는 증강현실 기능 등도 구현이 가능합니다.

이렇게 멀리 생각하지 않아도, 얼마전에 네이버에서 새로 발표한 파노라마 사진 서비스에서도 건물등의 지형지물과 지도를 완벽하게 결합할 수 있을 겁니다. 바로 위에 있는 사진처럼 마우스를 올리면 건물명과 링크를 제공하여 준다면 정말 환상적일테고요.

이 Deep Photo 시스템의 가장 핵심은 3D 모델이 얼마나 정확하게 구현되어 있느냐 하는 것입니다. 헤이즈제거 기술이나 조명상태를 바꾸는 기술의 경우에도 3D 모델이 사진과 정확하게 매칭되지 않아서 잘 들여다보면 이상한 부분을 볼 수 있다고 합니다.

우리나라에서도 국토해양부에서 전략적으로 전국 3D 모델을 구축할 계획을 갖고 있습니다. 현재 약 3년간 2500억원 정도를 투자할 계획이죠. 이렇게 3D 모델이 구축되고 이것이 모두 공개된다면, 이처럼 생각하지도 못한 응용분야가 많이 생길 수 있습니다. 빨리 구축되어 민간 기업에서 쉽게 사용할 수 있게되길... 기대해봅니다.

민, 푸른하늘

오랜만에 말랑말랑한 소식 한가지^^ 오늘 소개시켜드릴 비디오는 "World Builder"입니다.

뭐라고 번역하면 좋을지 모르겠는데... 세계 건설자? 조물주? 하여튼... 가상 세계 속에서 사랑하는 아내를 위하여 홀로그램 도구를 사용하여 아름다운 도시를 건설하는 내용입니다.

먼저 아래의 비디오를 보시기 바랍니다. 한번 보시기 시작하면 절대 중간에 멈출 수 없을 거라는 데 한표 겁니다.^^


World Builder from Bruce Branit on Vimeo
이 비디오는 헐리웃에서 활동하다가, 현재는 http://www.branitvfx.com/라는 회사를 운영중인 Bruce Branit이란 분이 제작한 것으로, 여기를 읽어보시면 무슨 상까지 받은 작품이라고 하네요. 촬영은 단 하루했는데, 후처리 작업에 2년이 걸렸다는 내용도 들어 있습니다.

facebook에 들어가면, Bruce Branit의 인터뷰와 여러가지 사진들을 보실 수 있습니다. 인터뷰 내용은 저도 잘 이해가 안되어서 옮기기가 그렇고, 아래는 인터뷰기사에 들어있는 사진들입니다. 위 비디오에 나온 것도 있고, 촬영과정 사진도 있습니다.


참고로, 이 World Builder에 대해서는 많은 블로거분들께서 이미 소개해 주셨네요. 아래는 예입니다.

• DesignLog : 위대하고 감동적인 CGI, World Builder
• RadioKids : 그녀를 위해 세상을 만들다

아무튼... 저로서는 정말 너무 재미있게 봤습니다. 세컨드라이프 속으로 들어가서 도시를 짓는다면 저런 느낌이겠죠? 내용도 살짝 감동적이고요.

아래는 BranitVFX사에서 제작한 2008년 작품 모음집입니다.


Branit|vfx 2008 Show Reel from Bruce Branit on Vimeo.
아래는 2009년 작품 모음집이고요. 정말 멋지네요.


Branit|vfx 2009 Reel from Bruce Branit on Vimeo.
저는 컴퓨터 그래픽와는 거리가 멀지만, 정말 컴퓨터 그래픽이 없었다면 영화나 광고 등이 얼마나 밋밋했을까... 다시한번 생각해 보게 되었습니다.

민, 푸른하늘

제가 오래전에 MS 그림판으로 3차원 건물 그리기, 그리고 그림판으로 3차원 도시만들기라는 글을 올린 적이 있었습니다.

원래 이런 그림을 픽셀아트(Pixel Art)라고 합니다. Wikipedia의 정의에 따르면, "디지털 예술(digital art)의 일종으로, 라스터 그래픽 소프트웨어를 사용해 제작하고, 그림을 픽셀 수준에서 편집하는 것"을 말합니다.

특히, 2차원 그림에서 3차원을 표현할 때는 isometric 방식으로 제작합니다. 맨 위에 있는 그림이 전형적인 예입니다. 아래 그림도 어디서 비슷한 걸 많이 보셨을 겁니다. 주로 오래전 컴퓨터 게임에서 많이 사용되었죠.


이런 픽셀아트를 이용해 거대한 3차원 가상도시를 만든 분이 있습니다. 크기는 무려 24920*11680, 약 2억9천백만 픽셀입니다.

아래는 픽셀아트가 어떻게 만들어지는 지를 보여드리기 위해 일부분을 확대해가며 캡쳐해 본 모습입니다. 직접 보시려면 gooncity에 접속하시면 됩니다.(via Google Maps Mania)



몇군데 재미있는 곳을 찾아 보여드리고 싶지만... 그림이 너무 커서 디테일을 살리면서 캡처하기도 쉽지 않아 포기했습니다. 아무래도 gooncity에서 직접 보시는 게 나을 것 같습니다. 그림을 뒤적거리다보니 20년전에 봤던 "월리를 찾아라"를 보는 기분입니다. 물론 훨씬 더 규모가 큽니다!

물론 이렇게 큰 그림을 혼자서 제작할 수는 없겠죠. 이 그림은 원래 Ryan Allen라는 분이 시작한 건데, 여기를 읽어보시면 픽셀아트를 공동으로 제작하면 어떨까 하는 아이디어에서 시작했고, 현재까지 총 222명이 함께 참여했다고 합니다.

혹시 참여하고 싶은 생각이 있으시다면 여기를 읽어보시면 제작하는 방법이 나와 있습니다. 제가 픽셀아트(Pixel Art)에 대해 잘 모르기 때문에 설명해 드릴 수는 없지만, 대략 1246x730 크기의 템플릿에 자기가 원하는 그림을 채워 이쪽으로 보내면 되는 것 같습니다.

워낙 큰 그림이다보니, Flickr 같은 사진 공유사이트에는 올리기도 힘듭니다. 그래서 처음에는 구글맵 API를 이용해 서비스하다가 현재는 마이크로소프트 Silverlight의 무한확대(Deep Zoom)을 이용해 구현하고 있습니다. 직접 gooncity에 들어가 보시면 알지만 정말 부드럽게 콘트롤 됩니다.

저는 픽셀아트... 로 3차원 도시를 그려냈다는 것만으로도 정말 놀라운데, 많은 분들이 공동으로 작품을 만들었다는 사실이 정말 대단하다 싶습니다.

민, 푸른하늘

3차원 도시가 어디까지 진화할까요? 결론은 끝도 없이 진화할 것이라는 것입니다.

쉽게 이야기하면 실세계의 모든 물건, 모든 사람까지 모두 모델링되어, 세컨드라이프처럼 서비스될 것이라고 단언할 수 있습니다.

오늘은 이에 한 발자국 더 가까이 다가간 가상도시를 소개해 드리겠습니다. 미국 펜실바니아주의 필라델피아(Philadelpia)시입니다. (via Digital Urban)

일단 먼저 한 컷을 보여드리겠습니다. 먼저 보고 싶으시면 GeoSimPHILLY에 접속하여서 프로그램을 다운로드 받으시면 됩니다. 아래는 필라델피아 시청 정면의 모습입니다. 구글맵상의 위치는 여기를 눌러보시면 됩니다.


아래는 이것과 거의 비슷한 구도로 잡아본 구글어스의 3D 모델 모습입니다.


여기는 그다지 차이가 안보이네요. 다른 곳을 보여드리겠습니다. 구글맵상 위치는 여기입니다.


구글어스에서 보이는 모습은 아래와 같습니다. 거의 동일한 지점이라는 게 믿어지지 않을 정도입니다.


대충... 차이점을 정리하면 다음과 같습니다.

1. 구글어스는 항공사진으로 텍스처를 입혔음에 비해, 필라델디아 사이트는 캐드 모델입니다.
2. 필라델피아 사이트는 나무나 가로등... 기타 간판까지 모두 볼 수 있습니다.
   
3. 필라델피아 사이트는 사람이나 차량이 이동하는 모습도 볼 수 있습니다.
4. 채팅도 가능하고 쇼핑도 가능하다고 되어 있네요. <- 저는 테스트해보지 않았습니다.
   

아래는 버추얼 필라델피아에 대한 CBS3 리포트입니다. 여러가지 기능이 소개되어 있으니 한번 보시길...


Virtual Philadelphia on CBS3 from Steve Jarvey on Vimeo.
Digital Urban과 GeoSimPHILLY 소개자료에 따르면, 이 버추얼 필라델피아 모델은 GeoSim이라는 회사가 제작하였는데, 1:6,000 항공사진을 기반으로 3D 모델로 제작하였다고 합니다. 아울러 특별한 차량으로 상점 정면이나 신호등을 촬영했고, 수십 기가바이트에 이르는 항공사진과 거리 사진, 레이저 스캔 자료 등을 이용했다고 합니다.

머... 단점도 많습니다. 접속해 보시면 아시지만, 엄청나게 느립니다. 한 90%정도까지는 잘 다운로드 되는데, 100% 다운로드 될 때까지 기다리려면 정말 하세월입니다. 한 30분정도 걸리는 듯... 물론 미국에서 접속하면 빠를 수도 있지만, 구글어스를 생각해 보면 정말 아니다 싶습니다. 아래 그림을 보면 아직도 91%에서 도저히 올라갈 생각을 안해서 어쩔 수 없이 이 상태로 캡처했습니다. 동일한 장소를 구글어스에서 보시려면 아래 KML 파일을 실행시켜보시면 됩니다.


또한, 3D 모델이 구축된 지역이 도심부에 한정됩니다. 그 바깥쪽에는 말 그대로 아무것도 없습니다. 물론 비용상 어쩔 수 없겠지만 말입니다. 여기에 들어가 보시면 필라델피아외에도 4개 도시가 더 모델링 되어 있다고 나오는데, 이런 식으로 부분적으로 서비스를 하는 것은... 장기적으로 볼 때 문제가 많죠.

화면 콘트롤도 아주 불편합니다. 대개 가상지구 서비스들은 화면에서 마우스만 대충 굴리면 확대/축소/이동이 모두 가능한데, 여기에서는 아랫부분에 별도로 있는 단추를 눌러야만 화면을 콘트롤할 수 있습니다.

현재는 완벽한 3D 모델과 세컨드라이프 스타일의 기능을 넣어서 서비스한다는게 무리스러워 보이기는 합니다. 또한, 자세한 모델을 제작할 수록 비용은 기하급수적으로 증가합니다. 하지만, 이러한 시도가 앞으로도 계속될 것이며, 훨씬 더 높은 수준, 더 많은 기능이 탑재될 것은 분명합니다. 사람은 만족을 모르는 동물이기 때문입니다. 서비스에서 우위를 차지하기 위해서는 품질 경쟁이 필수적이기도 하고요.

물론 시간은 많이 걸릴 겁니다. 기술도 더 많이 발전해서 비용이 낮아져야 할테고요. 하지만, 저는 제가 죽기전에는 이런 정도는 어디서나 볼 수 있을 거라고 생각합니다. 현재의 기술발전 속도로 봤을 때... 빠르면 한 10년 정도 내에 볼 수 있을 지도 모르구요.

마지막으로... 아래는 쇼룸에 있는 영상들입니다. 그리고 여기를 눌러보시면 데모 영상을 보실 수 있습니다.


민, 푸른하늘

제가 지난 5월 말에 스웨덴의 스톡홀름 3차원 지도라는 글에서, SAAB 그룹의 자회사인 C3 Technologies라는 회사에서 제작한 스톡홀름 3차원 도시 모델을 소개해 드린 적이 있었습니다.

이번에는 이 회사에서 노르웨이의 수도인 오슬로(Oslo)의 3차원 모델)을 공개하였다고 합니다. (via Ogle Earth)

아래는 비디오입니다. 항공사진만을 이용하여 완전 자동으로 만들었고, 교외지역까지도 완벽하게 모델링 되었다고 나옵니다. 멋지네요.


보다 깨끗한 영상을 보시고 싶으시면, 이 파일(34MB)을 다운로드 받아 실행시켜 보시기 바랍니다.

아래는 C3 Technologies의 문서들에 들어 있는 그림을 몇장 캡쳐해 본 것입니다. 가능한 한 크게 캡쳐 한 것이니 클릭하면 큰 그림을 보실 수 있습니다.





정말 멋지네요. 아래는 구글어스의 함부르그(Hamburg) 3차원 모델과, C3의 모델을 비교해 본 모습입니다. 색감처리도 그렇고... 나무처리도 그렇고... 정말 멋지네요.


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이 모델들을 직접 보시려면 여기에 들어가신 후, 플러그인을 다운로드 받으시면 되는데, 제 컴퓨터에서는 자꾸 에러가 발생해서 안습상황이라는... ㅠㅠ 겨우 아래 화면까지만 띄우는 데 성공... ㅠㅠ


혹시 되신다면, P를 누르면 와이어프레임 모델을 볼 수 있고, 이동키는 W/A/S/D로 이동, 확대/축소 키는 N/M이며, 화살표를 누르면 화면을 기울이거나 회전 시킬 수 있다고 합니다.

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위에서 잠깐 언급한 것처럼, C3 Technologies에서는 항공사진만을 이용하여 자동으로 3D 모델을 제작한다고 합니다. 아래 그림은 모식도입니다. GPS+INS가 달린 디지털항공카메라를 이용하여 자동처리를 하면, 정사사진/3D 모델/경사사진까지 한꺼번에 촬영할 수 있다고 하네요.


아래는 항공기와 센서의 모습입니다. 센서의 모습이 흐릿해서 잘 안보이는데... 형태가 항공사진촬영용 카메라가 아니라, 고급형 디카 정도가 아닌가 싶습니다. 좀더 확인해봐야겠지만... 이 정도의 사진기로 3가지 제품을 생산한다면... 정말 대단한 기술이 아닌가 싶습니다. 물론 다른 센서가 더 들어 있을 수도 있고, 고급형 디카가 여러대 달려 있을 수도 있습니다.


Executive Summary라는 문서를 보면, 면적이 30만 km²이고, 인구가 20만 정도 사는 도시의 경우, 3일만에 3D 모델을 제작할 수 있다고 하네요. 촬영까지 합하면 2주만에 제작을 할 수 있다고 하고요. 대단한 것 같습니다.

물론, 마이크로소프트 버추얼어스 팀에서는 면적 600 km², 건물 갯수가 200만개, 나무가 300만 그루가 있는 콜로라도 덴버(Denver)시를 일주일만에 처리할 수 있다고 하니, 여기엔 쨉이 안되겠지만요.

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아... 이 글을 쓰다가 생각해 보니, 얼마전 SharpGIS 에 올라온 글이 생각나네요. 덴마크(Denmark) 전국의 지형자료와 3차원 건물을 모두 모델링한 분이 있다는 내용입니다. 면적은 43000 km² 이고, 건물의 수는 250만개에 달한다고 합니다. (참고로 서울시의 면적은 약 600 km²이고, 건물은 약 8백만 동)

기본적으로 LIDAR를 기반으로 만들었다고 하는데, 원래 덴마크에는 정사항공사진과 Pictometry사의 경사사진이 있는 만큼, 이들을 이용해 3차원 모델을 만들지 않았을까... 하네요. 여기를 보시면 좀 더 자세한 내용을 보실 수 있는데, 여기도 완전 자동으로 제작한 모양입니다.

아래는 SharpGIS 글에 들어 있는 그림입니다. 아쉽게도 현재는 이 모델을 직접 볼 수 있는 방법이 없는 것 같습니다.



민, 푸른하늘

아래에 삽입한 동영상를 잠깐만 보시면, 왜 제가 제목을 이렇게 거창하게 달았는지 이해가 되실 겁니다.

제가 처음 봤을 때는 그냥 어느 도시를 촬영했다고 생각했지, 3D 그래픽이라고는 전혀 생각을 못했었거든요. (다만, 제일 첫부분은 일반 비디오 같이 보입니다.)


이 비디오에서 소개하는 프로그램은 "City Space"라고 하며, 만든 회사는 LivePlace.com입니다. City Space는 기본적으로 세컨드라이프(Second Life)와 비슷한 프로그램입니다. 사용자들은 자신이 원하는 콘텐츠(집, 가구 등)를 만들 수 있고, 이렇게 만들어진 사물들은 가상세계 내에 계속 남아 있게 됩니다.

제일 관심을 끄는 것은, 위에 있는 비디오를 보시면 아시겠지만, 정말 정말 사실적이라는 것입니다. 도저히 3D 모델이라고는 생각할 수 없으며, 특히 실시간으로 렌더링되는 것이라고는 도저히 생각할 수 없을 정도로 사실적입니다.

또한 위에 있는 비디오 뒷부분을 보면, 창문을 통해 완벽하게 모델링된 방으로 들어갈 수도 있습니다. 벽이나 액자등에 비디오 클립을 올릴 수도 있고, 마이크로소프트의 Paint와 같은 프로그램을 통해 직접 그림을 그릴 수도 있습니다.

그러나, 지금 현재 홈페이지에 접속해 봐도 아무런 정보가 없습니다. 그냥 금방 오픈할 거란 메시지와 이메일을 입력하는 창뿐입니다. 제가 처음 접속할 때(8월 14일 오전)만해도 홈페이지에 위 동영상이 떠 있었는데, 지금은 이마저 사라졌습니다. 이유는 맨 아래를 읽어보시면 알 수 있습니다.

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이 글의 출처인 TechCrunch에 따르면 세계적인 소셜네트워크서비스 중 하나인 MySpace의 예전 공동창업자인 Brad Greenspan이 도메인을 소유하고 있다고 합니다. Digital Urban 블로그에서는 MySpace와의 관련설이 아니었다면, 그냥 그저 그렇고 그런 vaporware(발표만되고 상용화되지 못한 소프트웨어)로 무시되었을 가능성이 농후하다고 말하고 있습니다.

TechCrunch에 나온 정보를 몇가지 간추리면 다음과 같습니다.

• 이 게임은 별도의 서버에서 그래픽을 렌더링하는 3D 엔진인 OTOY에서 실행된다.(참고로 OTOY에 관한 한글자료는 부족하지만 여기를 참고하세요.)
  
• OTOY기술은 상대적으로 성능이 낮은 컴퓨터(핸드폰 까지 가능)에서도 할리우드 영화에서나 볼 수 있는 수준의 그래픽을 처리할 수 있다.
• OTOY는 플러그인(plugin)없이 브라우저에서 작동한다. 따라서 세컨드라이프(Second Life)나 이와 비슷한 프로그램들이 가진 장벽을 넘어설 수 있을 것으로 기대된다.
• 이 비디오를 보면, 초고층빌딩, 공원, 사용자가 개조한 아파트나 집, 만남의 장소, 지하철 등 대도시에서 있을 만한 모든 것으로 채워진 거대한 가상 도시를 볼 수 있다. 아울러 실시간 조명효과, 반사, 날씨 효과까지 지원된다.
• 아바타 중심으로 움직이며, 자신만의 집이나 사무실을 소유하고, 가상 쇼핑센터에서 상품을 구매하거나 공공장소에서 서로 상호작용할 수 있다.
• 언제 실제로 상용화될지는 모르겠다.

이 비디오에 대해 OTOY 개발자인 Jules Urbach는 다음과 같은 코멘트를 남겼다고 합니다.

이 비디오에 나온 14분짜리 실시간 렌더링은 240 kbps로 Treo 700에 실시간 스트리밍된 것이다. 이 비디오는 2007년 3월에 캡처되었으며, 서버는 ATI RX 1900 GPU를 탑재하고 있었다. 그 이후로 하드웨어를 포함에 엄청난 기술의 발전이 있었다. 사실 voxel 렌더링과 Lightstage 기반의 캐릭터가 완성될 때까지 이 비디오를 다른 사람에게 공개할 계획이 없었다. 이 비디오를 본 분들은 최종 프로젝트가 완성되면 훨씬 더 감명을 받을 것이다.

(중략)

이 기술에 포함된 가상세계는 올해 말까지 논의할 계속이 아니었다. OTOY를 위해 개발된 서버측 플랫폼에 관하여 또다른 발표후 말할 내용이었다.

우리는 이비도의 편집이나 누출과 아무런 관련이 없으며, OTOY 기술외에 다른 것에 대해서는 코멘트 할 수 없다. 아직 비공개 계약하에 있기 때문이다.

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대략 정리하면 이 게임은 세컨드라이프와 비슷한 3차원 소셜네트워킹 관련 소프트웨어인데, 엄청나게 자세한, 정말 현실적인 그래픽을 경험할 수 있지만, 모든 그래픽처리가 서버에서 이루어지므로 핸드폰 같은 성능이 낮은 기기에서도 사용될 수 있다는 정도라고 할 수 있겠네요.

저는 OTOY에 대해서 오늘 처음 알았지만, 정말 대단한 기술임에는 틀림없는 것 같고요, 정말 이 정도의 렌더링이 가능하다면, 구글어스(Google Earth)나 버추얼어스(Virtual Earth)가 가상세계로 바뀌는 것도 시간문제가 아닐까 하는 생각이 들었습니다.

마지막으로 아래는 OTOY기술로 실시간 렌더링한 화면을 캡처한 것이라고 합니다. (클릭하면 큰 사진이 나옵니다.) TechCrunch에 들어가시면 더 많은 사진과 비디오를 보실 수 있습니다. 정말 너무 사실적입니다.... 정말 저런 그래픽을 올해내로 볼 수 있게 될까요? 정말 정말 기대되네요.


민, 푸른하늘

아주 멋진 뮤직비디오를 발견했습니다. 그룹은 RadioHead이고 앨범은 In Rainbows, 곡명은 House of Cards입니다.

이 뮤직비디오는 카메라나 캠코더 등을 전혀 사용하지 않고, 레이저, 좀더 정확히 말씀드리면, 3차원 포인트를 측량하는데 사용되는 LIDAR만을 사용하여 제작한 뮤직비디오입니다.

게다가, 이 비디오는 구글(Google)과 협력하여 제작하였다고 하네요.

하여튼, 먼저 아래의 비디오를 보시기 바랍니다. 약간은 기괴하기도 하고, 몽환적인 분위기도 납니다. 중간 중간, 레이저로 측량한 도시의 모습도 등장하는데, 바람에 날려가는 듯한 효과를 만든 게 정말 환상적이네요. 참, 이 비디오에 등장하는 가수는 Thom Yorke이랍니다.


홈페이지에 가시면 고화질(640*480) 영상이 있습니다. (Apple의 QuickTime Player가 필요합니다.) 시간이 많이 걸리기는 하지만, 이왕이면 원본 파일을 다운받아 보시길 권합니다. 충분히 받아볼 가치가 있습니다.

이 비디오 제작에 사용된 LIDAR(레이저 스캐너)는 측량분야에서는 지형 정보(DEM)을 제작하거나, 3차원 빌딩 모델을 제작할 때 널리 사용되고 있습니다. 구글 스트릿뷰 촬영장비에도 이 장비가 달려 있어서 영상을 촬영하면서 3차원 정보를 획득하고 있습니다. 자세한 내용은 제가 예전에 올린 글을 읽어보시면 됩니다.

레이저 스캐너에서 나오는 자료는 3차원 "Point Cloud" 자료, 즉, 뮤직비디오에 보이는 모든 것은 3차원 포인트입니다. 이렇게 작업하기 위해서는 가수가 노래를 부르는 동안 계속해서 스캐닝해야겠죠. LIDAR를 사람에게 사용한다... 그것도 일정 시간동안 계속 스캐닝해서 예술적으로 활용하였다는 건 정말 창조적인 생각이 아닌가 싶습니다.

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구글에서는 이렇게 촬영된 정보의 효과를 높일 수 있도록 웹사이트를 만들었습니다. 이 사이트에는 다음과 같은 4가지 내용이 들어 있습니다.

• 비디오를 만든 과정 및 3D 표시 기술
• 데이터 직접 경험하기
• iGoogle 가젯을 홈페이지에 삽입하기
• Radiohead iGoogle theme

이중에서 두번째 파트에 들어가면 구글에서 제작한 3차원 데이터를 직접 경험할  수 있습니다. 아래와 같은 화면에서 마우스를 드래그하거나 휠을 돌리면 3차원 데이터를 확대/축소/이동/회전 시킬 수 있습니다.

빨간색 동그라미 부분은 다른 데이터로 바꾸는 것입니다. 가수의 얼굴 외에도 2군데의 실제 지형이 있습니다. 마지막으로... 하늘색 화살표로 표시한 플레이버튼을 누르시면 더 멋진 경험을 하실 수 있습니다. 직접 해 보시길~~~


아울러 데이터 직접 경험하기 파트에는  데이터를 다운로드받고 자료를 처리하여, 자신만의 비디오를 만드는 방법도 포함되어 있습니다. 비디오를 만들면 YouTube 그룹에 올리시면 되고요.

이 데이터를 사용하여 ArcGIS 및 구글어스로 처리해본 분도 계시네요. 자세한 내용은 Swordpress의 글을 보시면 됩니다. 아래는 이 데이터를 구글어스에 위치표지(placemarks)로 읽어들여본 모습입니다.


직접 보시려면 이 KML을 다운로드 받아 실행시켜 보시면 됩니다. 아래는 구글어스에서 돌려본 모습을 동영상으로 제작한 것입니다.


다만, 이 KML에는 에니메이션이 들어 있지않습니다. 좀 아쉽네요. 잘 생각해보면 구글어스의 시간 콘트롤 기능을 사용해서 애니메이션으로 만들 수 있을 것 같은데 말입니다.

민, 푸른하늘

얼마전 디즈니랜드, 구글어스에서 3차원으로 변신이라는 글을 올렸는데, (약간 늦기는 했지만) 드디어  미국 플로리다주 올랜도에 있는 디즈니월드가 구글어스에서 환상적인 3차원 모델로 재탄생했습니다.

공식 보도자료는 여기를 보시면 됩니다.

직접 구경해 보시려면, 구글어스를 켜신 후, "빠른 이동(Fly to)"에 Disney World라고 입력하면 직접 가보실 수 있습니다. 물론 아래의 KML파일을 더블클릭하시는 게 제일 편하실 겁니다.

아래는 이 KML을 사용해서 도착하는 지점으로부터 신데렐라의 성까지 이동하면서 몇몇 지점을 캡쳐하여 GIF로 제작한 것입니다. 동상, 사람의 모습, 가로수, 가로등... 정말 상세하게 모델링되어 있다는 것을 확인하실 수 있습니다.


아래는 Google Earth Blog의 주인장인 Taylor씨가 제작한 비디오 투어입니다. 이 비디오는 3DConnexion사의 SpaceNavigator을 이용하여 제작한 것입니다. 구글어스나 버추얼어스에서 3차원 모델을 구경할 때는 SpaceNavigator가 정말 유용하죠. SpaceNavigator에 관한 사항은 여기를 읽어보시기 바랍니다.


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이 가상 디즈니월드(Disney World)를 보실 때, 한가지 주의할 점이 있습니다. 그래픽 카드가 빵빵하지 않으면 컴퓨터가 버벅거릴 것이라는 것입니다. 위에서 보시는 것처럼, 너무나도 자세히 묘사했기 때문이죠.

또 한가지 아쉬운 점은, 원래 이 3D 모델과 함께, 디즈니 월드에 대한 자세한 소개자료 레이어가 추가되었으나, 한글 버전에는 이 레이어가 나타나지 않는다는 점입니다. 영문판으로 전환한 후(도구 -> 옵션을 누르고, "일반" 탭에서 언어를 바꾸면 됩니다.), 단계별항목(Layers) -> 갤러리(Gallery) -> Travel and Tourism -> Walt Disney World Resort에 들어가시면 보실 수 있습니다.

3차원 모델에서 한가지 아쉬운 점은 도로와 지면을 모델링하지 않았다는 것입니다. 제가 예전에 소개시켜드린 포르투칼의 마르바오. 아일랜드 웨스트포트 등의 도시는 위성사진이나 항공사진으로는 표현되지 않는 도로까지 모두 모델링해서 정말 예쁘다는 생각이 들었는데, 디즈니월드의 경우 바닥과 3차원 모델이 약간 부조화스럽네요.

그래도... 예전에 올린 글에서 "구글어스 팀의 디렉터인 John Hanke에 따르면, 가장 야심적이고 자세한 3D 모델이 될 것이며, 혁신적이고 독창적일 것"이라고 했는데, 정말 그런 느낌을 받았습니다.

아무튼 결론적으로 지방자치단체 등의 관공서가 아닌 일반 기업체와 협력하여 3D 모델을 제작하여 구글어스에 탑재한 사례로는 이번이 처음인 것 같은데, 앞으로 이런 일이 더욱 많아지지 않을까 싶습니다. 다른 놀이 공원들도 모두 관심이 많겠죠. 우리나라 에버랜드 같은 곳도 관심이 많겠구요.

추가 : http://photoskml.googlepages.com/disney.htm에 들어가 보시면 디즈니월드의 명소를 쉽게 확인해 보실 수 있습니다.

민, 푸른하늘

스웨덴의 검색 및 인터넷지도 사이트인 hitta.se에서 3D map of Stockholm 서비스를 시작하였다고 합니다.(via Ogle Earth)

별도의 플러그인 등을 설치할 필요는 없고, 자바(Java) 만 설치되면 작동이 되므로, 윈도, 맥, 리눅스 등 모든 O.S.에서 이상없이 돌아간다고 합니다.

문제는 글이 스웨덴어라서 전혀 무슨 뜻인지 모르겠다는 것. 그러다보니 실행시키기가 너무 힘들더군요. 일단 여기에 접속하시면 다음과 같은, 아마도 사용법인듯한 그림이 뜹니다. 여기에서 아래쪽에 있는 체크박스를 누르고 빨간 단추를 누르면 접속이 됩니다.
 
그런데, 아직도 제 컴에서는 Applet 이 잘못되었다면서 실행이 안되네요. 아래는 Ogle Earth에 실려있는 실행 화면의 예입니다.


아래는 유튜브에서 찾은 비디오입니다. 머... 비디오 품질이 나빠서, 자세히 보기는 힘든데, 대충 어떤 모습인지 짐작은 하실 수 있을 겁니다. 깨끗한 비디오를 보시려면 여기에 들어가 보시면 됩니다.


이 사이트(Hitta.se)는 Agency9라는 회사에서 제공하는데, Agency9은 C3 Technologies의 기술을 사용하고 있다고합니다. C3 Technologies는 우리나라에서도 고급 외제차 브랜드로 알려져 있고, 스칸디나비아 반도쪽에서는 군사기술 관련 기업인 SAAB의 자회사라고 합니다.

http://www.c3technologies.com/tech_en.php에는 다음과 같이 기술되어 있습니다.

이 기술은 고해상도 항공사진에 기반하고 있습니다. 각각의 사진에는 카메라의 위치와 자세가 매우 높은 정밀도로 계산되어 있습니다. 이를 통해 각각의 픽셀은 10cm 수준의 정확도를 가지고 있으며, 입체시 기법을 사용해 연속된 2장의 사진으로부터 높이값을 추출합니다.

이러한 과정을 통해, 항공사진에 촬영된 모든 픽셀에는 3차원 좌표가 입력됩니다. 도시 전체를 처리하려면 수천장의 사진을 결합하여 커다란 3차원 모델을 제작하게 됩니다.

현재 우리의 정확도와 속도를 따라오는 사람은 없습니다. 예를 들어 2007년 10월 스톡홀름 전역을 촬영하였는데, 단 3일만에 사실적인 3차원 모델을 제작할 수 있었습니다.

흠.... 구글어스나 버추얼어스에서는 건물을 추출하고 건물벽에 그림을 붙이는 방식인데, C3 Technologies에서는항공사진 전체를 3차원 Point Cloud로 전환한 뒤에 보여주는 방식인것 같습니다.3차원 프로그램을 제가 직접 돌려보지 않아서 평가하기는 그렇지만, 그다지 신기술도 아니고 떠벌릴 정도는 아닌듯 싶네요.

그래도... 3일만에 3차원모델을 제작할 수 있다... 는 정도의 속도! 그리고 가까이 다가가면 모르겠지만, 약간 떨어져 봤을 때는 나무까지 모델링되어 있어 상당히 사실적인 점은 꽤 쓸만한 것 같네요.

민, 푸른하늘

5월 15일자 USA Today 기사에 따르면, "이번 달부터 미국 플로리다주 올랜도시에 소재한 디즈니 테마파크 및 리조트가 마우스 한번만 클릭하면, 가상여행을 할 수 있게 될 것"이라고 합니다.

마술의 왕국(Magic Kingdom), 실험적 미래도시인 EPCOT센터, 동물 왕국(Animal Kingdom), 할리우드 스튜디오 및 22개의 호텔 등을 모두 3D로 만들었다고 합니다.

아래는 디즈니랜드 홈페이지에 있는 대문을 캡처한 것입니다. 신데렐라의 성인 모양이네요...


이번에 공개될 3차원 지도는 8명의 전문 사진사가 10일 동안 디즈니랜드를 구석구석 촬영한 사진을 이용해 제작했다고 합니다. disneyworld.com/3dparks 와 구글어스에서 무료로 제공될 예정인데, 구글어스 팀의 디렉터인 John Hanke에 따르면, 가장 야심적이고 자세한 3D 모델이 될것이며, 혁신적이고 독창적일 것이라고 합니다.

각각의 3D 모델을 클릭하면, 관련 정보 및 비디오를 볼 수 있을 것이라고 하는데, "현재는 건물 외관만 볼 수 있지만, 미래에는 신데렐라성안을 거닐거나, 디니즈 리조트의 방을 걸어볼 수 있을 것"이라고도합니다.

아래는 신문기사에 포함되어 있는 그림입니다. 정말 사실적으로 묘사가 되어 있습니다. 뒷쪽으로 사람이 걸어가는 모습도 있는데... 그것도 3차원 모델로 넣어둔 걸까요?


아래는 현재 구글어스에 있는 디즈니랜드의 모습입니다. 가운데 카메라 표시 있는 곳이 맨 위에 있는 신데렐라 성이구요. 완벽한 3D 모델로 바뀐다면 어떤 모습이 될지... 정말 궁금하네요. 아무튼 정식으로 서비스되면 바로 확인해 보고 싶습니다. 구글어스에서 직접 보시려면 아래에 있는 KML 파일을 실행시키시면 됩니다.


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쓰고 나서 보니 좀 장황하게 쓴 것 같은데, 이 기사를 보면서 여러가지 생각이 났기 때문입니다.

먼저... 아마도 제 생각에, 구글어스에 포함된 3차원 모델 중 멋진 것은 많이 있지만, (포르투칼의 마르바오. 아일랜드 웨스트포트 등) 지방자치단체 등의 관공서가 아닌 일반 기업체와 협력하여 제작된 것은 이번이 처음이 아닌가 싶습니다. 디즈니랜드라면... 사실은 더 일찍 이런 생각을 했어야겠다 싶을 정도고... 아마 우리나라 에버랜드 같은 곳도 관심이 있겠다... 싶기도 하고요.

제 글에 가끔 좋은 댓글 남겨주시는 mepay님은 작년 11월 구글어스에 유튜브 영상이 처음 등장했을 때, 무료 광고로 이용하면 좋겠다고 하시는 등, 상업적 이용에 관심이 많신데, 이걸 보면 아마 많이 부러워하실듯 싶다... 는 생각도 들었고요...

구글어스/구글맵이 우리나라에 정식으로 서비스되면, 3차원 모델로 만들어서 구글어스에 올려주는 사업도 괜찮겠구나... 하는 생각도 좀 들었습니다.

민, 푸른하늘(via Google Earth Blog)

제가 오래전부터 기다려왔던 서울시 3D 서비스가 드디어 공개되었습니다. 이와 관련된 자세한 내용은 매일경제 '가상현실'서 불탄 숭례문 볼 수 있다 등의 기사를 읽어보시기 바랍니다.

직접 보시려면 서울시 3D GIS 사이트에 들어가 보시면 됩니다. 일단 사이트에 접속하면 Active X를 깔아야 합니다. 당연히 Explorer에서만 작동이 됩니다.

설치가 완료된 후에는 아래 그림과 같이 서울 전역의 항공사진이 보입니다.


이 상태에서 좌측에 있는 레이어 콘트롤에서 '일반건물'과 '3D모델링건물'을 켜고 확대해 들어가면 서울시의 3D 건물들을 보실 수 있습니다. '3D모델링건물'에는 서울시 83만여 동의 건물 중 사진을 이용해 실제 건물 모양과 흡사하게 모델링한 주요 건물 2천200여개 동이 들어 있고, '일반건물'에는 나머지 건물들이 모두 들어 있습니다. (건물 층수 등을 이용해 자동 생성한 모델입니다.)

아래는 숭례문의 모습입니다. 아주 사실적으로 잘 묘사가 되어 있네요.


기타 '3D 모델링건물'만 켜둔 상태로 여기저기 돌아다보면 예쁜 건물들을 많이 만나보실 수 있습니다. 아래는 몇몇 건물, 다리, 고궁 등을 모아 GIF로 만들어 본 것입니다.


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화면 위쪽에는 일반적인 메뉴들이 있습니다. 화면저장은 bmp로만 저장이 된다고 하고요, 웹메일은 현재 화면을 캡처해서 이메일로 보내는 것과 비슷합니다. 레이어는 위에서 말씀드린 레이어 콘트롤이고, 마지막엔 사용법이 있습니다.


화면 콘트롤 방법은 사용법을 눌러보시면 되는데, 대략 왼쪽 마우스를 드래그하면 이동, 휠을 굴리면 확대/축소, 휠을 누르면서 드래그하면 바라보는 방향을 바꿀 수 있다는 것만 알면 대충 불편하지 않게 사용할 수 있습니다.

화면 왼쪽을 보시면, 찾아가기 서비스 메뉴를 보실 수 있습니다. 생활지리탭에서는 내가 원하는 건물을 직접 검색할 수 있고, 테마관광에서는 서울시의 주요한 건물을 테마별로 찾아갈 수 있습니다. 아래는 월드컵 경기장을 찾아간 모습으로, 건물 위에 나타나는 번호위에 마우스를 올리면 상세한 정보를 보실 수 있습니다.


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흠... 그런데 일단 좀 이상한 점이 있네요. 아래는 제가 작년에 올린 글에 들어 있던 그림입니다. (출처 : ZDNet 기사)


아래는 가능한 한 비슷한 위치에 맞춰 서울시 3D GIS를 가동시켜본 모습입니다. 위의 그림에 비해 건물 모델이 많이 허전해 보입니다. 갯수도 적은 것 같고, 색감도 떨어지는 것 같고요.


멀리 있는 건물이 보이지 않는 것은 LOD(Level of Detail)를 설정했기 때문으로 보입니다. 즉, 멀리 있는 것은 어차피 잘 안보이므로 아예 데이터베이스에서 읽어오지 않는 방식을 취한 것입니다.

또한, 색감이 떨어지는 것은 아마도 성능을 향상시키기 위해서 복잡한 3D 모델 대신 간단한 모델만 서비스하는 것으로 보입니다. 복잡한 모델을 사용하면 예쁘긴 하겠지만, 속도가 떨어질 수 밖에 없으니까요.

하지만, 이러한 조치를 취했지만, 3d 건물이 아주 예뻐졌음에도 불구하고 속도가 매우 빨라진 구글어스 4.3이나, 더욱 상세한 모델을 제공할 뿐만 아니라, 나무까지 모델링하는 버추얼어스 6.1에 비하면 성능이 많이 떨어진다 하는 느낌을 감출 수 없습니다. 특히 '일반건물'을 켜둔 상태로 확대/축소/이동을 하다보면, 몇 초쯤 아예 정지해 버리는 듯한 현상까지 발생합니다.

제가 개발자가 아니라서 확실히 알 수 있는 것은 아니지만, 2가지 정도의 문제가 있지 않을까 싶습니다.

첫번째는 3D 모델의 LOD 문제입니다. 버추얼어스나 구글어스 4.3을 띄워보면, 처음 뜰때는 간단한 박스형태의 모습만 보이다가 점차 상세한 모델이 뜨는 것을 볼 수 있습니다.  (구글어스 4.2에서는 상세한 모델을 한꺼번에 띄우느라 속도가 매우 느렸습니다. 여기 참조) 이러한 방식을 채택하면, 일단 화면에 뭔가 나타나기 때문에 느리다는 기분을 덜 느끼게 됩니다. 그러나 서울시에서 서비스하고 있는 3D 모델은 단 한가지 종류뿐이 없어, 불러오는데 시길이 걸리게 되는 것입니다.

두번째는 서버 문제입니다. 버추얼어스나 구글어스의 경우, 한두개의 서버에서 데이타가 전달되는 것이 아닙니다. 데이터가 아주 많은 서버에 흩어져 있고, 데이터 요청이 들어오면 여러개의 서버로 분산시켜서 데이터를 전달해주기 때문에 뻑뻑대는 느낌이 없는 걸로 알고 있습니다. 서울시 3d GIS가 몇개의 서버로 구성되어 있는지는 모르겠지만, 이러한 분산 기술은 적용되어 있지 않을 것 같습니다. 특히 이경우, 많은 사용자가 동시에 접속하게 되면 거의 동작이 되지 않거나, 서버가 죽어버릴 가능성이 높습니다.

기타... 익스플로러에서만 작동된다는 점도 아쉽네요. 우리나라에서는 Explorer사용자가 다른 웹브라우저에 비해 월등히 많지만, 외국에는 Firefox 등의 브라우저도 많이 사용되는 것으로 알고 있거든요. 어차피 향후 외국인들을 위한 서비스도 개발할 예정이라면 표준을 따라 개발하는 게 바람직하지 않을까 싶습니다. (firefox에서 돌아가는 3D 어플리케이션을 소개시켜드리려고 했는데, 어디에서 봤는지 기억이 안나네요... ㅠㅠ)

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대충 이 정도로 정리해야 할 것 같습니다. 모든 기능을 상세하게 분석해본 게 아니고, 개발자들과 이야기해 본 것도 아니라서 틀릴 수도 있음을 양해해 주시기 바랍니다.

만약 이 서비스가 만약 3-4년전에만 나왔더라도 히트를 쳤을텐데... 싶습니다. 요즘 3D 도시에 관심있는 사람들은 거의 구글어스나 버추얼어스를 알 것이며, 당연히 이들 외국 서비스와 서울시 서비스를 비교하게 될텐데, 색감이나 성능이 많은 차이가 나서 사실 조금 안타깝습니다.

하지만, 이제 시작이라고 생각합니다. 현재 우리나라 여러 지방자치단체에서 3D 모델을 제작하여 자체적으로 활용하고 있으며, 이를 서울시처럼 공개하려고 노력중이라고 알고 있거든요. 아직까지 기술력이 부족한 것은 인정할 수 밖에 없지만, 앞으로 더 많은 자료가 공개되고, 더 많은 서비스가 개발되면 점차 부족한 점을 메꾸어 갈 수 있으리라고 생각합니다.

민, 푸른하늘

Video Tracer는 아무렇게나 촬영한 비디오로부터 대화식으로 3차원 모델을 만드는 소프트웨어입니다. (via Digital Urban)

제작된 모델은 비디오게임이나 시뮬레이션, 혹은 원 비디오 및 다른 비디오에도 삽입시킬 수 있습니다.

먼저 사용자는 비디오 화면을 보고 물체가 잘 나오도록 앞뒤로 이동하면서 경계를 추적하고, 편집하면, 컴퓨터 비전(Computer Vision)기술로부터 3D 정보를 추출하여 현실적인 3D 모델을 생성하게 됩니다.

아래의 비디오를 보시면 작업과정과 생성된 모델을 이용한 비디오 편집과정을 보실 수 있습니다. 자세한 기술적인 내용은 홈페이지를 참고하시기 바랍니다.


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제가 예전에도 비디오로 3D 모델 생성라는 글을 통해, 비디오 3대를 연결해서 자동적으로 길 주변의 건물을 3D 모델로 재구성하는 기술을 소개시켜 드린 적이 있었는데, 이 기술도 나름대로 재미있다고 생각됩니다.

사실 자동처리라는 것은 그림자나 방해물체(사람이나 자동차)때문에 쉽지 않기 때문에, 어느 정도 대화식 처리가 필요하다고 생각됩니다. 다만, 이 Video Tracer는 모든 것을 사람이 직접 입력해야 한다는 점이 불편해 보입니다. 어느 정도는 자동화가 가능할텐데 말입니다.

민, 푸른하늘

엊그제 MS Paint로 3차원 건물 그리기라는 글을 올려드렸는데, 그 후속타입니다.

다만 이번엔 하나의 건물이 아니라, 여러가지 건물들이 어울린 도시를 그리는 겁니다.

아래의 비디오를 보시면 아시겠지만, 소실점 1개를 정하고 그 소실점으로부터 방사형으로 선을 그은 다음 창문 등을 배치하고 있습니다.

특히, 왼쪽 아래에 보이는 주차빌딩, 그리고 오른쪽에 있는 유리 재질의 건물이 환상적이네요. 4:44짜리 짤막한 비디오니까 한번 보시기 바랍니다.


민, 푸른하늘
(via Digital Urban)

우리나라에는 구글어스에 비해 버추얼어스가 거의 알려져 있지 않습니다. 물론 구글어스가 너무 유명한 것이 중요한 이유이겠지만, 우리나라 지역엔 극히 일부지역을 제외하면 버추얼어스에 고해상도 영상도 없기 때문입니다. (참고 :버추얼어스 우리나라에 첫 상륙!)

그러나, 외국, 특히 미국지역에선 버추얼어스에 엄청나게 많은 3D 시티가 제작되어 있습니다. 이 블로그의 12월 25일자 소식에만도 총 56개의 도시(15,500 제곱킬로미터, 서울의 25배에 달하는 면적) 3D 모델을 추가했고, 올해 초 다시 총 20개의 도시에 3D모델을 추가했다는 소식이 있으니까요.

반면 구글어스에는 몇개의 도시가 3D 모델로 제작되었는지에 대한 통계자료 등이 전혀 없습니다. 이는 근본적으로 버추얼어스와 구글어스는 3D 모델 제작 방식이 상이하기 때문입니다.

구글어스에 올라간 3D 모델은 기본적으로 일반인들이 제작하여 올리는 방식입니다. 즉, 사용자들이 자신이 원하는 건물의 3D 모델을 제작하여 3D Warehouse에 올리면, 구글측에서 이를 평가하여 구글어스에 올리게 됩니다. 이러한 방식으로 현재 서울에도 남산타워, 63빌딩, 정부종합청사, 교보빌딩 등 5-6개 정도의 건물이 3D로 제작되어 있습니다. (제가 모아둔 서울의 3D 모델 콜렉션을 참고하세요)

물론, 어떤 도시에서 자체적으로 전 지역을 3D 모델을 제작할 경우, 구글과의 적당한 라이센스 협약을 통해 해당 지역 전체의 3D 모델이 한꺼번에 올라오기도 합니다. 얼마전 소개시켜드린 구글어스에서 가장 멋진 3차원 도시나, 한폭의 유화같은 구글어스 3D 모델이 대표적인 예이죠.

반면, 버추얼어스에서는 3D 모델을 모두 직접 제작하고 있습니다. 마이크로소프트는 디지털항공측량카메라를 제작하는 Vexcel사를 인수하여 직접 정사사진을 제작할 뿐만 아니라, 이 사진과 미국 Pictometry 사에서 촬영한 경사사진(Bird's Eye View)사진 등을 결합하여 직접 3D 모델로 제작하는 것입니다. 완전 자동 제작은 아니지만, 상당한 수준의 자동화가 이루어져 있는 것으로 알고 있습니다.

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이러한 제작방식의 차이로 인해 버추얼어스와 구글어스의 3D 모델은 상당부분 차이가 존재합니다.

첫번째, 일관성에 있어 차이가 납니다. 사용자들은 어떤 도시에 대해 하나하나씩 빠짐없이 3D 모델을 제작해 보겠다는 생각을 갖지 않습니다. 유명한 건물이나, 자신과 관계있는 건물만 3D 모델로 제작하기 마련이죠. 이로 인해 구글어스에는 모델링되지 않거나, 텍스처가 없는 건물들이 상당히 많습니다. 하지만, 마이크로소프트는 한 도시 전체를 한꺼번에 만들기 때문에 이러한 일이 없습니다.

또한, 구글어스의 모델은 제작자에 따라 품질의 차이가 많고, 색상 등이 항공사진과 어울리지 않는 경우가 많습니다만, 버추얼어스에서는 품질이 일정하고 배경과 아주 잘 어울립니다.

아래 그림은 위에 있는 그림과 동일한 지역(샌프란시스코)의 3D 모델입니다. (가능한 한 비슷한 위치를 선택하였습니다) 텍스처가 없는 건물이 상당히 많다는 것을 아실 수 있습니다.

두번째는 3D 모델의 품질면에서의 차이입니다. 구글어스에 올라온 3D 모델은 전반적으로 버추얼어스의 3D 모델보다 훨씬 세밀하게 잘 만들어져 있습니다. 이는 구글어스의 경우, 사용자들이 가능한한 자세하게 묘사하려고 노력하기 때문이겠죠.(그렇다고 너무 자세하게 모델을 만들면, 구글어스에서 실어주지 않습니다. 이에 대해서는 따로 포스팅하겠습니다.)

아래는 구글어스 블로그에 올려진 콜로라도주 덴버시의 주청사 3D 모델 비교사진입니다. 눌러보시면큰 사진이 나오는데, 디테일에서 상당히 차이나는 것을 보실수 있습니다.

        

세번째로는 성능이 많이 차이가 납니다. 아래는 콜로라도 덴버시를 대상으로 구글어스와 버추얼어스의 속도를 비교한 비디오입니다. 구글어스에는 300개의 모델이 있었고, 버추얼어스에는 6657개의 3D 모델이 있었는데, 구글어스는 모두 뜨는데 5분이 걸린 반면, 버추얼어스는 15초뿐이 안걸렸다고 나옵니다.



버추얼어스의 3D 모델이 성능이 좋은 것은 좋은 성능이 나오도록 최적화되어 있기 때문인 것 같습니다. 즉, 버추얼어스의 모델은 멀리 떨어져 있을 때에는 간단한 모델, 가까이 다가왔을 때는 세밀하게 묘사된 모델을 사용합니다. 구글어스에서는 단 한가지 모델만 존재하며, 그것도 매우 모델의 복잡성이 매우 높습니다.

마지막으로 제작 비용입니다. 기본적으로 구글은 사용자가 올려준 3D 모델을 올리는 방식이므로 비용이 많이 들지 않습니다. 하지만, 마이크로소프트는 직접 제작해야 하기 때문에 어마어마한 비용이 들어갑니다. 물론 단가를 따져봤을 때는 일관된 공정을 가지고 있는 마이크로소프트의 방식이 훨씬 저렴하다고 합니다.

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이상에서 보시는 것처럼, 구글어스와 버추얼어스의 3D 모델은 상당한 부분 차이가 있습니다. 그렇다고 해서 어느 쪽이 더 좋다고 결론 내리기는 힘듧니다. 막대한 자금을 투자해서 일관된 모델을 만드는 마이크로소프트쪽이 좋아보이기도 하고, 많은 돈을 들이지 않고도 멋진 모델을 집적하고 있는 구글어스쪽이 더 좋아보일 때도 있습니다.

하지만, 앞으로는 점점 더 서로 유사해지지 않을까 생각됩니다. 사용자가 제작한 모델을 공유할 수 없는 마이크로소프트의 단점, 성능이 떨어지는 구글어스의 단점이 다들 보완되어야 할테니까요.

민, 푸른하늘

뭐... 그냥 이쁜 그림입니다. MS 그림판으로 그렸다는 게 믿어지지 않을 정도로 이쁘지만요. 구지 비교하자면 싸이월드 미니홈피에 나온 그림 정도?

MS 그림판이 어떤 프로그램이라고 물으실 분은 안계시겠죠? 그냥 윈도 설치하자마자 보조프로그램에 들어 있는, 가장 기초적인 그림 그리기 툴입니다.

특별한 기술이 필요한 건 아닙니다. 아시다 시피 그림판으로 무슨 기술을 부릴 수 있겠습니까?

아래 비디오를 보시면 위에 있는 그림을 맨처음부터 그리는 과정을 보실 수 있습니다. 그냥 한번 틀어보세요. 감탄이 절로 나오실 겁니다~



하여튼... 대단한 분 들 많은 것 같습니다. ㅎㅎㅎ

민, 푸른하늘

포르투칼의 마르바오(Marvão)가 정말 아름다운 3차원 도시로 거듭 태어났습니다.

저는 솔직히 마르바오에 대해서는 처음 들었지만, 수묵 블로그에 들어가보니 "해발 914미터에 위치한 언덕위 도시 마르바오. 아래로 포르투칼의 심장부인 알렌테주가 펼쳐져 있다.

13세기에 쌓은 성벽으로 둘러싸여 있는 마르바오는 포르투칼에서도 가장 매력적인 성채도시 가운데 하나로 인구는 겨우 300명이며 중세 시대의 독특한 정취에 순식간에 빠져 들게하는 자그만 도시이다"라고 설명이 되어 있네요.

아래는 수묵 블로그에 있는 사진중 하나인데요, 직접 들어가보시면 아름다운 사진을 많이 보실 수 있습니다.


하지만, 저는 직접 찍은 이 사진들 보다, 구글어스에 등장한 3차원 모델이 훨씬 이쁘고 정감이 갑니다. 꼭... 한폭의 유화를 보는 느낌이라고 할까요?


직접 보고 싶으시면 위치표지(KML 파일)를 눌러보시면 됩니다. 혹시 안보이신다면 좌측 아래 "단계별항목(Layers)"에서 빌딩 3D 이미지를 켜주시고, 약간만 확대해 보시면 됩니다. 또, "지오그래픽 웹" 속에 있는 Panoramio 레이어를 켜주면, 엄청나게 많은 사진이 올라와 있습니다.

이 도시의 3D 모델도 항공사진으로 제작한 뒤, 사진을 찍어 텍스처를 입힌 뒤, 보도, 담장, 굴뚝 등 세세한 부분은 새로 손질한 것이라고 하는데, 어떻게 이런 톤으로 만들 수 있는지 정말 감탄이 절로 나옵니다.

좀 더 많은 사진을 보고싶으시면 단계별 항목
얼마전 제가 아일랜드의 웨스트포스시를 구글어스에서 가장 멋진 3차원도시라고 소개시켜드렸는데, 아무래도 가장 멋진 도시는 포르투칼의 마르바오라고 바꿔야 할 것 같은 기분이 드네요. ㅎㅎ

민, 푸른하늘

이왕에 3D 그래픽관련 글을 올렸으니 한개 더 올려보겠습니다.

아래 비디오에 나오는 건물은 이탈리아 로마의 Jubilee라는 교회로서, Richard Meier란 분이 설계를 하였고, Robert Angelis라는 분이 AutoCAD로 모델링한 뒤, 3d studio max 9 으로 애니메이션을 제작하였다고 합니다. 제작에 총 2개월이 소요되었다고 하네요.

기독교를 싫어하시는 분들도 많으시겠지만, 그냥 3D 모델 그 자체로 감상해 주셨으면 합니다.


이 건물에 대한 자세한 내용은 여기를 들어가 보시면 되고요, 고해상도 비디오를 보시고 싶으시면 http://www.megaupload.com/?d=6DCSIAJ8에 들어가보시면 됩니다.(MEGAUPLOAD 화면이 나타난 후, ???를 입력하세요 라는 부분에 지정된 문자를 입력하고, 45초를 기다려야 무료로 다운로드 받을 수 있습니다. 귀찮네요.)

민, 푸른하늘
(via Digital Urban)

3D 그래픽이 날로 발전하고 있는 것은 잘 알고 있지만, 개인적으로는 가상 지구(Virtual Globe)와 거리가 있다고 생각하여 좀 거리를 두고 있는 편입니다.

하지만, 아래의 비디오를 보고는 정말 감탄을 했습니다.

미국 세인트루이스(St. Louis) 인근에 있는 Forest Lake이라는 새로 개발된 주거 단지를 선전하는 비디오인데요, 정말 어디까지 그래픽인지 어디가 실사인지 구분하기가 힘듧니다.


물론 유튜브 비디오가 품질이 떨어지기 때문일 수도 있습니다. 자세히 들여다 보면 비디오 처음부터 끝까지 모두 3D 모델로 만든 것 같다는 생각이 듭니다. 그러면서도 너무나 자연스럽네요.

구글어스가 등장한 이후로 3D 모델, 3D 도시가 발전해 온 과정을 보면, 언젠가는 가상지구도 이 비디오가 보여주는 정도로 발전할 수 있겠죠? 정말 2,000년 경에만 해도 3D 도시는 먼 미래라고 생각했었는데, 이제는 가상 지구가 게임에나 볼 수 있었던 3D 모델로 바뀌는 날도 멀지 않겠구나... 하는 생각이 듭니다.

그나저나... 광고를 잘 들어보시면, 세인트루이스 시에서 겨우 30분뿐이 안 떨어진 곳이라는데, 제일 싼 집이 $200,000 정도랍니다. 우리나라 돈으로 2억원정도... 일산의 단독주택 단지들이 얼마 정도 하죠? 우리나라 집들 너무 비싸다는 생각이... ㅠㅠ

민, 푸른하늘
(via Digital Urban)

구글어스를 설치해둔 분들은 여기를 눌러보시기 바랍니다. "빠른 이동"에서 "Westport, Ireland"를 입력하셔도 됩니다. 혹시 안보이시면 "단계별항목(Layers)"에서 "빌딩 및 3D 이미지보기"를 켜시면 됩니다.

구글어스가 없으시다면 여기에서 다운로드 받으시면 됩니다. 구글어스에 관심이 없으시더라도 이번 것은 꼭 한번 보시길 권해드립니다. 아래와 같은 멋진 3차원 건물이 등장하니까요.


보시는 것처럼, 모든 건물을 사진으로 촬영하여 텍스처를 입혔습니다. 여기저기 돌아다녀 보시면 가게에 진열한 상품까지도 볼 수 있습니다.

특히, 이 도시의 모델은 길과 보도에 일부러 텍스처를 입혀서 진짜 길인 것처럼 만들어져 있습니다. 심지어 시냇물과 다리에도 텍스처를 입혀 물이 흐르는 듯한 느낌을 줍니다. 사람과 차만 있다면 거의 진짜 도시를 촬영한 것처럼 느껴질 정도입니다.

다만, 현재 이러한 3D 빌딩은 일부 구역에만 존재합니다. 이 모델을 제작한 AMT3D에 들어가보시면 전 지역을 3D 모델로 제작한 것처럼 보이는데, 구글어스에는 일부만 올린 듯 합니다.


물론 제가 구글어스보다 멋진 3차원 가상도시??라는 글에서 소개시켜드린 http://edushi.com/이란 사이트보다는 그래픽면에서 떨어지지만,이 도시는 3차원으로 만들어져 있으니 비교의 차원이 다르겠죠.

마지막으로... 전세계에 3D 가상도시가 하나씩 늘어난다는 소식을 접할 때마다, 서울특별시에서 보유하고 있는 3차원 모델도 빨리 공개되면 얼마나 좋을까... 하는 생각을 하게 됩니다.


민, 푸른하늘

중국의 주요 도시를 3차원 형태로 만든 지도가 나왔습니다. Edushi이라는 사이트입니다. Edushi는 E都市의 중국식 발음이랍니다. 현재, 북경, 상하이, 시안, 꽝조우 등 22개 도시와 주요 지역의 지도를 서비스하고 있습니다. 자세한 내역은 http://edushi.com/에 들어가 보시면 나옵니다.

아래 그림에서 둥그런 공처럼 생긴 탑이 상하이에서 가장 유명한 탑입니다.(이름은 모릅니다.) 동방명주(東方明珠)라는 방송타워입니다. 그냥 봐도 너무 예쁘게 만들어 진 것을 아실 겁니다.


다음은 탑의 하단 부분을 제일 확대한 그림입니다. 그래픽으로 작업한 건 당연하다지만, 너무 섬세하게 만들어둬서 혀를 내두를 지경입니다. 직접 보시려면 상하이지역 edushi를 눌러보세요.


아래는 북경의 자금성(고궁박물관)에서 천안문 반대쪽... 그러니까 보통 관광을 할때 출구쪽에 해당하는 부분입니다. 거의 게임에 나오는 수준...이네요.

이 서비스는 Aladdin Information and Technology라는 회사가 제작한 것으로, 이 서비스가 차세대 인터넷 혁명이 될 것이라고 자신하고 있답니다. 하지만, 이 서비스는 2차원 서비스입니다. 구글어스처럼 3차원으로 돌려볼 수는 없습니다. 아마 3차원으로 서비스가 된다면 정말 혁명적일 수도 있겠다 싶습니다. 사실 모두 3D 그래픽으로 제작한 것이 틀림없으므로, 버추얼어스와 같은 3D 엔진만 있다면 3차원서비스로 못할 것도 없겠죠.

얼마전 중국판 짝퉁 스트릿뷰 서비스 - city8.com을 소개시켜드렸었는데, 이제 중국이 IT 분야에서, 적어도 지도분야에서는 우리나라보다 못하다는 소리는 못하게된 것 같습니다. :-(

민, 푸른하늘

뭐... 저는 원래 노래랑 안친하기 땜시, 이제까지 노래에 관한 글은 하나도 올린적이 없었는데, 이 노래, 아니 이 뮤직비디오는 꼭 보여드리고 싶습니다. 물론 제가 좋아하는 주제와 관련이 있기 때문에... :-)

노르웨이의 듀오 Röyksopp의 데뷰 앨범 Melody A.M에 수록된 "Remind Me"/"So Easy"라는 곡입니다. (via Digital Urban 블로그) 뮤직비디오는 프랑스의 H5라는 곳에서 만들었다고 합니다. 뭐... 내용은 잘 모르지만, 런던에 살고 있는 한 여성의 일상생활을 비디오에 담았습니다. 런던 3차원 모델도 있고, 건축물 설계도도 나오고, 어떤 물건의 Life 사이클도 나오고...

설명은 필요없고, 그냥 보시면 됩니다.~ ㅎㅎㅎ

민, 푸른하늘

구글어스나 버추얼어스에서 볼 수 있는 것처럼, 도시를 3차원으로 재구성하는 것은 현재 아주 뜨거운 주제입니다. 이를 위해서 디지털항공사진측량, 항공 LIDAR 등 다양한 첨단 기술들이 동원되고 있지만, 아직도 자동 처리는 이루어지지 못하고 있습니다. 도시 공간자체가 너무 복잡하기 때문입니다.

이와 비슷한 주제이기는 하지만, 방향이 약간 다른 분야가 도로에서 보이는 시설물들을 3차원으로 재구성하는 것입니다. 사람들은 2차원적으로 활동할 수 밖에 없기 때문에 하늘에서 내려다보는 도시의 모습과 일상생활에서 마주 대하는 도시의 모습이 다를 수 밖에 없습니다. 따라서 우리가 길에서 보는 도시의 모습을 3차원으로 만드는 것이 훨씬 더 다양하게 응용될 수 있다고 생각됩니다.

길가에서 보이는 모습을 2차원으로 구성하는 기술의 대표적인 예가 스트릿뷰(StreetView)입니다. 스트릿뷰는 일정한 간격으로 파노라마사진을 찍은 뒤, 소프트웨어적으로 지도상의 위치와 파노라마사진을 연결시키는 방식입니다. 즉, 2차원으로 구성하는 기술은 거의 완성되었다고 볼 수 있습니다. 이제 스트릿뷰에 관한 한 자금만 있으면 언제든지 서비스를 시작할 수 있습니다.(참고 : 스트릿뷰 지원 도시 추가, 짝퉁 스트릿뷰, 중국의 짝퉁 스트릿뷰 서비스 - city8.com)

한편, 얼마 전에 비디오와 지도를 결합하자!는 글에서 소개시켜 드린 기술은 스트릿뷰와 비슷하면서도 약간 다른 기술입니다. 비디오를 단순히 위치와 연결시킨 것이죠. 스트릿뷰는 일정한 간격으로 촬영하지만 360도+240도를 모두 볼 수 있어 비디오 방식보다는 스트릿뷰가 더 효과적이라고 생각됩니다.

길가에서 보이는 모습을 3차원으로 재구성하기위한 기술은 여러가지가 있습니다. 그중 가장 오래된 기술이 Mobile Mapping System 혹은 GPS Van 이라고 부르는 기술입니다. GPS와 INS(관성항법장치)를 사용하여 차량의 위치와 자세를 계산하고, 입체사진을 찍어서 그로부터 3차원 위치를 계산하는 기술입니다. 물론, 비디오나 레이저스캐너 등의 기계를 함께 달아 보조적으로 이용하기도 합니다.

그러나, 현재까지는 이 모바일 매핑시스템 기술도 3차원을 구성하는데는 아직까지 한계가 있습니다. 사진에 찍힌 대상물의 3차원 위치는 어느정도 수준까지 계산이 가능하지만, 3차원 모델을 재구성하는 것은 거의 수작업으로 이루어지고 있다는 것입니다.

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그런데, Digital Urban 블로그에서 재미있는 기술을 읽게 되었습니다. 비디오를 촬영하여 이를 3차원 모델로 전환할 수 있다는 것입니다. 북 캐롤라이나 대학교(University of North Carolina, Chapel Hill)와 켄터키 대학교(University of Kentucky)에서 개발한 기술인데, 아직 완벽한 것은 아니더라도, 상당히 장래성이 있어 보입니다. 자세한 내용은 Urban 3D Modelling from Video을 보시면 됩니다.

물론 위치와 자세를 잡기 위해서 GPS와 관성항법장치(INS : Inertial Navigation System)을 이용해야 하고요. 비디오는 아래와 같이 4개를 달았다고 합니다. 3개는 수평방향으로 전방, 직방, 후방으로 달았고, 나머지 하나는 윗부분을 촬영할 수 있도록 상향으로 달았습니다.

아래 비디오는 촬영된 비디오 영상입니다. 약간은 중복되지만, 기본적으로 중복이 되지 않도록 하였고, 따라서 동일한 비디오의 프레임만으로 3D를 구성합니다.

아래는 최종 결과입니다. 일부분에서 구멍이 있기는 하지만, 이정도 수준의 3D 모델을 자동 구성할 수 있다면 상당히 기대가 됩니다.

아래는 촬영된 지역 전체를 3D 모델로 구성한 것인데, 나무까지도 3D 모델로 구성되어 있습니다.

정말 대단한 기술인 것 같습니다. 위치 정확도가 얼마나 높은지는 언급이 되어 있지 않으나, 필요하다면 기존 제작되어 있는 수치지도를 기준으로 약간만 편집한다면 실용적으로 전혀 문제가 되지 않을 수준일 듯 싶습니다.

이러한 결과물을... 구글어스나 버추얼어스처럼 항공사진을 기반으로 만들어진 3D 모델에 덧붙일 수 있다면 정말 활용도가 높아지겠다 싶습니다. 이렇게까지 개발될 수 있다면... 스트릿뷰 기술이 필요없게 될지도 모르는 일이죠.

민, 푸른하늘