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한옥(Korea traditional house : Hanok)의 Lidar+Photogrammetry 3DScan 사례

2023-04-21

한옥집의 포토그라메트리 3D스캔 사례 - (주)레플리카 REPLICA


■ 한옥의 3D스캔 작업에 참여한 (주)레플리카! 



(주)레플리카는 인체, 사물, 공간 등 다양한 크기와 형상을 가진 오브젝트들의 3D스캔 서비스를 진행하고 있습니다. 3D스캔을 진행해야 하는 각각의 오브젝트들의 크기, 형상 및 활용용도에 따라 이에 적합한 3D스캔 기술을 찾고, 이를 활용하여 서비스를 제공하고 있답니다.


이번 사례는 한옥을 스캔하여 이를 Unreal Engine과 같은 곳에서 3DAsset으로 활용하여 배경으로 쓰려고 하는 고객사의 요청을 받았습니다. 그래서 (주)레플리카가 가지고 있는 다양한 3D스캔 기술 중에서 광대역3D스캐너와 Drone, Dslr 사진을 함께 프로세싱하여 고해상도 텍스처를 가진 3D스캔데이터로 추출할 수 있는 '포토그라메트리 3D스캔 서비스'를 진행하였습니다.


■ 한옥의 포토그라메트리 3D스캔 작업절차

 

한옥의 실제 크기(실측)를 반영한 포인트클라우드 데이터는 광대역3D스캐너를 통해 수집하여 E57 데이터로 추출하는 작업을 진행합니다. 이와 동시에 DSLR을 이용하여 한옥의 이곳저곳(벽, 천장, 바닥, 기와 등등)을 모두 면밀하게 사진을 찍습니다. 비행 드론(Drone)은 DSLR로 촬영하기 어려운 한옥의 지붕과 바닥 등을 높은 위치에서 찍는데 활용합니다.



DSLR과 Drone으로 촬영하는 사진들은 '포토그라메트리 3D스캔'을 위한 소스로서, 사진 촬영 시 중첩구간을 약 80% 둔 사진을 찍습니다. 다시 말하여, 이전에 촬영한 사진과 다음에 촬영할 사진의 공통된 구간을 약 50~80% 가진 사진을 찍습니다.



이렇게 촬영한 DSLR과 Drone 사진은 Photogrammetry 전문 S/W에서 3D스캔 데이터(OBJ)로 전환할 수 있습니다. 이에 더하여, 실제 치수값이 기입되어 있는 광대역3D스캔에서 추출한 포인트클라우드 데이터 E57을 함께 Photogrammetry 전문 S/W에서 프로세싱 한다면, 더욱 고퀄리티의 3D매쉬 형상을 가진 3D스캔 데이터를 추출할 수 있답니다.


또한 광대역3D스캐너로 취득된 포인트클라우드 데이터에 이미 한옥의 실제 치수값이 포함되어 있어, 치수 또한 실제와 +-0.1~0.3mm 정도의 오차를 가진 데이터를 추출할 수 있답니다.



■ 한옥의 포토그라메트리 3D스캔 데이터 최종 스크린샷  


포토그라메트리 S/W를 통해 광대역3D스캔 데이터(포인트클라우드)와 DSLR 및 DRONE으로 촬영한 사진을 모두 함께 프로세싱하여 RAW 스캔 결과물을 취득합니다.




이는 OBJ라는 3D매쉬 파일과 함께 Unwrap이 된 상태의 3D데이터로서, Texture map 소스인 PNG파일이 함께 추출됩니다.


이렇게 추출한 데이터를 3DsMax나 MAYA에서 활용이 가능하도록 데이터의 크기(매쉬 수)를 줄여줍니다. 그리고 데이터를 면밀히 살펴보며 잘못 추출된 3D매쉬를 보정해 주거나 텍스처를 보정해 줍니다. 이를 모두 마치고 나면 최종 OBJ데이터를 획득할 수 있답니다.



■ 한옥의 포토그라메트리 3D스캔 데이터 영상보기 

 

https://www.youtube.com/watch?v=BoRBu3P6O2I


 ■  스캔 데이터를 Digital Twin 그래픽 데이터로 전환하기 

 

Unreal Engine 혹은 Unity에서 한옥 스캔 데이터를 바로 업로드 하여 배경에 쓰일 3DAsset으로 바로 사용할 수는 있습니다. 하지만 스캔 데이터 자체의 데이터 무게가 크고 그래픽 데이터인 폴리곤(사각형)의 잘 짜여진 데이터가 아닙니다. 3D 스캔 데이터이다 삼각형으로 이루어진 데이터라서 그래픽으로 활용하기 위한 폴리곤 면작업이 다시 진행되어야 합니다.


이를 RETOPOLOGY 작업이라고 칭하며, 이 리토폴로지 작업을 통해 면을 단순화 하여 용량을 줄여낼 수 있습니다. 그리고 새롭게 면을 사각형으로 만들고 UVMAP도 다시 정갈하게 펴내어 적용함으로써 기존 스캔데이터에서 얻지 못했던 추가 텍스처 맵 소스(Specular map, Normal map, Occlusion map 등)을 추출해 낼 수 있게 됩니다.


위 작업은 3DsMax 혹은 MAYA를 다루는 그래픽 팀의 인력투입이 되어야 하는 작업이며, 시간과 비용이 소요되는 작업입니다.


하지만 위 작업을 통해 Unreal Engine에서 매우 활용도가 높은! 고해상도 텍스처가 가미되었지만! 데이터는 매우 경량화 된 상태! 의 고품질의 3DAsset 데이터를 얻어낼 수 있답니다.



■  VRILLAR & REPLICA (브릴라와 레플리카) 

 

3D스캔 서비스 전문가들로 이루어진 (주)레플리카는 (주)브릴라의 자회사입니다. (주)브릴라는 3D그래픽 기술을 활용하여 Unreal Engine 및 Unity에 활용이 가능한 3DAsset(공간, 사물, 인체)을 전문 제작하거나 3DAsset을 판매하는 전문기업입니다.  


3D스캔 서비스는 (주)레플리카가 전문적으로 담당하고 있으며, 3D스캔 데이터를 기반으로 Digital Twin 데이터로 변환하여 Unreal Engine 혹은 Unity 그리고 Metaverse, VR, AR, XR, DIGITAL HUMAN, GAME 등에 활용할 수 있 데이터로 가공하는 작업은 (주)브릴라가 전문으로 진행하고 있습니다.


(주)브릴라와 (주)레플리카는 협업을 통해 이미 서울시청, 명동성당, 청와대, 익산교도소, 임진각 기차, 공장내부 등 많은 공간을 Digital Twin화 한 이력을 가지고 있습니다. 또한 (주)브릴라는 앞으로 올 3DAsset 구매 시장을 위해 인체, 사물, 공간에 대한 3DAsset을 제작하여 판매하는 Me.rror(미러)라는 플랫폼으로 국내 3DAsset시장을 키워 나가고 있답니다.


(주)브릴라와 (주)레플리카가 협업하여 진행한 다양한 Digital Twin 작업사례를 보여드리고 싶지만 보안 상으로 블로그나 매체에 공개가 불가능한 점이 아쉽습니다. 직접 메일문의 혹은 전화 문의를 통해 연락 주신다면, 컨설팅과 사례를 통해 Digital Twin 작업에 대한 컨설팅 및 제안을 드립니다.


(주)레플리카 혹은 (주)브릴라에 연락 주세요. 공간, 사물, 인체 또는 문화재의 디지털더블(Digital Double), 디지털트윈(Digital Twin)작업을 통해 활용 가능한 METAVERSE, VR, XR, 웹서비스, VFX 등에 활용 가능한 데이터를 제작하여 드립니다. 그리고 자세한 컨설팅을 통해 고객사가 요구하는 문제점도 해결해 드립니다.


가벼운 질문도 성실히 답변 드리고 있습니다. 홈페이지 오른쪽 하단의 카카오톡채널 문의 혹은 홈페이지 내 문의 등록하시어 언제든지 편하게 문의 주세요! 감사합니다! 

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