▌RealityCapture 튜토리얼 1편, 들어가기에 앞서(Intro)
불과 몇년전의 과거에는 현실 세계의 물체를 디지컬 공간에서 2D 픽셀로 표현했었죠. 이제는 3D그래픽의 발전과 함께 실물과 완전히 복제한 듯한 실사(photorealistic) 색감을 가진 3D데이터를 만들어낼 수 있는 시대입니다.
실제 사물을 디지털로 복제한 듯한 실사 퀄리티의 3D그래픽 데이터를 제작하려면 대게 오랜 시간의 3D모델링과 텍스처링이 필요합니다. 3D모델링 작업자에게 시간과 노력이 들어가는 작업이죠. 그런데 실제 사물을 3D데이터로 만들어내는 다른 방법이 있다면 어떨까요? 실제 사물을 3D스캔하여 정확한 형태와 질감을 캡처할 수 있다면 어떨까요?
▌포토그라메트리(사진측량)의 원리? 포토그라메트리란 무엇인가요?
포토그라메트리(Photogrammetry)란 디지털 카메라로 현실 세계의 물체를 스캔하여 그 물체를 디지털 공간에서 3D데이터로 재현하는 과정입니다. 여러 각도와 거리에서 피사체(대상물)의 이미지를 사진촬영하여, 다양한 시각에서의 이미지를 캡처함으로써 대상을 3D데이터로 생성해 낼 수 있습니다. 이렇게 촬영된 다량의 사진들은 포토그라메트리 소프트웨어(예 : RealityCapture)를 실행하는 컴퓨터에서 3D데이터로 변환됩니다.
카메라가 사물을 촬영하여 이미지로 저장할 때 카메라는 렌즈로 들어오는 빛을 정보화 하여 캡처합니다. 이 빛의 정보에는 밝기(brightness) 혹은 색상과 같은 정보가 포함되어 있죠. 이런 정보들이 모여 사진(또는 디지털 이미지)를 형성합니다. 사진은 3D로 된 물체나 공간을 평면화 시켜 2D로 기록한 이미지입니다. 이미지는 평평하자만 중요한 정보를 포함하고 있습니다. 바로 촬영된 이미지를 찍을 때의 시점 정보(viewpoint)입니다.
RealityCapture(리얼리티캡쳐)와 같은 포토그라메트리 소프트웨어는 촬영된 사진들의 시점 정보를 사용하여 상대적인 카메라 촬영 위치와 시야 각도를 계산합니다. 그리고 계산된 정보를 디지털 공간에서의 XYZ위치 좌표로 할당합니다.이 좌표는 사진 이미지 내의 모든 픽셀들과 연결됩니다. 중첩구간을 두고 찍은 두장의 사진 이미지가 좌표에 따라 디지털 공간에 배치되면 화각을 사용하여 교차점을 결정합니다.
동일한 사물(객체)를 서로 다른 각도에서 촬영한 일련의 이미지로, RealityCapture는 관련 픽셀을 유사성에 따라 (및 이웃 픽셀의 유사성에 따라) 매칭하여 원래 사물(객체)의 가하학적 구조를 3D데이터로 재구성합니다.
▌포토그라메트리의 활용
포토그라메트리는 다양한 산업에서 여러 용도로 활용되며, 최종 프로젝트 목표에 따라 촬영 방법과 워크플로우가 크게 달라질 수 있습니다. 포토그라메트리의 주요 용도는 다음과 같은 산업들이 포함됩니다 : (하지만 이에 국한되지 않고 다양한 분야에 더 활용되고 있답니다)
문화재 분야, 사진측량(드론매핑)분야, 엔터테인먼트 분야 및 VR/AR과 VFX 및 3D애셋이 필요한 그래픽 분야 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 이외에도 사람, 건물, 사물 등 실사컬러의 3D Scanning(쓰리디스캐닝)이 필요한 전산업에 활용될 수 있습니다.
▌포토그라메트리 소프트웨어
사진으로부터 3D모델을 구성하는 데 사용되는 포토그라메트리 소프트웨어는 RealityCapture(리얼리티캡쳐)입니다. 물론 그 외에도 여러 대체할 만한 소프트웨어가 있지만... 여기서는 RealityCapture를 위주로 다루겠습니다. RealityCapture는 피사체 감지 및 프로세싱 속도 측면에서 매우 정확하고 빠릅니다. 포토그라메트리 사진 촬영 방법으로 사물이나 피사체를 고화질의 픽셀을 가진 사진으로 촬영한다면 RealityCapture는 디지털 공간안에서 사진을 3D데이터로 재구성합니다.
RealityCapture(리얼리티캡쳐) 소프트웨어에 대해 더 알고자 하시는 분들은 쓰리디스캔코리아의 홈페이지 내 리얼리티캡처 소개 페이지를 방문해 보시기 바랍니다. (www.3dscankorea.com/realitycapture)
▌포토그라메트리 스캔 프로세스
포토그라메트리 과정의 개요는 다음과 같습니다.
- Scouting(스카우팅) : 사물 혹은 건물 등 스캔하려는 피사체가 있는 장소와 대상을 조사하는 단계
- Scanning(스캐닝) : 피사체 주변 조명환경을 확인 후 카메라를 세팅하고 피사체를 따라 중첩하여 사진촬영하는 단계
- Processing(프로세싱) : 사진을 보정한 후 RealityCapture에 임포팅 후 데이터화 하는 전체 단계
- Post-processing(후처리) : 데이터 활용분야에 맞게 Retopology 혹은 경량화하여 활용처에 맞게 수정하는 단계
포토그라메트리(사진 측량)의 프로세스는 카메라 세팅 및 사진 촬영을 시작으로, 프로세싱 과정에서 주요하게 알아야 할 각 단계별 이슈 사항들이 있습니다. 튜토리얼 2편인 '포토그라메트리 스캐닝 기초'에서 더 자세한 내용을 다루겠습니다.
▌RealityCapture 튜토리얼 1편 : Outro(나가며..)
1편 블로깅을 통해 포토그라메트리가 무엇인지, 그리고 포토그라메트리 소프트웨어가 하는 역할과 프로세스가 어떤지 간단하게 살펴볼 수 있었습니다. 2편에서는 포토그라메트리 스캐닝을 위한 기초 스캐닝 방법에 대해 다루어 보도록 하겠습니다.
▌RealityCapture download 및 라이선스 구매는?
RealityCapture Enterprise(리얼리티캡쳐 영구 라이선스 구매)는 공식 판매사인 쓰리디스캔코리아에서 가능합니다. 쓰리디스캔코리아에서 RealityCapture 라이선스를 구매하실 경우 초기 교육 및 실시간 지원을 약속 드립니다. 그럼, RealityCapture 튜토리얼2편에서 뵙겠습니다.
RealityCaptureㅣ리얼리티캡처 소프트웨어ㅣ공식 라이선스 판매사 쓰리디스캔코리아(3DSCANKOREA Co.)
EpicGames사의 포토그라메트리 전문 소프트웨어, RealityCapture(리얼리티캡처)는 업계에서 가장 빠른 프로세싱 속도를 자랑합니다. 이제 누구나 사진 만으로 3D스캔 및 3D애셋을 제작할 수 있습니다.
www.3dscankorea.com
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