영상으로 3D 모델 제작
비디오그래메트리는 영상 푸티지에서 3D 정보를 수집하여 3D 메쉬를 만드는 측정 기술입니다. 반면, 포토그래메트리는 현실에 존재하는 물체 혹은 풍경을 사진으로 촬영하여 디지털 모델링으로 제작합니다. 영상과 스틸 이미지를 사용해 3D 모델을 만드는 방법의 차이점을 살펴봅니다.
영상 3D 모델 생성 시 문제와 해결 방법
1. 해상도
해상도는 3D 스캔 시 최상의 결과를 얻기 위해 매우 중요한 요소입니다. 해상도는 한 공간 안에 얼마나 많은 디테일이 포함되어 있는지를 나타냅니다. 해상도가 낮은 이미지에 디테일이 많이 포함되어 있다면 이로 인한 결함은 3D 개체에 고스란히 반영됩니다.
해상도가 높은 8k 카메라를 사용하면 되겠지만 가격이 엄청나게 비쌉니다. 스틸 이미지를 사용하면 되는데 굳이 해상도를 높이기 위해 고가의 비디오카메라를 사용하는 것은 비합리적입니다. 사진을 이용하면 모든 카테고리에서 깨끗하고 해상도가 높은 이미지를 영상보다 훨씬 저렴한 가격에 생성할 수 있습니다.
2. 모션 흐림
모션 흐림은 핸드헬드 카메라나 무빙 카메라를 이용해 느린 셔터 속도에서 촬영한 스틸 이미지에서만 나타납니다. 스틸 카메라로 3D 캡처를 하는 경우에는 쉽게 해결할 수 있습니다. 삼각대를 사용하면 모든 각도에서 개체를 촬영해도 아무런 흐림 없이 깨끗한 이미지를 캡처할 수 있습니다.
이와 달리 영상의 경우에는 모션 흐림이 쉽게 해결되지 않습니다. 이를 효과적으로 해결하는 가장 좋은 방법은 더 빠른 셔터 속도에서 촬영하는 것입니다. 하지만 더 빠른 초당 프레임 속도(fps)로 촬영하면 셔터 속도가 빨라지고, 이로 인해 빛이 카메라 센서에 충분히 도달하지 못합니다. 조명 환경을 제어하면서 촬영하면 이를 해결할 수 있습니다. 하지만 조명이 너무 많으면 어두운 영역과 밝은 영역이 생기고, 이는 최종 스캔된 개체에 좋지 않은 영향을 미칩니다.
이미지 제공: Andrew Palmer
비디오그래메트리의 장점
지금까지 영상 대신 스틸 이미지를 사용해야 하는 2가지 주요 이유를 살펴보았습니다. 이와 반대로 3D 모델을 생성할 때 영상이 적합한 경우도 있습니다.
3D 스캔에 필요한 수십여 장의 이미지를 일일이 촬영하려면 많은 시간이 소요됩니다. 반면, 영상으로 촬영하면 훨씬 더 빠릅니다. 실제로 스마트폰 앱을 비롯해, 영상으로 3D 모델을 제작하는 툴을 제공하는 솔루션이 많습니다.
스마트폰과 앱을 사용하면 3D 모델을 간단하고 빠르게 제작할 수 있습니다. 하지만 영상을 사용할 때보다 나은 결과를 얻으려면 고해상도의 스틸 이미지를 사용하는 것이 좋습니다. 이런 앱은 영상의 개별 프레임을 사용한다는 점에서 이것도 일종의 스틸 이미지입니다. 영상으로 3D 모델을 만들고 싶다면 '시간 절약'과 '안정적인 품질 중 무엇이 더 중요한지 잘 판단해야 합니다.
이미지 제공: Andrew Palmer
하드웨어 요구 사항 및 권장 사항
휴대폰을 사용해 최상의 결과를 얻고 싶다면 iPhone 12와 13 Pro와 같이 LiDAR 센서가 탑재된 스마트폰을 사용하는 것이 좋습니다.
Adobe는 Substance 3D Sampler를 제공합니다. 사진으로 3D 개체를 만들 수 있는 3D 캡처 소프트웨어로 강력하고 사용도 간편합니다. 사진이나 영상으로 개체를 정확하게 스캔하려면 엄청난 처리 성능이 필요합니다. 2023년 버전의 Sampler의 경우 Intel i7, AMD Ryzen 7 CPU 혹은 동급 프로세서를 권장합니다. 또한 30 시리즈 이상의 강력한 GPU도 필요합니다. RAM은 32GB도 괜찮지만, 보통 64GB가 적합합니다.
Adobe에서 제공한 설명서를 참조하여 Sampler의 하드웨어 요구 사항과 권장 사항을 확인하세요.
Adobe 솔루션으로 3D 에셋 캡처
Substance 3D Sampler는 포토그래메트리 입문자도 쉽게 사용할 수 있는 솔루션입니다. 영상으로 3D 개체를 만드는 솔루션을 지원하지는 않지만, Adobe가 개발한 AI 기반의 기술로 간단하게 수행할 수 있습니다. 사용자가 완벽한 조명 조건에서 깨끗하게 사진을 촬영하면 나머지는 Sampler가 알아서 처리합니다.
Sampler는 Photoshop에서 사용하는 마스크 기술로 이미지에 마스크를 자동으로 적용하여 주요 피사체만 다시 만듭니다. 마스크 결과가 마음에 들면 Sampler가 이미지를 처리하고, 포인트 클라우드를 만들고 텍스처와 함께 3D 메쉬를 만듭니다.
Sampler를 사용하면 재질을 믹싱하고 혼합하여 모델의 모양을 신속하게 조정할 수 있습니다.