프로젝트M “사실적인 월드 제작 비법은 ‘3D 스캔’”

엔씨소프트는 금일(30일), 언리얼 페스트 2023을 통해 자사가 개발 중인 인터랙티브 무비 게임 ‘프로젝트M’에 대한 최신 정보를 공개했다. ‘프로젝트M’은 엔씨소프트가 시도하고 있는 가장 야심 찬 프로젝트 중 하나다.

‘프로젝트M’은 세상을 구성하는 모든 물질이 정보 입자로 이루어졌다면 어떤 모습일까 하는 생각에서 출발한 게임이다. 일종의 시뮬레이션 세계로 플레이어가 한 행동에 따라 각각 다른 결과가 도출되는 식이다. 지난 3월 GDC를 기념해 공개한 신규 영상을 통해서는 적과 마주친 상황에서 싸울지 피할지 선택하는 장면과 함께 같은 상황에서 어떤 선택지를 골랐는지에 따라 수많은 분기가 발생하는 걸 확인할 수 있었다.

이번 언리얼 페스트 2023에는 이옥연 AD가 ‘언리얼 엔진을 활용한 M월드 만들기’를 주제로 연단에 올랐다. 강연을 통해서는 ‘프로젝트M’ 배경 제작 프로세스를 비롯해 ‘프로젝트M’의 세계를 더욱 사실적으로 만들 수 있도록 도운 언리얼 엔진5의 각종 기술들이 소개됐다.

‘프로젝트M’은 현대 한국을 무대로 하는 게임이다. 더욱이 인터랙티브 무비 게임인 만큼, 과장되지 않게 최대한 리얼한 모습을 그대로 가져올 필요가 있었다. 아트팀의 목표이자 고민거리이기도 했다. 기존의 방식처럼 일일이 건물이나 배경을 만드는 방법도 가능했을 테지만, 그렇게 하자니 너무 많은 비용이 들었다. 이에 아트팀은 3D 스캔에 주목했다. 건물부터 차량 등 오브젝트에 전반에 이르기까지 다양한 배경을 카메라로 찍고 이를 3D 스캔한 후 그 결과물을 리터칭하면 비용과 시간 모두 절약할 수 있을 것이라 여겼다.

결과물 역시 기대한 만큼의 성과를 보여줬다. 기존의 제작 방식으로 만들었다면 일일이 오브젝트를 만들고 완성된 걸 확인한 후 다시 수정하는 등의 작업을 해야 해서 많은 시간과 인원, 비용이 들었겠지만, 3D 스캔을 통해 퀄리티를 보장하는 동시에 비용 역시 획기적으로 줄일 수 있었다. 배경 제작 프로세스에 장소 답사하고 그레이 맵(Gray Map) 제작을 위해 러프 스캔을 진행하고 플레이 테스트 후 최종적으로 메인 스캔을 하는 과정이 추가됐지만, 그만한 가치가 있었다고 할 수 있다.

▲ 사진 -> 3D 스캔 -> 실제 인게임 결과물

이옥연 AD는 3D 스캔을 도입한 결과 크게 3가지 효과를 얻을 수 있었다고 덧붙였다. 첫 번째는 퀄리티 향상이다. 실측된 공간과 자연 그대로의 고해상도 메쉬, 정확한 사이즈, 물리적으로 완벽한 고퀄리티 텍스쳐를 획득할 수 있었다. 두 번째로는 앞서 언급한 프로세스 향상을 들었다. 일반적으로 게임의 배경을 만든다고 했을 때 백지상태에서 진행해서 원화부터 레퍼런스 체크, 그리고 실제 결과물을 만들기까지의 커뮤니케이션 과정이 필요한데 이런 부분을 획기적으로 줄였다는 것이다. 끝으로 아티스트가 표현하기 어려운 사실적인 데이터를 빠르게 제작하고 커뮤니티 시간을 절약함으로써 많은 비용을 절감할 수 있었다고 전했다.

한편, ‘프로젝트M’에서 새롭게 시도한 3D 스캔 방식이지만, 그렇다고 전문적인 장비가 필요한 건 아니다. 이옥연 AD는 실제로 아트팀이 쓴 장비 역시 평범한 카메라였으며, 요즘은 카메라와 리얼리티스캔 앱만 있다면 더 쉽게 쓸 수 있을 거라고 설명했다. 촬영 방식 역시 복잡할 거 없다. 레퍼런스를 대상으로 최대한 다양한 각도로 위에서 아래로 빠짐없이 세세하게 촬영하는 게 전부다. 이옥연 AD는 “1시간 동안 촬영한 결과물인데, 사람이 직접 만들었으면 아마 4주는 걸렸을 퀄리티”라면서 3D 스캔에 대해 만족감을 드러냈다.

3D 스캔은 단순히 배경을 만드는 데에만 쓰인 게 아니다. 레벨 테스트에도 요긴하게 쓰였다. 많은 게임들이 플레이 테스트를 위해 간단한 그레이 맵을 만든다. 레퍼런스로 활용할 겸 실제 게임에서는 어떤 식으로 보일지 테스트하는 형태라고 할 수 있다.

테스트라지만, 기본적으로는 공간을 만들고 어설프게나마 오브젝트를 배치하거나 하는 만큼, 어느 정도 시간이 들게 마련이다. 하지만 이러한 과정을 ‘프로젝트M’은 3D 스캔을 활용함으로써 획기적으로 줄였다. 그레이 맵 제작을 위해 필요한 250m 정도의 길거리를 통째로 스캔한 것이다.

이렇다 할 리터칭을 가하지 않은 날것 그대로의 결과물이기에 배경 퀄리티는 좋지 않았지만, 게임 플레이 시의 느껴지는 공간감과 레벨의 전반적인 분위기, 제작에 필요한 부분을 파악하는 데 큰 도움이 됐다고 이옥연 AD는 전했다.

▲ 거리를 통째로 스캔함으로써 그레이 맵 제작에 필요한 시간을 줄일 수 있었다

다음으로 ‘프로젝트M’ 제작에 활용되고 있는 다양한 언리얼 엔진5 기능들에 대한 소개가 이어졌다. ‘프로젝트M’에 쓰인 언리얼 엔진5의 대표적인 기능들로는 앞서 언급한 3D 스캔을 비롯해 나나이트, 루멘, 스카이 애트모스피어, 볼류메트릭 클라우드 크게 5가지다. 모두 프로세스 및 비주얼 개선에 큰 도움을 주었지만, 처음부터 적용이 쉬웠던 건 아니었다. 언리얼 엔진 4.26에서 언리얼 엔진5 EA(얼리액세스)로 넘어오면서 손을 데야 하는 부분들이 생긴 것이다.

특히 나나이트로 전환하면서 기존에 적용된 라이트맵이나 LOD를 제거하는 작업이 이루어지기도 했는데 이에 대해 이옥연 AD는 굉장히 괴롭고 어려운 작업이라고 회고했다. 렌더링이 안되는 모델을 파악하고 나나이트 제작 방식의 어셋으로 교체했을 뿐 아니라 마스크(MASK)로 제작된 모델들 역시 변환 작업을 거쳤다. 힘든 과정이었지만, 결과물은 만족스러웠다. 나나이트로 전환한 결과 패키징 용량이 줄어들었을 뿐 아니라 RTX 2080인 컴퓨터의 에디터에서 평균 50FPS 이상의 값이 나왔다.

▲ 나나이트로 전환한 결과 퍼포먼스와 작업 효율 모두 높아졌다

작업 효율이 늘었음은 말할 것도 없다. 기존에는 배경을 옵티마이즈 하는 데만 며칠이 걸리는 등 굉장히 많은 시간이 필요해졌는데 이제는 최소 반나절, 빠르면 1시간으로 단축할 수 있게 됐다. 실제로 퍼포먼스와 관련해서 골목길 3D 스캔 데이터를 스태틱 메쉬 상태로 24개로 복사한 결과 폴리곤만 8,900만 개에 12~20프레임이 나온 반면, 동일한 씬을 나나이트로 변환한 결과 1,999 폴리곤에 90~100프레임 이상이 나오는 걸 확인할 수 있었다.

그렇다고 나나이트가 완벽하다는 건 아니다. 이와 관련해 이옥연 AD는 “나나이트도 독립 인스턴스가 많아지면 퍼포먼스가 저하되기에 모델링과 텍스처, 마테리얼의 모듈화 전략을 잘 세워야 할 것”이라고 조언했다. 한편, 이외에도 움직이는 어셋과 유리와 같은 반투명한 오브젝트에는 적용하기 프레임 저하 등의 이유로 적용하기 어려웠다고 덧붙였다.

이어서 루멘에 대한 설명이 이어졌다. 이옥연 AD는 기존에 라이트매스를 썼을 때는 원하는 퀄리티를 내기 위해서 옵션의 수치를 조정하고 베이크하는 데에도 제법 시간이 많이 걸렸는데 루멘은 실시간으로 확인할 수 있기에 효율과 더불어 그림자 안의 그림자 표현에 이르기까지 세부적인 걸 표현할 수 있다면서 만족스러워했다. 이외에도 루멘 리플렉션을 통해 사실적인 반사광을 구현함으로써 한층 입체적이고 사실적인 배경을 만들 수 있었다고 전했다.

런타임 버추얼 텍스처 블렌딩 역시 빼놓을 수 없다. 어셋들을 만들고 배경에 배치하다보면 어딘지 어색할 때가 있다. 자연물 어셋이 대표적으로 흙이 파인 부분의 끝이 배경과 어딘지 동떨어져보이는 경우다. ‘프로젝트M’은 런타임 버추얼 텍스처 블렌딩을 통해 이러한 부분을 자연스럽게 블렌딩했다. 해당 기능을 소개하면서 이옥연 AD는 “자동차의 바퀴 자국 등을 자연스럽게 표현하는 데에도 쓰였다”고 쓰임새를 설명했다.

스카이 애트모스피어를 통해서는 사실적인 하늘을 구현할 수 있었다. 기존에는 스카이 박스로 하늘을 구현했는데 사실적이지 않고 해상도 문제로 픽셀이 떨어져서 퀄리티가 떨어지는 단점이 있었다. 이러한 단점을 ‘프로젝트M’은 스카이 애트모스피어를 통해 해결했다.

스카이 애트모스피어는 단순히 구름을 비롯해서 그럴듯한 하늘을 만드는 역할만 하는 게 아니다. 다양한 자연광을 구현할 수 있게 됐는데 이를테면 이미지로 표현했던 대기 가스의 산란 효과라거나 황사, 미세먼지, 오존층의 산란 효과를 물리적으로 표현할 수 있게 됨으로써 더욱 높은 품질의 환경을 구현할 수 있게 됐음은 물론이고 기본이 되는 구름 역시 높은 퀄리티로 구현할 수 있게 됐다.

‘프로젝트M’에 들어간 각종 기술들에 대한 설명을 끝마친 이옥연 AD는 끝으로 환경 변화 테크 데모를 선보였다. 해당 데모를 통해서는 시간에 따른 그림자, 날씨로 인한 가시 거리의 변화, 그리고 쌓인 눈이 녹는 등의 사실적인 환경 묘사를 확인할 수 있었다.

▲ 환경 변화 테크 데모

■ 질의응답

Q. GDC 영상에 등장한 TJ 캐릭터는 실제 인게임에도 등장하나.

= 등장하지 않는다.

Q. 현실을 배경으로 하는 만큼, 상가의 브랜드나 전화번호를 스캔하는 등 저작권 문제가 발생할 수도 있어 보인다.

= 문제가 발생하지 않도록 사전 답사를 통해 이슈를 체크하고 문제가 없을 때만 사진을 찍고 스캔을 진행하는 식으로 하고 있다.

Q. 구글 스트리트 뷰 같은 걸 이용해서 3D 스캔, 그레이 맵을 제작할 수는 없을까.

= 해보긴 했는데 퀄리티가 좋지 않아서 결국 직접 사진을 찍고 3D 스캔하게 됐다.

Q. 3D 스캔 데이터 모듈화에는 몇 명의 인원이 참여하고 있나.

= 배경팀이 6명 정도인데 거기서 4명 정도가 모듈화 작업에 참여하고 있다.

Q. 레퍼런스가 없는 SF나 중세 등이 배경인 경우에는 어떻게 할 수 있을까.

= 우리는 현대 한국을 배경이어서 3D 스캔할 때 그런 부분에 있어서 큰 문제가 없지만, SF나 중세 등이 무대여서 레퍼런스가 없다면 아마 일일이 만들어야 할 것 같다.

출처: 인벤

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