지난 10여 년간, 3차원 복원(3D Reconstruction) 과정은 두 가지 극단적인 방식 사이의 줄다리기였습니다. 무거운 폴리곤(다각형) 그물망을 사용하는 사진 측량법(Photogrammetry)과, 시각적 품질은 뛰어나지만 학습 및 렌더링 속도가 고통스러울 정도로 느린 신경 방사장(NeRF)이 바로 그것입니다.

3D 아티스트, 건축가, 그리고 시각효과(VFX) 전문가들에게 있어 이 선택은 언제나 속도와 품질 사이의 고통스러운 타협이었습니다. 하지만 2023년 중반, 새로운 용어가 등장하여 전 세계 컴퓨터 그래픽 커뮤니티를 즉각 뒤흔들었습니다. 바로 3D 가우시안 스플래팅(3D Gaussian Splatting)입니다.

단순히 소셜 미디어상의 일시적인 유행을 넘어, 가우시안 스플래팅은 우리가 건물을 측량하고, 영화 세트장을 만들고, 가상 현실 경험을 구축하는 방식을 재편하고 있습니다. 과연 이 기술의 본질은 무엇이며, 아티스트인 당신이 작업 절차(Workflow)를 한 단계 높이기 위해 어떻게 활용할 수 있을까요? 지금부터 자세히 알아보겠습니다.

가우시안 스플래팅이란 무엇인가? (아티스트를 위한 쉬운 설명)

가우시안 스플래팅을 이해하려면 기존의 '메쉬(그물망)' 중심 사고방식을 잠시 접어두어야 합니다.

일반적인 3D 모델이 정점(Vertex)과 면(Face)으로 구성되어 단단한 표면을 만드는 반면, 가우시안 스플래팅은 '점군(Point Cloud)'과 비슷하지만 훨씬 더 고차원적인 개념으로 접근합니다.

물감이 든 풍선 다발을 물체의 보이지 않는 공간에 던진다고 상상해 보십시오:

• 각 데이터 포인트는 단순한 픽셀 하나가 아니라, 3차원 타원체(3D Ellipsoid)입니다 (럭비공 모양과 유사하며, 수학적으로는 이를 가우시안이라 부릅니다).

• 각각의 '타원체'는 다음의 세부 정보를 담고 있습니다: 위치, 회전 방향, 색상, 그리고 가장 중요한 불투명도(Opacity).

알고리즘은 수백만 개의 타원체를 화면에 "스플랫(Splat, 펴 바르기)"하여 빈 공간을 채웁니다. 그 결과 머리카락, 털, 유리 표면, 빛 반사와 같은 복잡한 세부 사항도 매끄럽고 연속적인 이미지로 재현됩니다. 이는 기존 사진 측량법이 자주 실패하여 메쉬가 찢어지는 현상이 발생했던 부분입니다.

핵심 요약: 가우시안 스플래팅은 높은 프레임 속도(60fps 이상)의 실시간 렌더링과 실사 수준의 화질(Photorealism)을 동시에 가능하게 합니다. 이는 과거 신경 방사장(NeRF)이 일반 소비자용 장비에서 달성하기 어려웠던 부분입니다.

왜 3D 아티스트들이 열광하는가?

가우시안 스플래팅의 진정한 위력을 확인하기 위해 익숙한 도구들과 비교해 보겠습니다.

대(對) 사진 측량법 (메쉬 기반) 비교

• 반사 처리: 사진 측량법은 물, 유리, 광택이 나는 금속을 울퉁불퉁하고 깨진 덩어리로 만드는 경우가 많습니다. 가우시안 스플래팅은 광택과 반사를 완벽하게 재현합니다.

• 미세한 디테일: 나무, 전선, 얇은 철조망은 사진 측량법의 '악몽'입니다. 가우시안 스플래팅은 재구성(Retopology) 없이도 이를 선명하게 렌더링합니다.

대(對) 신경 방사장 (NeRF) 비교

• 학습 속도: NeRF는 장면 하나를 기계가 학습하는 데 몇 시간이 걸릴 수 있습니다. 가우시안 스플래팅은 몇 분에서 30분 정도면 충분합니다.

• 실시간 성능: 이것이 바로 "결정적인 기능"입니다. NeRF는 무거워서 부드럽게 구동하기 어렵습니다. 반면 가우시안 스플래팅은 웹 브라우저는 물론 전용 뷰어를 통해 모바일에서도 매끄럽게 작동합니다.

건축 분야의 혁신적 적용

건축가와 건축 시각화(ArchViz) 아티스트에게 가우시안 스플래팅은 단순한 렌더링 도구가 아닌, 조사(Survey)와 스토리텔링의 도구입니다.

초고속 현장 조사

기존 방식은 비싼 레이저 스캐너를 쓰거나 수천 장의 사진으로 메쉬를 만든 뒤, 며칠 동안 데이터를 정리해야 했습니다. 가우시안 스플래팅을 사용하면 다음과 같습니다:

• 건축가는 드론을 이용해 부지 주변을 한 바퀴 촬영합니다.

• 30분 후, 색상과 조명이 정확한 디지털 트윈(Digital Twin)을 얻습니다.

• 활용: 새로운 설계 모델을 배치할 주변 맥락(Context) 배경으로 사용합니다. 고객은 지루한 흰색 덩어리 박스 대신, 실제 살아 숨 쉬는 동네 풍경 속에 자리 잡은 미래의 건물을 볼 수 있습니다.

리노베이션 및 문화유산 보존

복잡한 부조가 있는 오래된 건물을 수작업으로 3D 모델링하는 것은 시간상 불가능에 가깝습니다. 가우시안 스플래팅은 건물의 모든 "감성"-이끼, 벽돌의 마모, 오래된 창틀을 통과하는 빛-을 그대로 포착합니다. 이를 통해 건축가는 현장을 여러 번 방문하지 않고도 정확한 개보수 계획을 제안할 수 있습니다.

시각효과(VFX) 및 게임 디자인 적용

건축이 정밀함을 필요로 한다면, VFX는 감성과 속도를 필요로 합니다.

버추얼 프로덕션 (가상 제작)

몇 초만 등장하는 배경을 위해 비용이 많이 드는 3D 자산을 제작하는 대신, 영화 제작자는 실제 장소를 스캔하여 언리얼 엔진(Unreal Engine 5)으로 가져올 수 있습니다. 결과물은 정확한 시차(Parallax, 움직임에 따라 시각이 변하는 현상)를 가진 3D 환경이 됩니다. 배우는 이 배경이 표시된 LED 벽 앞에서 연기할 수 있으며, 카메라는 배경이 2D 이미지처럼 "평면적"으로 보일 걱정 없이 자유롭게 움직일 수 있습니다.

게임용 자산(Asset) 제작

물리 법칙이나 충돌(Collision) 문제로 인해 아직 메쉬를 완전히 대체할 수는 없지만, 가우시안 스플래팅은 배경 자산의 새로운 표준이 되고 있습니다. 바위, 나무 그루터기, 원경의 식생 등을 몇 분 만에 사실적으로 생성하여 아티스트의 모델링 부담을 획기적으로 줄여줍니다.

작업 절차 가이드: 비디오 촬영부터 언리얼 엔진 5까지

바로 시작하고 싶으신가요? 다음은 현실 세계를 언리얼 엔진 5(UE5)로 가져오는 가장 실전적인 절차입니다.

1단계: 처리 도구 선택

시작하기 전에 비디오를 3D 데이터로 "요리"할 도구를 선택해야 합니다. 두 가지 주요 도구가 있습니다.

2단계: 촬영

• 스마트폰(4K 60fps 권장)이나 드론을 사용하십시오.

• 물체 주위를 천천히 돌며 여러 각도를 포함하도록 촬영하십시오.

• 황금 규칙: 흔들림과 동작 흐림(Motion Blur)을 피하십시오. 영상이 선명할수록 결과물이 좋아집니다.

3단계: 처리 및 언리얼 엔진 5 통합 (Luma AI 사용 시)

• 업로드: Luma AI 웹사이트에 영상을 업로드하고 처리를 기다립니다.

• 플러그인 설치: 에픽게임즈 마켓플레이스에서 "Luma AI Plugin for Unreal Engine"을 다운로드하여 프로젝트에 설치합니다 (플러그인 활성화 및 재시작 필수).

• 불러오기(Import): UE5 내에서 플러그인 아이콘을 통해 Luma 계정에 로그인합니다. 라이브러리에서 스캔 파일을 뷰포트(Viewport)로 직접 끌어다 놓으십시오.

• 다듬기:

블루프린트의 자르기(Cropping) 기능을 사용하여 불필요한 가장자리를 잘라냅니다.

시네 카메라(Cine Camera)를 추가하고 피사계 심도(Depth of Field)를 활성화하십시오. 이 효과는 작은 노이즈 입자들을 숨겨주고, 장면을 즉시 영화처럼 만들어 줍니다.

도전 과제와 한계: 만능 열쇠는 아니다

강력한 도구이지만, 가우시안 스플래팅은 아직 초기 단계이며 아티스트는 그 한계를 이해해야 합니다:

• 높은 비디오 메모리(VRAM) 소모: 고품질 장면은 비디오 메모리를 매우 많이 차지합니다. 아직 모바일 게임을 위한 최적의 해결책은 아닙니다.

• 토폴로지 수정 불가: 점군 형태이므로 블렌더(Blender)나 마야(Maya)처럼 '면'을 선택해 늘리거나 형태를 수정할 수 없습니다.

• 충돌 문제: 게임 캐릭터가 가우시안 물체를 통과해 버립니다.

해결책: 바닥이나 벽 위에 단순한 투명 상자(차단 메쉬)를 만들고 충돌을 설정하십시오.

• 재조명(Relighting): 물체에서 자연광(이미 드리워진 그림자)을 분리하여 다시 조명을 비추는 것은 여전히 어려운 과제입니다 (다만 최신 연구들이 점차 이를 해결하고 있습니다).

3D의 미래를 위한 발판

가우시안 스플래팅은 폴리곤을 없애거나 기존 작업 방식을 완전히 대체하기 위해 태어난 것이 아닙니다. 이것은 현실과 가상 세계 사이의 간극을 메워주는 완벽한 '잃어버린 조각'입니다.

• 건축가에게는 사실적인 주변 환경으로 고객을 설득하는 무기입니다.

• VFX 아티스트에게는 환경 제작 시간을 몇 주에서 몇 시간으로 단축하는 열쇠입니다.

인공지능(AI) 시대의 3D 아티스트로서 오늘 가우시안 스플래팅을 익히는 것은 작업 효율을 높이는 것뿐만 아니라, 전례 없는 창의적 기회를 여는 것입니다. 지금 카메라를 들고, 비디오를 찍어, 당신의 세상을 "스플랫" 해보십시오. 3D 그래픽의 미래는 바로 당신의 눈앞에 있습니다.