[그림1]  건축 및 도시분야에서의 게임엔진 활용, 이미지생성: Chat GPT, Doll E 모델

건축, 엔지니어링, 건설(Architecture, Engineering, and Construction, AEC) 분야를 넘어 도시분야 까지 수년간 고객의 요구사항이 다각화 되고 신속한 대응이 요구되어짐에 따라, 지금은 점점 더 많은 건축 및 도시 분야 전문가들이 리얼타임 기술 즉 실시간 시뮬레이션이 가능한 게임엔진 활용에 눈을 돌리고 있습니다. 전문 건축 시각화 분야의 선두를 달리는 온라인 커뮤니티, CG아키텍트 (CGarchitect)에서 진행했던 렌더링 엔진 관련 설문 조사에 따르면 언리얼엔진 (Unreal Engine)이 49.47%로 가장 높은 활용 비율을 차지하고 있고 그 뒤를 이어 D5 렌더러 ( D5 Renderer)가 19.74%, 트윈모션 (Twinmotion)이 18.95%의 비율로 나타났습니다. 

[그림2] 렌더링 엔진 조사, 출처: CGarchitect 2022 Rendering Engine Survey

렌더링 엔진 중 몰입형 기술이라고도 불리는 게임 엔진은 비디오 게임과 같은 몰입형 환경의 생성 및 개발을 위해 설계된 소프트웨어 프레임워크로서,  PC, 콘솔, 모바일, 웹 게임, 가상현실(VR)과 증강현실(AR)까지 플랫폼의 경계 없이 높은 퀄리티의 게임을 제작하는데 유용합니다. 언리얼 엔진의 경우 아키캐드, 레빗, 라이노, 스케치업 프로를 대상으로 다이렉트 링크 기능을 갖춘 데이터스미스 플러그인이 지원되어 여러 애플리케이션에서 다수의 파일을 동시에 링크하는 것이 가능합니다. 예를 들어 라이노에서 조경 데이터를, 레빗에서 건물 데이터를 가져올 수 있습니다.  유니티는 사용자 친화적인 인터페이스와 광범위한 자산 스토어를 제공할 뿐 아니라 다양한 플랫폼(Windows, macOS, iOS, Android 등)에 걸쳐 콘텐츠를 쉽게 배포할 수 있는 기능이 있습니다. 유니티 리플렉트 (Unity Reflect)는 설계 도면을 실시간으로 3D화 하는 툴로서,  프로젝트에 참여하는 여러 담당자들의BIM/CAD 모델을 통합하여 실시간 3D 뷰로 즉시 구현하는 기능도 지원합니다. 트윈모션 또한 3D 애플리케이션과의 다이렉트 원클릭 동기화 기능을 제공하며 기타 다양한 패키지와 포맷을 지원합니다.  

하지만 건축 및 도시 분야에서 게임엔진을 사용하는데 몇가지 단점도 존재합니다. 첫째, 게임 엔진이 주로 시각적 실감과 실시간 성능을 최적화하기 위해 설계되었기 때문에, 건축 설계 도구에서 생성된 파일을 게임 엔진으로 가져올 때, 데이터 손실이 발생할 우려가 있습니다. 예를 들어, 복잡한 BIM 모델을 게임 엔진으로 전환하면서, 구조적인 데이터나 메타데이터가 제대로 전달되지 않을 수 있 있고, 이로 인해 수작업으로 정보를 보정해야 할 수도 있습니다. 둘째, 게임 엔진을 효과적으로 사용하기 위해서는 일정 수준의 기술적 지식이 필요합니다. 특히, 고급 시각화나 상호작용 기능을 구현하기 위해 스크립팅이나 프로그래밍 능력이 요구될 수 있습니다. 셋째, 게임 엔진을 사용한 프로젝트는 지속적인 유지 관리와 업데이트가 필요할 수 있습니다. 소프트웨어 업데이트에 따라 호환성 문제가 발생할 수 있으며, 프로젝트를 최신 상태로 유지하기 위해서는 정기적인 검토와 수정이 필요합니다.

그럼에도 불구하고 게임 엔진의 건축 및 도시 분야에서의 활용은 지속적으로 증가하고 있습니다. 건축 분야 사례로 Zaha Hadid Architects는 언리얼 엔진을 활용하여 고도로 사실적인 3D 시각화와 애니메이션을 제작합니다. 이를 통해 클라이언트와 이해관계자들이 설계 의도를 더 명확하게 이해할 수 있도록 돕고, 프로젝트의 디자인 과정에서 실시간으로 피드백을 받는데 활용하고 있습니다. 건축, 엔지니어링, 설계 분야에서 활동하는 글로벌 기업인 HOK는 , 언리얼 엔진을 사용하여 복잡한 형태의 설계 프로세스를 간소화하고, 다양한 소프트웨어 간의 유기적 통합을 도모하며, 시각화에 특화된 작업을 효과적으로 수행하고 있습니다.그리고  KPF사는 라이팅 분석, Shop Architects사는 VR 건설/구성 요소 조립, CallisonRTKL 사는 쇼핑객 이동 및 시선 분석을 위한 대규모 VR 분석에 활용하고 있습니다. 국내 사례로 삼성물산의 경우  ‘래미안’ 고객 커뮤니케이션에 언리얼 엔진 기술을 적용하였습니다. 언리얼 엔진 기술의 실시간 렌더링을 통해 고퀄리티 콘텐츠의 대용량 작업의 용이성을 향상시켰고 블루프린트를 이용해 코딩을 하지 않고도 모든 마감재 변경을 손쉽게 할 수 있도록 하였습니다. 이를 통해 고객들에게 공간적 제약을 뛰어넘어 실시간으로 단위세대 상품과 옵션을 확인할 뿐 아니라 3D 콘텐츠로 제작된 아파트 내부를 확인하며 옵션 상품을 적용해보는 실제적인 경험을 제공하였습니다. 뿐만 아니라, 삼성물산은 BIM을 가볍게 사용하는 방법에 집중하면서도 실시간 규모 검토 및 사업성 분석 그리고 데이터센터 입주사의 의견을 반영하는 것을 목적으로  ‘GIS 정보조회 플랫폼’과 ‘통합 정보 시각화 대시보드’ 시스템을  언리얼 엔진을 기반으로 개발하였습니다. 특히 통합 정보 시각화 대시보드는 언리얼 엔진의 리얼타임 3D 기술을 통해 최종사용자가 카메라를 돌려보기도 하고, 원하는 정보를 선택적으로 조합하여 볼 수 있는 일종의 체험형 가상공간 대시보드로 개발하였습니다.

  도시 계획 및 마스터 플래닝 사례로 버츄얼 싱가포르(Virtual Singapore) 프로젝트는 싱가포르 정부가 주도하는 대규모 디지털 트윈 프로젝트입니다. 이 프로젝트에서는 언리얼 엔진을 사용하여 싱가포르 전체의 정밀한 3D 모델을 구축하였습니다. 이 모델은 도시 계획, 재난 대응, 교통 관리 등 다양한 목적으로 활용되고 있고, 정책 결정자, 연구자, 일반 시민이 실시간 데이터를 통해 도시의 다양한 측면을 시뮬레이션하고 평가할 수 있는것을 돕습니다. 

[그림3] Virtual Singapore: A Digital Gateway to Urban Innovation

보스턴 계획 개발 기관(Boston Planning & Development Agency)에서 수행한 남 보스턴의 도체스터 애비뉴 재개발 계획(www.bostonplans.org) 프로젝트에서는  시티엔진(CityEngine)을 사용하여  디자인 단계에서 정밀한 초기 3D 모델을 생성하고, 이 모델을 언리얼 엔진으로 가져와 향상된 시각적 퀄리티와 인터랙티브 기능을 추가하여 최종적으로 더 실감나는 3D 경험을 구현 함으로써 도시 계획자, 건축가, 개발자 및 일반 대중이 해당 지역의 개발 가능성을 탐구하고 시각화하는 데 활용하였습니다. Allford Hall Monaghan Morris (AHMM)사는 도시 규모 모델링에 활용 했고,   헬싱키의 3D 도시 모델 프로젝트인  헬싱키 3D는 해당 도시의 환경, 운영 및 변화하는 상황을 가상으로 디지털 트윈화 하여 정보 기술 서비스, 공개 데이터 및 지속적으로 업데이트되는 정보의 결합체로서 도시 운영 기반을 만들었습니다. 

[그림4] 웹기반 3차원 모델, 헬싱키 에너지 및 기후 지도 ( 좌), 언리얼엔진 기반 모델(우), 출처: Emerging web and game engine tech for 3D cities

건축 및 도시 분야는 게임 엔진 활용으로 새로운 패러다임을 맞이하고 있습니다. 아직은  기술적 및 조직적 수준에서 데이터 품질, 상호운용성, 표준화 및 관리 등 해결해야 할 과제도 있지만, 게임 엔진은 건축 및 도시 분야의 미래를 변화시킬 잠재력을 가진 강력한 도구입니다. 이에 따라 전문가들은 다양한 장점을 가진 게임 엔진의 몰입형 경험 제공이 제공하는 장점을 잘 활용하여  새로운 디자인 탐색 , 설계 검토, 고객 참여, 도시 계획 시뮬레이션 등에서 입체적 사고 및 창조적 관점으로 건축 및 도시 분야의 게임 엔진 적용 가능성을 넓혀야 할 것입니다.