신도시를 그리는 인공지능 건축설계 : 텐일레븐

(빌드잇으로 건축한 결과물 / 출처 : 빌드잇 블로그)

텐일레븐의 빌드잇 디자이너는 인공지능 건축 설계 솔루션으로 기존의 캐드로 반복 작업하여 번거로웠던 일을 대폭 단축해주었고 일의 효율을 높일 수 있었다고 합니다. 유니티 기반으로 만들어진 빌드잇 디자이너는 현재 국내에서 유일한 디지털 체인 기반의 건축 설계 편집 소프트웨어로 [MWU 코리아 어워즈 2022] 인더스트리 부문 '대상'을 수상했습니다. 빌드잇 디자이너가 어떤 과정을 거쳐 제작되었고, 우수한 평가로 수상할 수 있었는지 김동철 이사와 박재범 개발 팀장을 만나 자세한 이야기를 들어보았습니다.

빌드잇 디자이너의 시작

빌드잇 디자이너를 만든 텐일레븐의 출발은 놀랍게도 게임 개발사로 출발하였습니다. 게임 레벨 디자인을 위한 스크립트를 작성하면서 배경의 건물을 자동으로 생성하는 로직을 구축하게 되었고, 이때 사용하는 파라미터에 실제 건축 법규를 적용하면 건물도 생성할 수 있겠다는 번뜩이는 아이디어가 떠올라 빠르게 프로토타입을 만들었습니다. 그리고 그 프로토타입을 가지고 설계사와 건설사 등 현직자들과 구체적인 미팅을 가졌고, 현업에서의 긍정적인 피드백을 토대로 텐일레븐의 기술로 건축업에 기여할 수 있겠다는 확신을 가지고 빌드잇 프로젝트에 뛰어들었습니다. 현재 빌드잇 디자이너는 기존에 건축 설계사가 5일 정도 걸리던 건축 설계안 도출을 단 30분으로 단축할 수 있습니다. 기존의 설계 업무에서는 용적률이나 건폐율, 일조량과 세대 수 등을 알기 위해서는 여러 번 반복 작업을 해야 했고 상당한 시간이 소요되었지만, 빌드잇의 인공지능은 유니티의 레이캐스트(Raycast)기술을 이용해 건물 간의 충돌 체크하여 건축 법규를 검토해줍니다. 또한 유니티 라이팅(Lighting)을 활용한 태양광 시뮬레이션을 통해 일조와 일사 등을 분석해주어 번거로웠던 기존의 업무를 혁신적으로 단축할 수 있습니다.

김동철 이사는 재개발 아파트 프로젝트에 ‘빌드잇 디자이너’가 투입되었던 고객 사례를 예시로 전했습니다. 빌드잇 프로그램의 인공지능을 통해 건축법규 내에서 가장 효율적이고 세대 수가 높은 배치안을 뽑았고, 그 결과 기존 설계안 대비 100세대를 추가로 확보할 수 있었습니다. 한 세대에 약 7억 원 정도의 분양가를 가정했을 때 해당 프로젝트에서 기존 대비 700억 이상의 부가 가치를 창출할 수 있었고 주민들은 주민 분담금이 줄어서 좋고, 건설사나 시행사는 사업성이 늘었기 때문에 빌드잇을 효과적으로 활용한 성공 사례라고 하였는데요. 현재 해당 프로젝트는 건축 심의까지 무사히 통과하여 시공을 눈앞두고 있습니다. 빌드잇의 성공 가도에는 많은 우여곡절과 시행착오가 있었습니다. 박재범 기술팀장은 겪었던 많은 어려움 중에 디지털 트윈 환경을 만드는 데 가장 많은 노력이 필요했다고 전했습니다. 디지털 트윈이란 컴퓨터로 구현한 가상세계에 현실과 똑같은 세상을 설계하고, 실제로 발생할 수 있는 수많은 시나리오를 컴퓨터로 효과적으로 시뮬레이션하여 결과를 예측하고 최적화된 솔루션을 도출하는 기술입니다. 완성도 높은 디지털 트윈을 구축하기 위해서는 방대한 데이터를 수집하고 학습시켜야 합니다. 이를 위해 지형 DEM(수치표고모델) 이나 텍스쳐, 그리고 3D 건물 모델과 같은 다양한 종류의 공공 데이터를 사용했고 이를 각 데이터의 포맷을 맞춰 유니티에서 손쉽게 활용하기 위해 변환해주는 파이프라인을 먼저 구축하였습니다. 그 후 변환된 데이터를 유니티 3D 환경에 적용하고, 실제 환경과 어느 정도 유사한지 수많은 검토하고 배치안대로 설계한 후에는 건물의 위치나 지형의 높낮이, 태양의 위치와 같은 환경 요소들 또한 충분히 반영되었는지 검토하며 제작했습니다. 디지털 트윈 환경을 만드는 것 이전에도 어려움이 있었다고 합니다. 바로 커뮤니케이션이었습니다. 빌드잇 프로젝트는 프로그램 개발과 건축의 긴밀한 협업이 필요한 일이었습니다. 초반에는 개발자들과 건축 전문가들의 이해도를 맞추기가 힘들었다고 하는데요. 서로의 전문 분야가 다르다보니 건축 전문가들은 건축적 지식을 기반으로 용어 설명을 하거나 건축 업계 스타일대로 업무를 하였습니다. 반면에 개발자들은 개발 쪽의 용어와 개발에서 사용되는 기획의 요소를 요구하다 보니 서로 소통이 어려운 부분이 있었습니다. 하지만 텐일레븐은 이런 난관도 지혜롭게 돌파해냈습니다. 서로의 지식을 공유하는 세미나와 설명 시간을 가지고 서로의 업무를 실제로 보여주면서 설명하는 시간을 통해 상호 간의 이해도를 높이는 시간을 가졌습니다. 그 결과로 시간이 지날수록 서로의 업무를 더 잘 이해하였고 소통이 잘 되어 업무가 수월해졌다고 합니다.

어떤 파트에서도, 만능 협업 도구 Unity

 

“Unity는 엔지니어, 아티스트, 기획자가 협업할 수 있는 도구로써 모두를 위한 창작 도구입니다.”

Unity는 아티스트와 디자이너, 기획자와 개발자 모두의 폭넓은 협업 도구였습니다. 김동철 이사는 Unity의 자유로운 확장성 덕분에 빌드잇 디자이너로 건축 업계의 패러다임을 바꿔갈 수 있었다고 말했습니다. 클라우드 기반 서비스로 기획된 빌드잇은 처음에는 웹 기반으로 개발되었고, 멀티 디바이스, 멀티 플랫폼 및 향후 VR, AR로의 확장도 생각하고 있기에 Unity가 가장 좋은 선택지였다고 답했습니다.

박재범 개발 팀장 또한 프로젝트를 진행하면서 Unity가 높은 안정성을 가진 실시간 3D 환경을 만들어서 제공해주는 점이 좋았다고 합니다. 기존의 소스 코드 라이브러리를 활용하여 3D 환경을 구축하려면 시간이 오래 걸렸지만, Unity 엔진은 이런 환경들을 전부 제공해주면서도 입출력 시스템, 지형 시스템, 물리 충돌 시스템 등을 다 같이 제공하여 외적인 요소에 할애하는 시간을 단축하고 정말로 필요한 콘텐츠 구현에 신경을 쓸 수 있어서 좋았다고 합니다. 박재범 개발 팀장이 특히 도움받은 에셋은 포스트 프로세싱 패키지였습니다. 디지털 트윈 환경을 구축하고 나서 퀄리티를 더 높이자는 내부 의견과 업계 피드백이 많았습니다. 그래서 간단하고 빠르게 퀄리티를 높일 방법을 생각하다 발견한 것이 포스트 프로세싱이었습니다.



(포스트 프로세싱이 적용되지 않은 씬)
*출처: 유니티 홈페이지


(포스트 프로세싱이 적용된 씬)
*출처: 유니티 홈페이지

유니티 패키지 매니저에서 기본적으로 제공해주는 포스트 프로세싱 에셋의 퀄리티가 상당히 높았고 그 덕분에 손쉽게 컬러 그레이딩이나 앰비언트 오클루전(Ambient Occlusion) 효과를 적용해서 만족스러운 수준의 결과물 제작이 가능했습니다. 앞으로 ‘텐일레븐’은 더욱 완성도 높은 솔루션 구현을 위해 SRP와 DOTS(데이터 지향 기술 스택) 기술을 빌드잇 디자이너에 적용할 계획입니다. 디지털 트윈 환경에서 생성되는 건물이나 지형과 같이 표현해야 하는 렌더링 요소가 많아, 성능 면에서 제한되었던 부분을 최적화 시키고 DOTS 기술을 활용해서 대량으로 생성되는 오브젝트들을 컨트롤하는 것을 목표로 하고 있습니다.
 

MWU 어워즈 수상과 앞으로의 텐일레븐

여러 파트에서 유니티를 중점적으로 사용하면서 열심히 일한 결과, 지난 연말 깜짝 좋은 소식이 텐일레븐에 전해졌습니다. 바로 MWU 어워즈 인더스트리 부문 ‘대상’ 수상입니다. 김동철 이사는 전혀 수상을 예상하지 못해서 프로젝트를 제출한다는 사실도 일부 인원에게만 공유했는데 큰 상을 받게 되어서 굉장히 놀라고 기뻤다고 합니다. 박재범 개발 팀장은 예전에 유니티에서 진행한 컨퍼런스들의 세션을 보면서 언젠가 여기서 발표를 할 수 있을까? 하는 기대를 품었다고 합니다. 시간이 지난 후 빌드잇 서비스를 런칭하고 나서는 프로젝트를 세상에 공개할 용기가 생겼고, 예상보다 좋은 호평과 큰 상을 받아서 감사한 경험이 되었다고 합니다.


(MWU 수상 트로피 / 출처 : 텐일레븐 블로그) 수상 소감과 더불어 유니티 크리에이터들에게도 용기를 내어 출품하면 상상 이상의 성과를 얻을 수 있을 것이라며 MWU 참가를 독려했습니다. 현재 텐일레븐은 MWU 수상에 힘입어 더 큰 청사진을 그리고 있습니다. 빌드잇을 통해 스마트 시티 설계도구로 확장하는 프로젝트로 발전하는 것입니다. 그리고 최종 목표로 건축 설계부터 시공까지 모든 분야에 걸쳐 IT기술을 이용하여 비효율적인 부분을 해소하고 건설사와 건축 설계사들에게 도움이 되는 툴로 나아갈 계획이라고 합니다. 텐일레븐의 MWU 수상을 축하하며 유니티라는 주춧돌 위에 멋진 청사진이 그려지길 기대해 봅니다!