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인공지능(AI)으로 콘텐츠를 생성하는 프로시저럴 기술(Procedural) (18)
[칼럼 핵심 요약]
빌딩 생성에도 프로시저 기술을 응용할 수 있다고 연구 멤버 Muller 씨가 SIGGRAPH 2006에 논문을 발표하고 있다. 건물의 형상에 대해서도, 연재 제82회에서도 소개한 L-SYSTEM을 독자 확장한 것을 이용해 생성하고 있다.🌐 원문 링크: 人工知性でコンテンツを生成するプロシージャル技術(18) (Mynavi News)
📅 원문 발행일: 2010-04-09 ｜ ✍️ 저자: 西川善司 (니시카와 젠지 / Zenji Nishikawa)
NOTE
💡 현대 그래픽스 관점에서의 발전사 (Modern Retrospective)
- Houdini & 노드 기반 PCG 파이프라인: 2000년대 후반 프로시저럴 알고리즘(L-System, 노이즈 기반 지형)은 현재 Houdini 엔진 및 언리얼 엔진 5의 PCG(Procedural Content Generation) 프레임워크로 체계화되었습니다.
- 신경망 생성형 AI(Neural Rendering / Generative AI): 규칙 기반 프로시저럴 알고리즘에 더해, 신경망(NeRF, 3D Gaussian Splatting, Diffusion 기반 3D 생성)을 결합하여 복잡한 환경과 3D 에셋을 실시간 생성/복원하는 시대가 열렸습니다.
📖 본문 해설
[원문 리드문] > 빌딩 생성에도 프로시저 기술을 응용할 수 있다고 연구 멤버 Muller 씨가 SIGGRAPH 2006에 논문을 발표하고 있다. 건물의 형상에 대해서도, 연재 제82회에서도 소개한 L-SYSTEM을 독자 확장한 것을 이용해 생성하고 있다.
절차로 도시 만들기 ~ 건축물과 도로의 절차 생성 (2)
빌딩의 생성에도 프로시저 기술을 응용할 수 있다고 연구 멤버 Muller 씨가 SIGGRAPH 2006에 "Procedural Modeling of Buildings"로 빌딩의 프로 시저 생성에 대한 논문을 발표하고있다.
건물의 형상에 대해서도, 연재 제82회에서도 소개한 L-SYSTEM을 독자 확장한 것을 이용해 생성하고 있다.
분할된 구획에 적합한 최대 형상을 구하고, 이 범위 내에서 더욱 내장된 건물 어휘에 근거하여 형상의 분할을 행하여, 건물로서의 복잡한 형상을 만들어 간다. 지붕의 형태 등도 이러한 분할과 지붕의 어휘 시스템에 따라 결정된다.
구획내에서 건물의 형상을 생성. 원통, 입방체 등을 조합하여 생성
기본 모양의 어휘
지붕 모양의 어휘
원통과 큐브를 결합하고 이것을 위로 성장시킨 고층 빌딩의 예
기타 고층 빌딩의 예
이어서, 건물의 외관부분… 다층 건축물의 경우는, 각 플로어의 높이, 방의 넓이 등의 정보를 바탕으로 건물의 외면을 분할하여 구해 간다. 이 구조 역시 확장판의 L-SYSTEM을 이용하고 있다.
플로어 할당도 프로 시저에서 수행
창틀과 지붕이 겹쳐 버리거나 창틀이 건물의 윤곽 빠듯하게 배치되어 버리거나 창 등의 줄이 상하 좌우의 다른 창이나 인접한 면의 창과 깨끗하게 배치되어 있지 않거나 하면 그것을 정리하는 최적화까지 이뤄진다. 이 건축물의 프로시저인 텍스처 생성에 대해서도 Muller씨는 「Image-based Procedural Modeling of Facades」로서 SIGGRAPH 2007에서 단체별 논문으로서 발표를 실시하고 있다.
우선 건물의 높이에서 플로어 플랜을 분할 생성, 다음에 방의 단위를 분할 생성
이번에는 방의 단위 내에서 분할을 진행시켜 창틀, 창 격자, 보들 등을 생성
이번에는 방의 단위 내에서 분할을 진행시켜 창틀, 창 격자, 보들 등을 생성
생성된 외부 텍스처
보조선의 개념을 도입하여 창틀 위치와 형상을 최적화
왼쪽이 최적화 전, 오른쪽이 최적화 후. 창틀의 위치나 외장 패널이나 지붕의 디테일의 유무에도 주목
또한이 시스템은 도시에 빠뜨릴 수없는 초목 등의 식물도 생성하지만, 여기에는 식물 디자인 소프트웨어의 "Xfrog"를 사용하고있다. 도시부뿐만 아니라 주택가의 생성도 가능하며, 그 경우에는 그러한 나무들과 또 구획을 둘러싼 울타리, 수영장 등도 생성된다.
식물을 동반한 키가 낮은 민가의 생성에도 대응. 풀과 연못이 생성되는 것도
실험 그룹이 생성한 비벌리 힐즈의 고급 주택가풍의 거리 풍경
마치 유명한 컴퓨터 게임인 '심시티'를 컴퓨터 스스로 혼자 놀이게 하는 연구이지만, 이 연구 그룹은 그 연구 성과를 'CITY ENGINE'이라는 프로시얼 거리 생성 미들웨어로 정리해 비즈니스에까지 전개한 것으로 주목을 받고 있다.
'CITY ENGINE'은 게임 개발이나 영상 제작자용 프로페셔널 소프트로서 US$6950에서 판매가 시작되고 동시에 30일 한정의 무료 평가판도 출시되었다. 흥미가 있는 사람은 CITY ENGINE의 공식 사이트를 방문해 보면 좋을 것이다.
덧붙여 최신판의 CITY ENGINE에서는, 빌딩의 형상은 현대풍뿐만 아니라, 룰의 만드는 방법에 따라서는 미래적인, 혹은 이성 문명적인 것도 만들어낼 수 있게 되어 있어 응용 범위는 넓을 것 같다.
그림
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상정되고 있는 용도는 영상 제작이나 게임 개발 등 이외에 도시 계획 시뮬레이션, 고대 문명 도시의 재현 등의 학술용 등을 들 수 있다.
실제로 CITY ENGINE의 개발 그룹은 버지니아 대학과 공동으로 로마 시대의 거리 풍경을 재현하는 프로젝트 "ROME REBORN"을 CITY ENGINE 기반으로 구현하고 SIGGRAPH 2008에서 발표하고있다. 과거의 수많은 고고학적인 발견을, 계통 세워 대국적으로 비주얼라이즈 하는 수단으로서 CITY ENGINE이 활약한 것이 된다. (계속)
도시 계획 시뮬레이션에도 사용할 수 있습니까?
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