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공개SW 활용 성공사례

2013
OpenGL, Boost
“공개SW 기반 솔루션 개발로 VFX 기술 접근 난이도 낮아져”

다양한 영화들이 관람객들에게 더 큰 극적 현실감을 주고자 컴퓨터 그래픽(CG)보다 좀더 사실적인 표현이 가능한 특수시각효과(Visual Effects, 이하 VFX) 기술을 도입하고 있다. 그러나 국내에서는 VFX에 대한 기술적 접근 난이도가 높아 해당 분야의 전문가 집단을 마련하는 것이 다소 제한적이었다. 이에 정부는 VFX 기술 개발을 위한 신규 사업을 추진했고, 그 과정에서 동국대학교는 공개SW 기반 표준 API인 오픈GL(OpenGL)과 C++ 라이브러리인 부스트(Boost)를 도입해 예제 기반 UI로 사용자 편의성을 극대화한 VFX 소프트웨어 개발 프로젝트를 성공적으로 수행할 수 있었다.

- 기     관 동국대학교
- 수행년도 2011~2013년
- 도입배경 기술 접근 난이도가 높은 점을 개선해 기존 CG 디자이너가 쉽게 접근할 수 있는 새로운 VFX 소프트웨어 개발 요구. 그 과정에서 개발 편의성과 멀티 플랫폼 지원 그리고 고성능 컴퓨팅 환경 대응조건이 충족돼야 함
- 솔 루 션 OpenGL, Boost
- 도입효과 : 이미 구현된 공개SW를 적용함으로써 신속한 프리뷰용 시뮬레이션 데이터 확보 가능. 병렬 컴퓨팅 환경 확보로 기존 시뮬레이션보다 향상된 처리능력 보유

동국대학교 로고

공상과학(SF) 영화의 전유물로 여겨졌던 VFX 기술이 이제는 장르를 구분하지 않고 거의 대부분의 영화에 사용되고 있다. ‘영국 비디오와 시각효과 산업에 관한 연구보고서’에 따르면 20년 전 영화 제작 시 들어간 VFX 관련 예산은 10% 수준이었지만 최근에는 20~50%까지 높아졌다고 한다. 국내 상황 역시 별반 다르지 않아, 지난해 VFX 관련 시장 규모는 300억 원까지 성장했으며 올해는 2배 이상 증가할 것이라고 한국콘텐츠진흥원은 전망했다.

 

이에 따라 VFX 기술도 빠르게 발전하고 있다. 1993년 공룡시대를 스크린에 재현한 <쥐라기공원>부터 제 85회 아카데미 영화상에서 시각효과상을 거머쥔 <라이프 오브 파이>까지 이들 영화 속에 등장한 VFX 기술을 적용한 장면들의 면면을 보면 그 발전 속도를 충분히 가늠할 수 있다. 이런 분위기에 편승해 정부는 2009년부터 문화기술 연구개발 분야 비용 중 1/3 수준인 586억 원을 투자하며 콘텐츠 속 VFX 기술 발전을 지원하고 있다.

 

특히 2011년에는 콘텐츠 지원사업 신규과제로 ‘레고 블록형 통합 VFX 시뮬레이션 기술 개발’을 추진했다. 정부는 이 과제를 통해 다양한 제작환경에 유연하게 결합돼 높은 효율성을 보장하는 엔진을 개발함으로써 상용 콘텐츠의 예제 라이브러리를 마련하는 한편, 구축된 엔진의 실효성까지 높이고자 했다. 또한 일반 CG 작업이 가능한 PC로 고품질 VFX 영상을 제작할 수 있는 차세대 고효율 컴퓨팅 기술(HPC) 기반 소프트웨어를 확보하고자 했다.

 

공개SW 도입으로 편의성 확보와 멀티 플랫폼 대응 가능

HPC 기반 VFX 소프트웨어 개발 프로젝트인 ‘Project SAC(Stand Alone Complex, 이하 SAC 프로젝트)’를 주도한 홍정모 동국대학교 컴퓨터공학과 교수는 국내에서 영화와 게임 산업이 미래성장동력으로 인정받은 지 오래됐지만, 최근 해당 산업분야의 핵심기술로 손꼽히는 VFX 기술을 제대로 운영할 만한 인력이 부족한 것이 사실이라고 설명했다. 이어 그렇게 된 원인 중 하나가 바로 VFX 기술이 가진 기술적 난이도 때문이라고 홍정모 교수는 덧붙였다.

 

실제로 국내의 경우 CG를 제작하는 오토데스크 마야와 오토데스크 3ds 맥스의 사용자는 많지만 VFX를 구현하는 리얼플로우(RealFlow)와 후디니(Houdini)를 사용할 인력은 극소수에 불과하다. 왜냐하면 응용수학과 물리학을 이해하는 수준에서 해당 소프트웨어를 활용해야만 제대로 된 VFX 영상을 만들 수 있기 때문. 이에 반해 VFX 기술을 선도하고 있는 미국에서는 공학박사 수준의 인력들이 특수효과를 만드는 일에 참여하는 경우가 흔하다고 한다.

 

SAC 프로젝트 초기 화면
▲ SAC 프로젝트 초기 화면

 

홍 교수는 “영화 <7광구>의 시뮬레이션 효과에 대한 연구개발을 지원하면서 고급 인력이 영화 제작현장에서 기술 구현과 연구를 병행하지 못하는 상황을 개선하고 기존 오토데스크 마야와 오토데스크 3ds 맥스의 사용자가 좀더 쉽게 VFX 디자이너가 되도록 하는 데 목적을 두고 SAC 프로젝트를 추진하기로 결정했다”고 설명하며, “특히 개발 편의성과 다양한 운영환경에 대응하는 멀티 플랫폼 지원 여부에 주안점을 둔 개발 방법을 모색했다”고 밝혔다.

 

SAC 예제1  SAC 예제2
▲ SAC 프로젝트는 기존 영화에서 사용된 다양한 시뮬레이션 예제를 제공한다.

 

SAC 프로젝트를 위해 동국대학교는 마이크로소프트 다이렉트X와 오픈GL을 후보 API로 선정해 검토했다. 그 과정에서 오픈GL은 다이렉트X보다 향상된 개발 편의성을 보장해 프리뷰용 시뮬레이션을 구현하기 위한 데이터를 좀더 빠르게 제공했다. 또한 다이렉트X의 경우 하드웨어 환경에 따라 도입에 제약이 있는 반면에 오픈GL은 표준 API인 만큼 윈도우, 리눅스, 맥 환경을 모두 지원한다는 점에서 멀티 플랫폼 지원에 대한 고민도 해결해줬다.

 

한편, VFX 영상 제작환경이 고성능화됨에 따라 SAC 프로젝트에는 병렬 컴퓨팅 환경에 대응할 수 있도록 공개SW 기반 C++ 라이브러리인 부스트 라이브러리가 도입됐다. 그 결과 멀티 스레딩과 GPU 가속을 통해 기존 상용 소프트웨어보다 향상된 시뮬레이션 구현 속도를 보장할 수 있었는데, 실제로 자체적으로 프레임과 입자 수가 동일한 시뮬레이션을 같은 수의 코어에서 구현한 것과 비교한 결과 최대 94%까지 시간을 단축할 수 있었다.

 

다양한 예제 판매할 수 있는 마켓 도입 검토

이렇게 탄생한 SAC 프로젝트는 프로젝트 공식 홈페이지(https://sites.google.com/site/dongguksimulation/home)에서 무료로 제공된다. 이를 통해 기존 CG 작업에 사용되던 PC 1대로 고품질의 영상을 제작할 수 있다. 또한 SAC 프로젝트는 다수의 영화에서 쓰인 물, 불, 강체(剛體), 변형, 폭발 등과 관련한 예제 템플릿 20여 개를 기본 제공해 별도 사용자 교육 없이도 디자이너뿐 아니라 학생과 개발자들까지 충분히 활용할 수 있다.

 

SAC 구현1  SAC 구현1  SAC 구현1
▲ SAC 프로젝트로 구현한 시뮬레이션 실제 모습

 

홍정모 교수는 대학에서 개발한 VFX 영상 제작기술이 국내 영화산업을 질적으로 향상시키는 계기를 마련하고 관련 분야를 연구하려는 학생들에게 좋은 교재가 돼 산학이 협력할 수 있는 구조를 조성했다는 데 의의가 있다고 자평했다. 이어 공개SW 기반 콘텐츠 관리 시스템(CMS)인 익스프레스 엔진(XE)이 도입한 XE마켓(XEmarket)처럼, 디자이너가 제작한 예제를 판매할 수 있는 장터도 운영할 방침이어서 그 활용도가 더욱 높아질 것으로 예상했다.



[인터뷰]


“프로젝트에 집중할 수 있었던 비결은 공개SW 도입”

홍정모 동국대학교 컴퓨터공학과 교수


홍정모 동국대학교 컴퓨터공학과 교수

부스트를 도입한 이유와 성과를 밝힌다면

도입하기 전에 pthread, OpenMP, Intel TBB와 비교했고, 그 과정에서 부스트가 기초 엔진 개발에 최적화됐다고 판단했다. 또한 C++의 비공식 확장으로 알려져 있어 신뢰도와 작업 편의성이 높았다. 도입 결과 멀티 스레딩을 낮은 수준에서 제어할 수 있어 엔진 전체를 병렬 처리하는 작업에 비교적 쉽게 접근할 수 있었다. 추가적으로 부스트의 다른 라이브러리들도 하나씩 사용했는데 이 역시 작업 편의성을 향상시키는 데 도움을 줬다.

 

공개SW 기반 표준 API는 SAC 프로젝트에서 어떤 역할을 했는가

공개 API는 개발 효율성을 크게 높여준다. 그리고 어떤 프로그래머라도 모든 부분에 대해 전문적일 수는 없는데 그러한 점을 보완해주는 역할도 한다. 개인적으로는 이번 프로젝트에서 그래픽 라이브러리나 멀티 스레딩 기능 구현에 대해 신경을 쓰지 않고 온전히 시뮬레이션 기술에 집중할 수 있었다는 데 의미를 두고 싶다. 또한, 표준 공개 API의 경우 프로그래머를 고용해 작업을 맡기거나 아웃소싱할 수 있는 장점도 있다.

 




- 마이크로소프트웨어 이병혁 기자 saemosi@imaso.co.kr
- 공개SW 역량프라자
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