U&C 新製品紹介

3차원 리얼타임 VR소프트웨어

●비디오월

UC-win/Road의 VR공간에서 동영상을 3차원 오브젝트로써 재생할 수 있게 되었습니다. 이것에 의해 시가지 영상에 의한 광고 디스플레이 등의 표현이 가능하게 되었습니다. UC-win/Road Ver.5에서는 PC의 로컬에 저장된 동영상 파일을 선택함으로써 비디오월을 설정할 수 있습니다. 장래적으로는 외부의 비디오 스트림도 표시할 수 있도록 개발을 진행할 예정입니다.

■동영상의 표현 방법
동영상의 각 픽셀을 1개의 폴리곤으로써 표시합니다. 폴리곤은 기본적으로 정방형으로 정점의 색을 비디오 픽셀의 중앙과 맵핑해 폴리곤내에서는 OpenGL에 의해 색의 보간을 실시합니다. 동영상 파일의 픽셀 정보는 DirectShow의 인터페이스로부터 취득하지만, DirectShow를 사용함으로써 많은 파일 형식에 대응이 가능합니다. 또한 다른 스레드에서 동영상 파일을 재생하기 때문에 퍼포먼스로의 영향이 경감됩니다.
동영상의 픽셀은 폴리곤의 배열로써 구성되어 있기 때문에 간이한 알고리즘으로 해상도를 떨어트리는 것이 가능합니다. 화면상에서 작게 표시되는 비디오월의 해상도를 자동적으로 줄이는 처리를 탑재하고 있으므로 많은 비디오월을 설정할 수 있습니다. 비디오월의 곡률 반경의 설정도 가능하므로 곡면의 스크린도 표현 가능합니다(그림1).

▲그림1 비디오월의 표현(시부야 스크램블 교차점)

　
●FBX기능

UC-win/Road에서 대응하는 3D파일 형식을 확장하기 위해, UC-win/Road Ver.5부터 FBX, Collada, Alias OBJ 및 DXF의 각 파일 형식에 대응시켰습니다. Autodesk사로부터 무상으로 제공되고 있는 FBX의 SDK를 이용함으로써 가능해졌습니다. FBX로부터는 아래의 정보를 읽어들일 수 있습니다.

노드의 구조
3D메쉬 데이터：패치・NURBS를 3각형 분할하여 3D메쉬로써 읽어들임

매테리얼：각 채널(표1：Ambient, Diffuse, Specular, Emissive), 텍스처 이미지와 맵핑 정보(Ambient, Diffuse, Emissive), 투명도

채널명	상세
Ambient	환경광에 대한 반사. 하늘이나 근접한 표면으로부터의 간접 조명을 평균화 한 간편한 표현을 위해 사용
Diffuse	확산 반사. 각 점광원에 대해서 광택이 없는 표면의 표현에 사용
Specular	경면 반사. 각 점광원에 대해서 광택이 있는 표면의 표현에 사용
Emissive	경(거울)광원이 아니지만 스스로 빛나는 표면에 사용

▲표1 매테리얼의 채널 상세

면을 표시할 때에는 Ambient, Diffuse, Specular의 3채널을 합쳐서 각 채널의 비율을 조정함으로써 다양한 표현이 가능합니다 (그림2). UC-win/Road에서는 야간 시뮬레이션으로 Emissive채널을 사용합니다.

Ambient + Diffuse + Specular

Ambient + Diffuse

Ambient

▲그림2 채널의 조정에 의한 표현의 차이

또한 설정 화면에서는 매테리얼에 있어서 아래와 같은 속성을 변경할 수 있습니다(그림3).
- 텍스처 이미지, 축척, 오프셋, 회전
- 매테리얼의 색, 투명도

▲그림3 매테리얼 속성의 설정

　
　
●멀티 스레드와 고속화

표시와 계산의 속도를 올리기 위한 개정을 실시했습니다. 멀티 코어 CPU, 혹은 멀티 CPU의 하드웨어를 유효하게 사용하기 위해 복수 기능에서의 병렬처리를 탑재했습니다.
종래에는 표현 처리의 일부로써 기상, 천(깃발), 3D수목이나 환경의 움직임을 계산했었습니다. 이러한 계산 처리는 일련의 연산으로 표현전에 실시했었지만, 표현 처리와 독립시켜 동시에 실시하도록 했습니다. 또한 교통흐름의 계산에 있어서도 표현 처리에서 독립성을 개선했습니다.
기타 표현 함수의 최적화를 실시해 주로 도로, 호수, 자차의 미러, 지형 및 수목의 표현 속도를 향상시켰습니다. 작성한 데이터에 따라 다르지만, 퍼포먼스 개선의 상세는 아래와 같습니다(표2)

개선 항목		속도에 있어서의 개선 정도
병렬처리		약20%
표현		-
	도로	1～5%
	호수・미러	60～75%
	지형	15～20%
	수목	15～20%
종합		30%～110%

▲표2 퍼포먼스 개선의 상세

●샘플 모델 3종류를 제공

UC-win/Road에서는 프로그램을 인스톨하면 사용할 수 있는 이하의 3종류의 샘플 데이터를 마련하고 있습니다. 여기에서는 각 데이터를 소개합니다.
　１．드라이빙 시뮬레이션용 VR모델(하이웨이 드라이브)
　２．로우앤드 머신용 스몰 타운 모델(니혼다이라 파크웨이)
　３．하이앤드 머신용 도시 계획 VR모델(교토시가지)

1. 하이웨이 드라이브(드라이빙 시뮬레이션용 VR모델)
게임 컨트롤러나 실차형 드라이브 시뮬레이터로 드라이빙 시뮬레이션을 체험할 수 있습니다. 드라이빙 시뮬레이션을 위해 고퍼포먼스 표시가 가능하며 고FPS(프레임레이트)를 확보하고 있습니다. 시부야쿠 하타가야에서 록뽄기에 이르는 수도고속도로를 재현, 도로의 총연장거리는 약 29km입니다. 터널내 주행과 요금소 통과의 2개의 시나리오가 설정되어 있어 시나리오 플러그인을 이용함으로써 도로를 주행하면서 다양한 이벤트를 체험할 수 있습니다.

시나리오(1) Tunnel：
시나리오 스타트후, 터널내로의 진입과 동시에 헤드라이트가 점등합니다. 합류차에 주의하면서 터널내를 주행합니다. 터널을 빠져나오면 헤드라이트가 소등합니다.
시나리오(2) Tollgate：
일반도로로부터 램프를 타고 ETC게이트를 통과해 고속도로로 진입합니다. ETC게이트에서는 제한 속도를 주의하면서 주행합니다. 또한 이 시나리오에서는 기상의 변화나 정체가 재현되고 있습니다.


▲하이웨이 드라이브(1)Tunnel시나리오		▲하이웨이 드라이브(2)Tollgate시나리오

2. 니혼다이라 파크웨이(로우앤드 머신용 스몰타운 모델)
비교적 로우앤드 PC에서도 움직이도록 작성된 라이트한 데이터입니다. 데이터를 읽어오는 시간도 짧고 작업도 간단하여 노트PC에서의 이용에 적합합니다. 시즈오카현에 있는 니혼다이라 파크웨이를 실현한 데이터로 전체 길이 약 8km의 코스가 설정되어 있습니다. 교통흐름의 표현은 물론, MD3캐릭터에 의한 보행자나 그네를 타는 어린이 등을 표현, 조명 기능에 의한 가로등, 컨텍스트 기능에 의한 비나 눈의 기상, 라운딩 기능에 의한 갓길 법면의 상세한 표현, 불과 연기의 기능에 의한 들판 마른풀 태우기 등의 표현이 컴팩트하게 정리되어 있습니다. 스크립트를 실행하여 이러한 기능을 순서대로 확인하는 것이 가능합니다.
또한 시나리오도 설정되어 있어 파크웨이에서의 주행을 합니다. 주행중인 컨텍스트 전환에 의한 눈이나 비와 흐린 날씨를 조합한 기상 변화 표현이나 조명 기능과 헤드라이트 기능을 이용한 리얼한 야간 주행도 체험할 수 있습니다.
데이터 사이즈도 억제되어 있기 때문에 기동도 비교적 빠르고 아주 스펙이 높이 않은 PC에서도 UC-win/Road의 기본적인 기능을 대략 확인하시는 것이 가능합니다.


▲니혼다이라 파크웨이 [공원]		▲니혼다이라 파크웨이 [컨텍스트／눈]

3. 교토시가지, 시부야 교차점(하이앤드 머신용 도시 계획 VR모델)
[디지털 시티]를 시야에 넣어 교토시가지를 광범위하게 이용 작성한 데이터입니다. 대규모의 도시 환경을 재현하고 비교적 하이앤드 머신에서의 동작을 상정하고 있습니다. [디지털 시티]란, 다양한 대장이나 데이터베이스, GIS로 관리되고 있었던 도시 정보를 3차원 도시 모델로 이행하고 이것을 기반으로 한 관리와 시뮬레이션을 실시하는 [도시 시뮬레이터]의 구축을 목표로 하는 것입니다.
이 데이터에서는 남북 약 5km 동서 약 3km의 범위에 도로 구조로써 가하라마찌도오리, 카라스마도오리, 오이케도오리, 시죠도오리 등의 도로와 교차점, 카모가와, 도로옆의 거리 등이 표현되어 있습니다. 랜드마크로써 교토역, 키요미즈테라, 히가시혼간지 등도 배치되어 교토역 앞의 교토 타워나 보도의 가로수도 상세하게 표현되어 있습니다. 이 도시 구조를 이용해 교토역에서부터 교토대학까지의 도로 교통과 각 랜드마크나 거리를 소개하는 스크립트와 페이크라이트나 조명 기능에 의한 야간의 거리, 불과 연기의 기능에 의한 다이몬지야끼(산에 큰 대자를 불에 태우는 행사) 등을 소개하는 스크립트를 표현하고 있습니다. 시나리오에서는 시죠도오리를 따른 입체 주차장부터 스타트하여 주차장 램프의 하행선으로 나와 키요미즈테라 참배길 입구까지의 주행을 체험할 수 있습니다.

▲교토시가지

이와 같이 UC-win/Road에서 교통 시뮬레이션, 주간이나 야간의 경관 시뮬레이션, 관광맵 등, 디지털 시티로써의 다양한 이용이 가능합니다. 이러한 기능은 방재 계획, 광역 피난이나 방범 계획에도 응용 가능합니다.
최신 버전 Ver.5에서는 한층 더 [비디오월]의 기능을 활용한 샘플 데이터를 보실 수 있습니다. 이것은 모델에 영상을 붙여 VR공간안에서 재생할 수 있는 기능으로 곡면으로의 표시에도 대응하고 있습니다. 데이터 안에는 시부야 교차점의 일부를 모델화하여 배치하고 고층빌딩의 대형 디스플레이로의 비디오 표시를 표현하고 있습니다.

▲비디오월 기능(시부야 교차점)

■UC-win/Road Ver.5.0 릴리스일：2010년 8월

(Up&Coming '10 가을호 게재)

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