키샷 (KeyShot) | 건축 인테리어- 익스테리어 렌더링

이전 포스팅에서 키샷을 활용하여 인테리어 렌더링에 대해 소개했는데, 건축물 외부씬의 렌더링에 대한 문의가 있어 하나의 건축물 모델링으로 내-외부 장면 렌더링 작업에 대해서 소개합니다. 키샷의 렌더링은 하나의 HDRI 환경에서 내부 외부의 건축 렌더링을 효과적으로 수행할 수 있어 하나의 모델을 설정하면 여러 장면의 렌더링을 쉽게 작업할 수 있습니다.

​

모델 준비

건축 모델링은 여러 오브젝트들로 구성되기에 일반적으로 개체의 개수가 많고 용량도 큰 경우가 많습니다. 렌더링 작업에서 너무 많은 개체가 존재하게 되면 시간이 오래 걸리게되니, 모델링 작업에서 동일한 재질의 개체들은 하나의 개체로 생성하는 것이 효과적입니다.

또한 라이노와 같이 NURBS기반의 모델링으로 작업하는 경우 라이노에서 미리 적은 수량의 폴리곤 메쉬로 전환하면 용량을 줄일 수 있습니다. 라이노에서는 메쉬로 전환된 개체들 중 동일 재질의 개체들을 결합(Join)하여 하나의 개체로 쉽게 합칠 수 있습니다. 예제에서 사용된 3D 모델링은 sketchuptextureclub.com 의 모델로 스케치업 모델이라 이미 폴리곤메쉬의 데이터인데, 라이노에서 동일 재질별로 결합, 분류하였습니다.

라이노에서 동일 재질의 개체별로 결합( 화병 두개 결합 , 의자 파트들 결합)

환경 조명(HDRI)

인테리어 장면과 마찬가지로 외부 장면도 HDR이미지를 활용한 조명으로도 충분히 렌더링 작업이 가능합니다. 외부 장면의 경우 표현하고자 하는 빛의 조건에 맞는 HDR이미지를 선택하여 사용하면 되는데, HDRIHaven과 같은 사이트에서 무료로 공개된 HDR이미지를 활용할 수 있습니다. HDRIHaven 은 클리핑되지 않은 다이나믹 범위의 고품질 HDRI를 무료로 제공하고 있습니다. 사용결과가 만족스러운 분들은 기부 프로그램에 참여하시는 것도 앞으로 HDRIHaven에서 더 좋은 HDRI 이미지를 계속 공유하는데 도움이 될 것 같습니다.

HDRI Haven의 하늘배경 HDRI

인테리어 모드 사용

외부 장면이라도 건축물의 경우 조명 조건이 복잡한 경우가 대부분이라서 Product Mode보다는 Interior Model가 훨씬 효과적입니다. 예제 렌더링에서는 Interior 프리셋을 사용하고 그외 라이팅 관련 설정은 수정하지 않았습니다.

​

카메라별 이미지 스타일 사용

KeyShot 8에서는 포스트프로세스인 Image Style을 여러가지를 설정하여 사용할 수 있어 유사 장면 별로 서로 다른 이미지 스타일을 사용할 수 있어 내-외부 장면을 동시에 렌더링하는 경우 아주 효과적입니다. 예제에서는 저장된 각 카메라별로 이미지스타일을 따로 설정하여 렌더링하였는데, 이러한 여러 이미지스타일을 사용하는 것은 모델에 주어진 조명은 동일하지만 각 카메라 뷰마다 이미지의 출력을 제어할 수 있습니다.

주간 조명의 경우 실제 환경에서도 창에서 들어오는 외부 조명만으로는 내부가 어두운 경우가 많습니다. 물론 이런 경우에 내부에 별도의 조명을 설치하거나 창에 조명을 설치할 수도 있으나, 이미지스타일만 수정하여도 내-외부 장면을 하나의 모델- 하나의 조명 설정으로 렌더링할 수 있습니다.

키샷8의 여러 이미지 스타일 설정 및 사용

렌더링 예시

아래 이미지는 별도의 보정작업 없는 키샷의 렌더링 결과로 렌더링 시간은 인텔 i9-7940X CPU를 이용한 결과입니다. 렌더링 작업에 대한 전체적인 흐름을 설명하기 위한 예제로 재질은 별로 작업되지 않고 이미지 매핑에 기본적인 반사 정도만 적용된 상태입니다. 벽체의 경우 Occlusion을 이용하여 음영부분을 강조하였으며, 건물 근처 잔디는 라이노에서 스크립트를 이용하여 폴리곤메쉬로 생성한 모델입니다.​

외부 장면-1 / 1분51초 렌더링 시간 @ 1920*1080Size 60Samples

외부 장면- 2 / 2분07초 렌더링 시간 @ 1920*1080Size 60Samples

내부 장면-1 / 2분54초 렌더링 시간 @ 1920*1080Size 60Samples

​

키샷(KeyShot)을 활용한 인테리어 렌더링

키샷은 간편한 작업환경, 빠른 렌더링 속도로 제품디자인, 자동차, 주얼리 등의 오브젝트 렌더링 작업에  많이 활용되고 있습니다. 키샷6버젼 부터는 인테리어 렌더링 모드를 지원하기 시작해 현재 버젼인 8버젼에서는 간단하게 Tone mapping을 처리할 수 있는 포스트프로세싱 기능이 좋아져 건축이나 인테리어의 렌더링 작업에도 아주 효과적으로 활용할 수 있습니다.

3D 모델 가져오기

키샷은 건축 모델링에 주로 사용하는 스케치업, 레빗, 라이노, Max 등 여러 3D모델링 파일을 직접 읽을 수 있어 어떤 CAD로 작업하던 별 어려움 없이 데이터를 전달할 수 있습니다. CG작업에 많이 사용하는 FBX포맷을 이용하면 모델링에서 설정한 애니메이션도 렌더링하는데 문제가 없습니다.

KeyShot 지원 3D File Format 3ds Max (.3ds) [1] ALIAS 2018 and prior [2] AutoCAD (.dwg, .dxf) CATIA v5-6 (.3dxml, .cgr, .catpart) Cinema 4D R18 and prior (.c4d) Creo 5.0 and prior (.prt, .asm) Creo View (.pvz, .pvs, .edz, .ed, .c3di, .ol) Inventor 2019 and prior (.ipt, .iam) Maya 2017 and prior (.ma, .mb) [2] NX 12 and prior (.prt) Onshape [1] Pro/ENGINEER Wildfire 2-5 (.prt, .asm)

Revit 2018 and prior [1] Rhinoceros 6 and prior (.3dm) SketchUp 2018 and prior (.skp) Solid Edge ST10 and prior (.par, .asm, .psm) SolidWorks 2018 and prior (.prt, .sldprt, .asm, .sldasm) Acis (.sat) Alembic (.abc) [3] 3DS (.3ds) 3DXML (.3dxml) Collada (.dae)

FBX (.fbx) [3] IGES (.igs, .iges) JT (.jt) OBJ (.obj) Parasolid (.x_t) STEP (.stp, .step) STL (.stl) ZPR (.zpr) [1] Plugin only [2] Requires licensed installation of software [3] Includes animation

또한 키샷의 플러그인을 사용하면 3D모델링 소프트웨어와 키샷을 연결하는 라이브링킹 기술을 이용할 수 있습니다. 3DMax, Maya, 라이노, 스케치업, 레빗 등 아래 링크에서 플러그인을 다운받아 사용할 수 있습니다. 라이브링킹을 사용하면 모델러에서 바로 키샷으로 데이터를 넘길 수 있으며, 모델링이 수정되면 키샷 씬의 설정과 재질을 유지하면서 지오메트리를 업데이트할 수 있습니다.

라이브링크 가능한 키샷 플러그인

 인테리어 모드, 라이팅

 키샷에서 인테리어 장면 등 복잡한 씬의 렌더링은 인테리어 모드를 사용하는 것이 필수적인데, 프로젝트 윈도우의 라이팅 탭에서 설정할 수 있습니다.

기본 설정되어 있는 Interior 프리셋을 사용하면 렌더링 모드가 Interior모드로 설정되고 Global Illuminaton을 사용하도록 설정됩니다. 필요에 따라 Ray Bounce와Global Illumination Bounce를 설정하면되는데, 렌더링 모드는 꼭 Interior Model를 사용해야 합니다.

기본적으로 라이팅 설정은 환경 맵에 외부 장면의 HDRI를 이용하고 오프닝(창, 문 등)이 있는 곳에 Area Light를 이용하여 내부를 좀 더 밝힐 수 있도록만 설정하면 됩니다.

내부에 인공 조명이 있는 경우 Area Light, IES Light, Point Light, Spotlight 를 사용할 수 있습니다. 키샷에서 조명은 개체의 재질에서 선택하므로 모델링 에 광원에 해당하는 개체를 포함시키는 것이 필요합니다.

이미지 스타일

키샷8.0에는 실시간 렌더링 결과에 다양한 이미지 스타일을 적용시킬 수 있는 이미지 스타일 기능이 추가되었습니다. 기존에 밝기, 감마만 조절되던 것에서 Tone mapping(톤매핑), Curve, Color(Saturation, Vibrance), Layer 추가,  Bloom(조명 주변  블러),  Vignetting(비네팅), Chromatic Aberration(색수차) 등의 기능이 추가되어 포토샵의 후보정 없이 키샷 내에서 아주 손쉽게 렌더링 결과를 다양한 이미지로 연출할 수 있습니다. 여러개의 이미지 스타일을 추가하여 작업할 수 있으며, 이미지 스타일은 렌더링 작업에 영향을 주지 않고 이미지를 조절합니다. 

키샷의 이미지 스타일 사용

렌더링 샘플아래 

이미지는 플러스플라스틱의 키샷 인테리어 렌더링 교육의 예제 결과 이미지로 모델링이 재질별로 레이어 분류가 되어 있는 상태에서 키샷의 라이팅, 재질 설정이 10~20여분 소요된 결과물입니다.키샷은 전적으로 CPU를 사용하는 렌더러로 빠른 CPU를 사용하면 렌더링 시간을 많이 줄일 수 있습니다. 기본적으로 인텔의 i7, i9, Xeon, AMD의 스레드리퍼, 라이젠 등 고성능의 멀티코어 CPU를 사용하면 렌더링 시간을 빠르게 할 수 있습니다. 아래 이미지의 렌더링 시간은 인텔 i9-7940X CPU를 이용한 결과입니다.

30분30초 렌더링 시간 @ 120샘플, 1920*1080 크기

3분34초 렌더링 시간 @ 60샘플, 1920*1080 크기

인테리어장면의 렌더링은 건축, 인테리어 디자인 작업에서뿐만 아니라 제품디자인에서도 디자인한 제품의 실제 사용 환경을 연출하는데 아주 필수적인 시각화 방법입니다. 지금까지 키샷으로 제품만 렌더링하고 인테리어 장면은 사진합성 혹은 다른 렌더러를 사용하신 디자이너분들은 최근 키샷버젼에 새로 추가된 인테리어 모드를 활용하면 아주 쉽게 인테리어 장면을 연출할 수 있게 됩니다. 건축, 인테리어 디자인 작업에서도 키샷 특유의 빠르고 효과적인 작업 환경에 익숙해지면 어떤 렌더러 보다 효과적으로 렌더링 작업이 가능할 것입니다.

플러스플라스틱은 국내 유일의 공인 키샷 플래티넘 리셀러로 키샷 소프트웨어 공급뿐만 아니라 효과적인 사용을 위해 새로운 사용법을 연구하고 정확한 사용자 지원 ,교육을 위해 노력합니다

Rhinoscript | Linear transition

얼마전 모델하우스 프로젝트에서 두가지의 커브가 입력되면 그 두 커브사이의 중간 모양의 커브를 생성하는 스크립트를 만들었다. 프로젝트에서는 두 커브 모두 폐곡선인 경우라 간단한 스크립트로 가능하였다.
스크립트를 조금 수정하여 입력되는 커브가 폐곡선이던 열린곡선이던 Periodic이던 Non-periodic이던 상관없이 그리고 Knot의 갯수, Degree에 상관없이 사용할수 있도록 수정하였는데, 대부분 잘 작동하나 일부 오류가 발생하는 경우가 있어 조금 수정이 필요한 상태이다.

Architecture | Scale dummy

건축가가 아닌 입장에서 나에게 건축물은 아직 그 크기를 가늠하기가 쉽지가 않다. 그래서 초기에 스케일을 모델링으로 가늠해보는 것이 중요하게 느껴진다. Grasshopper를 이용하여 그려진 평면을 원하는 높이와 층으로 만들어서 사용해보니 크기를 빠르게 짐작할수 있게 도와준다. 물론 박스로 그 크기를 가늠해보는 것도 좋은 방법일 것이다.



새로 참여할 쇼핑몰 설계의 디자인을 위해 그 스케일을 확인해보고자 간단하게 렌더링해 보았다. 짧은시간(10~20분 정도)면 렌더링으로 그 크기를 가늠할 수 있어 디자인 초기에 많이 활용될 수 있을 것 같다.

RhinoScript | Critical draft angle

대지의 경사도에 따라 개발 제한이 있다는 사실을 이 프로젝트 시작과 더불어 알게 되었다. 개발 가능 영역의 확인을 위해 규제 제한 각도이상의 기울기를 갖는 영역을 RhinoTerrain 에서 만들어진 메쉬의 Normal Vector를 이용하여 구하였다. 물론 라이노의 DraftAnlge 커맨드로도 충분히 확인이 가능하였지만 임계각의 정확한 경계를 구분하기 위해 RhinoScript를 이용하였다. 그런데 폴리곤 메쉬의 밀도에 따라 그 영역이 정확히 가려지지 않는다는 생각이다. 물론 그 폴리곤 메쉬의 밀도가 높을 수록 정확하다고 할수 있다.

그래서 실제 등고선 라인을 나누어 그 점과 다음 레벨의 등고선의 각도를 이용할수 있도록 스크립트를 수정하였다. 법적인규제가 모두 등고라인을 기준으로 하기에 더 근접한 영역을 얻을 수 있었다. 아래 그림은 등고라인 1m 간격으로 나누어 이를 준으로 제한 각도 이상을 표시한 것이다.

Architecture | Gunsan CC golf-hotel

최근 참여한 건축 디자인 프로젝트의 디자인 중간 결과물이다. 국내 최대규모의 군산CC의 숙박시설로 그림은 배면/진입로에서 보이는 부분이다. 시공비의 제한으로 많은 디자인 시도에 제한이 많았던 프로젝트였다. 배면에서는 5가지의 precast 콘크리트 블럭을 이용하여 Gunsan CC 글씨를 표현하였다. 디자인과정에서는 그려진 Gunsan CC 글씨의 커브와의 거리 관계에 따라 5가지 블럭들이 배치할수 있도록 Grasshopper를 이용하였다.



ps.얼마전 노트북 분실로 인하여 데이터들도 함께 분실되어 블로그를 거의 업데이트할수 없었다.