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소방드론을 활용한 공간정보 VR - Ⅱ

서울119특수구조단 기영후 | 기사입력 2020/09/22 [15:50]

소방드론을 활용한 공간정보 VR - Ⅱ

서울119특수구조단 기영후 | 입력 : 2020/09/22 [15:50]

파노라마 VR 제작과정

누구나 평소 네이버나 다음, 구글 등 유명 포털 사이트에서 제공하는 VR 지도를 자주 사용하고 있을 거다. 이 파노라마 VR을 소방 관련 VR로 만들어 업무에 활용하고 국민에게 안전과 관련한 VR을 만들어 제공한다면 어떨까? 아마도 업무의 효율성은 배가 되고 국민에겐 한눈에 이해되는 안전 콘텐츠 제공으로 안전 생활 영위에 한층 도움을 줄 수 있을 거다.

 

우리만의 파노라마 VR을 만들어 사용하고 제공하기 위해선 다음과 같은 작업과정이 필요하다. 

 


1. VR 촬영

지상 VR을 제작할 땐 DSLR 카메라에 광각렌즈를 장착하고 전용 플레이트를 이용해 삼각대에 올려 촬영한다. 혹은 두 개 이상의 광각렌즈를 장착한 360 전용 카메라를 이용하면 손쉽게 촬영할 수 있다. 

 

항공 VR은 2축 이상 짐벌을 탑재한 드론을 이용하면 된다. 촬영 방법은 해당 대상물이나 지역에 대해 사진당 약 20~30% 정도 중첩되게 수평 360°와 수직 180°로 촬영하면 된다. 카메라 렌즈 화각에 따라 적게는 6장에서 많게는 34장 정도 촬영 장수가 나온다. 촬영할 때 노출과 화이트밸런스, ISO, 초점을 고정하고 촬영해야 스티칭 시 노출 불균형에 따른 이미지 훼손을 막을 수 있다. 

 

지상 VR 촬영 시 바닥촬영은 카메라 삼각대를 활용해 별도로 해야 한다. 항공 VR 촬영 시 일반 드론으로 하늘을 촬영할 수 없으므로 별도 촬영된 소스를 이용한다. 요즘은 VR 제작이 활성화돼 성능 좋은 360 카메라는 한 번만 촬영해도 스티칭까지 된 상태로 출력된다. 자동으로 VR 촬영에서부터 하늘 소스를 이용한 스티칭까지 해주는 드론도 등장했다.

 

▲ VR 촬영 가능 드론

▲ VR 촬영 가능 카메라


2. 이미지 보정
촬영된 원본 이미지(RAW)는 전용 프로그램으로 이미지의 채도와 명도, 대비 등을 조정해서 원하는 이미지로 보정한다. 이는 제작자가 이미지 대비를 강하게 해 건물이나 대상물을 뚜렷하게 보이게 한다거나 특별히 강조해야 하는 대상물의 색감만 조정해 원하는 이미지를 만드는 과정이다. 촬영과정에서 노출을 잘못 설정하면 스티칭(합성)이 원활하게 되지 않는다. 이를 해결하기 위해 노출을 조정하기도 한다. 적정 노출로 촬영됐을 때는 스티칭 후 합성 이미지의 색감을 조정해도 무방하다.

3. 스티칭 

스티칭은 촬영한 여러 사진을 하나의 사진으로 합성하는 단계다. 20~30% 중복 촬영된 이미지를 비교해 주요 컨트롤 포인트를 자동으로 선정해서 프로그램이 합성해준다. 적정한 촬영이 안됐다면 수동으로 컨트롤 포인트를 생성해 좀 더 세밀한 합성을 할 수 있다. 수직이나 수평도 조정해 줄 수 있고 마스킹 기능이 있어 내가 원하는 대상물만 남길 수 있거나 원치 않는 대상물을 지울 수도 있다.

 

또 HDR(HIGH DYNAMIC RANGE)과 EXPOSURE FUSION 기능으로 암부와 명부의 디테일을 살릴 수 있어 디테일한 이미지를 생성할 수 있다. 세계적으로 가장 많이 사용하는 프로그램은 PTGUI PRO다. 그래픽 프로그램인데도 가벼워 고 사양의 컴퓨터 성능을 요구하지 않는다. 또 여러 장의 사진을 자동으로 스티칭해 주고 노출이나 이미지 왜곡, 비네팅 등 전문적인 수정도 가능하다. 그 외 Microsoft 사 ICE(Image Composite Editor)와 Kolor 사 Autopano giga 등이 있다.

 

▲ 스티칭 전

▲ 스티칭 후





 

 

 

 

 

 

4. 후보정 

일반적인 드론 카메라로 VR 촬영을 하면 하늘 촬영이 어렵다. 따라서 다양한 하늘 소스로 하늘을 만들어 주거나 일반 카메라로 VR 촬영을 할 땐 바닥을 따로 찍어 바닥 면을 합성한다.

 

이렇게 만들어진 이미지의 명도와 색상, 채도, 선예도 등을 조절하고 필요한 또는 필요하지 않은 부분을 없애거나 추가한다. 자연스러운 합성을 위해선 다양한 환경에서의 하늘 소스가 필요하다.

 

이때 이미지 합성에 가장 많이 사용하는 Photoshop을 이용해 작업한다. 최근엔 파노라마 VR 활용이 확대돼 Photoshop에서도 파노라마 VR 왜곡에 영향을 주지 않고 이미지 편집이나 텍스트 삽입 등 다양한 편집을 할 수 있다. 이렇게 만들어진 이미지 파일은 이미지 압축에 따른 손실을 최소화하고자 TIFF 파일로 저장한다.

 

여기서 잠깐! 이미지 포맷에 따른 차이를 알아보자.

 

이미지 포맷 형식은 벡터와 비트맵 형식으로 나눌 수 있다. 우리는 주로 비트맵 형식을 사용한다. 비트맵(래스터)은 이미지를 픽셀로 표하는 방식이다. 주로 사진과 같은 복잡한 이미지를 생성하는 데 사용한다. 비트맵 형식의 대표적인 JPG 파일은 손실 압축방식으로 용량이 적다. 이미지 손상이 발생할 수 있어 이미지 작업 시에는 지양한다. TIFF 파일은 무손실 압축방식으로 용량이 크다. 이미지 손상이 거의 없어 이미지 작업 시 주로 사용하는 파일이므로 VR 이미지 보정이나 출력 시 TIFF로 저장하는 걸 추천한다.

 

▲ 후보정 프로그램

▲ 파노라마 이미지 완성




 

 

 

 

 

 

5. VR 콘텐츠 제작

VR 콘텐츠 제작은 파노라마 이미지를 VR처럼 볼 수 있게 하는 작업이다. 웹 포스팅하기 위한 전용 프로그램을 이용해 동영상이나 이미지 삽입, BGM 삽입, 지도 삽입 등 원하는 콘텐츠로 제작하면 각종 미디어 기기에서 VR을 볼 수 있다.

 

가장 많이 사용하는 프로그램은 KR PANO이며 다양한 웹 환경에서 사용자가 구현하고자 하는 기능을 표현할 수 있다. 단 XML 형식의 스크립트 언어를 사용해 습득하는 데 다소 시간이 소요되므로 익숙하지 않은 사용자는 어려움을 느낄 수 있다. 이런 문제 해소를 위한 다양한 프로그램이 존재하는데 Kolor 사 panotour pro와 Garden gnome 사 Pano2vr, easypano 사 VRTour Maker가 대표적이다. 

 

필자는 KR Pano와 Panotour pro, Pano2vr을 사용해 봤는데 KR Pano는 전문적인 크리에이터가 다양한 환경과 콘텐츠를 만들기에 적합해 소방에서 다루기에는 어려운 부분이 많다. Panotour pro와 Pano2vr은 사용자가 쉽게 VR 콘텐츠를 제작할 수 있도록 다양한 인터페이스와 기능을 갖추고 있어 소방에서 쓰기 적합한 프로그램이라고 생각한다. 

 

필자가 VR 콘텐츠 제작을 위해 구매한 건 Panotour pro다. Pano2vr 보다 기능이 다양하고 사용이 편리해 선택했다. 아쉬운 점은 최근 Kolor 사가 재정상 어려움으로 Panotour pro 서비스를 중단했다. 따라서 기존 구매자는 사용할 수 있지만 신규 구매는 어렵게 됐다. 최근에는 Pano2vr 기능과 인터페이스가 향상돼 어느 프로그램을 선택해도 무난히 사용자가 원하는 콘텐츠를 쉽게 만들 수 있게 됐다. 

 

▲ VR 콘텐츠 제작

▲ VR 화면 구성




 

 

 

 

 

 

6. 웹 서버 업로드

웹 서버 업로드는 인터넷 브라우저(Internet Explore, Chrome, Edge 등)를 통해 VR 콘텐츠를 실행할 수 있도록 제작된 VR 파일을 웹 서버상에 올리는 작업을 말한다. 웹 서버상에 올려 링크된 웹 주소를 통해 실행되는 VR은 PC나 스마트폰, 태블릿 등 다양한 웹 환경 어디서든 정보를 확인할 수 있다. 시간과 장소 제약을 받지 않기 때문에 활용성이 뛰어나다.

 

필자는 개인 웹 호스팅으로 만든 VR 파일을 업로드해 테스트하거나 개인적인 VR을 업로드해 사용하고 있다. 소방 관련 VR은 서울소방재난본부와 협의해 소방 웹 서버상에 파일을 업로드하고 홈페이지에서 누구나 VR를 실행할 수 있도록 서비스를 구현하고 있다.

 

지금까지 VR 콘텐츠를 제작하는 방법을 간략하게 소개했다. 조금은 생소하고 어렵게 보이는 VR이지만 작은 관심과 노력으로 우리와 국민에게 필요한 소방 관련 정보를 얼마든지 만들 수 있을 거란 기대를 해본다.

 

서울119특수구조단_ 기영후

 

<본 내용은 소방 조직의 소통과 발전을 위해 베테랑 소방관 등 분야 전문가들이 함께 2019년 5월 창간한 신개념 소방전문 월간 매거진 ‘119플러스’ 2020년 9월 호에서도 만나볼 수 있습니다.> 

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