유니티와 언리얼 엔진 4의 구조와 구현 방식 비교 연구

이한성,류승택,서상현 (사)한국컴퓨터그래픽스학회 2019 컴퓨터그래픽스학회논문지 Vol.25 No.4

In the game industry, traditional game development way was to develop a game engine in advance before developing game content. This has the disadvantage is the high cost of developing the game engine. Further, there is a problem that the game content are not developed unless the game engine is prepared in advance. In order to solve these problems, the game industry has recently selected a method of purchasing a license for a commercial engine, which is a method for improving the game content development productivity, rather than concentrating on game engine development. In this paper, we describe a game object and the structure in Unity and Unreal Engine 4. We compared the editor interface and the supported development languages in the two game engines. We also implemented a First-Person Shooter game to compare how the player's configuration and event handling differ from the two game engines. 게임 산업에서 전통적인 게임 개발은 자체 엔진을 사전에 개발하여 게임 콘텐츠를 완성하는 방식이었다. 이로 인해 게임을 개발할 때마다 자체 게임엔진을 개발하는 비용부담이 크다는 단점을 가지고 있다. 또한, 게임 콘텐츠와 게임엔진이 독립적인 형태로 개발이 되어야 하지만 게임엔진이 사전에 마련되지 않으면 게임 콘텐츠가 개발되지 않는 문제점을 갖는다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 최근 게임 산업에서는 게임엔진 구현에 집중하기보다는 게임 콘텐츠 생산성을 높이는 방법인 상용 엔진의 라이선스를 구매하여 개발하는 방식을 선택하고 있다. 본 논문에서는 컴포넌트 기반 시스템(Component-Based System)이고 시장 점유율이 가장 높은 게임엔진인 유니티와 언리얼 엔진을 대상으로 두 엔진의 구조, 에디터 인터페이스, 그리고 지원하는 개발 언어를 비교하여 각 게임엔진이 가진 특징들을 분석한다. 특히, FPS(First-Person Shooter) 게임의 구현을 통해 두 엔진에서의 플레이어 구성과 이벤트 처리 방식의 차이를 비교 설명하였다.

언리얼 엔진 5를 활용한 융복합센서의 3D 공간정보기반메타버스 구축 연구

오성종,김달주,이용창 한국국토정보공사 2022 지적과 국토정보 Vol.52 No.2

최근, 코로나 바이러스 감염증으로 인해 발생한 팬데믹의 영향으로 비대면 서비스에 대한 수요와 발전이 급속도로 진행되고 있는 가운데 중심에 있는 메타버스(Metaverse)에 대한 이목이 집중되고 있다. 가상과 현실을 초월하는 세계를 의미하는 메타버스는 4차 산업혁명 시대에 접어들어 다양한 센싱기술과 3D 재현기술이 융합되어 사용자에게 쉽고 빠르게 다양한 정보를 제공하고 서비스가 가능하다. 특히, 이 가운데 고해상도의 영상촬영이 가능한 무인항공기(UAV) 및 정밀도 높은 LiDAR 센서와 같은 융복합센서의 소형화 및 경제성 증가로 인해 높은 재현도 및 정확도를 가진 3D 공간정보를 획득하여 현실의 쌍둥이를 만들어 시뮬레이션하는 디지털 트윈(Digital-Twin)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한, 컴퓨터 그래픽 분야의 게임엔진(Game engine)이 강력한 3D 그래픽 재현 및 역학적 연산을 바탕으로 한 시뮬레이션 등이 확장되어 메타버스 엔진으로 발전하고 있다. 본 연구는 무인항공시스템(UAS)과 LiDAR 센서를 융합하여 획득한 정확도 높은 3D 공간정보 데이터를 최근 발표된 메타버스 엔진인 언리얼 엔진을 활용하여 실세계 좌표기반 현실을 반영한 거울세계 형태의 메타버스를 구축하였다. 이후, 다양한 공공데이터를 기반으로 사용자를 위한 공간정보 컨텐츠 및 시뮬레이션을 구축하여 재현 정확도를 검증하고, 이를 통해 보다 실감나고 공간정보 활용성이 높은 메타버스 구축에 대하여 고찰하였다. 또한, 언리얼 엔진을 통해 사용자가 직관적이고 쉽게 접근할 수 있는 메타버스를 구축할 경우 재현도 높은 좌표기반의 3D 공간정보를 통해 다양한 컨텐츠 활용성과 효용성을 확인할 수 있었다.

가상현실에서 효과적인 3차원 영상 연출을 위한 연구

이준수(Lee, Jun-soo) 한국만화애니메이션학회 2017 만화애니메이션연구 Vol.- No.47

360도 가상현실은 오래전부터 상용되고 있던 기술이었으나 HMD(Head Mounted Display) 와 같은 기기의 발전과 가상현실의 영상을 제어하고 실행시키는 하드웨어의 발전으로 최근에 가상현실의 제작이 전 세계적으로 활발하게 진행되는데 360도 영상의 제작은 기존의 영상제작과는 다른 연출 방식을 요구하고 사용자를 위한 연구가 진행되고 있다. 가상현실 영상은 몰입성, 현재성과 상호작용을 요구하는 플랫폼을 지향하기 때문에 이에 맞는 영상문법이 필요하다. VR에서 사용자는 연출자가 만들어 놓은 세계를 자유롭게 감상할 수 있으며 본인의 관심대상에 집중할 수 있는 장점이 있다. 하지만 이것은 또한 연출자에게 내러티브의 진행과 전달하고자 하는 영상에 집중할 수 있게 하는 장치를 개발하고 설치할 필요성을 요구한다. 연출자에게는 영상을 전달하는 다양한 방법들 가운데 쇼트의 구성을 이용할 수 있는데 본 고에서는 이 쇼트의 구성을 통한 연출기법을 어떻게 효과적으로 360도 가상현실에서 적용시킬 수 있는지에 대해 연구하고자 한다. 현재의 가상현실 연출방식은 기존 영상제작 방식을 많이 따르고 있으며 쇼트구성도 마찬가지이다. 다만 360도 가상현실에서는 전통적인 3인칭 시점의 롱테이크 기법이나 블로킹 기법을 주된 연출구성으로 이용하지만 여전히 쇼트구성의 한계를 느끼고 있다. 또한 사용자가 HMD 트레킹을 이용하여 인터렉티브하게 360도 화면을 시청할 수 있는 반면에 쇼트의 구성과 쇼트의 연결은 기존 영상문법과 마찬가지로 연출자에게 절대적으로 의존하고 있다. 본 연구에서는 이러한 영상문법도 VR 영상의 상호작용의 특징인 사용자가 원하는 시점에 쇼트의 구성과 같은 영상문법을 자유롭게 변경할 수 있는지를 연구하고자 언리얼 엔진이라 는 게임 툴을 사용하여 3D 애니메이션을 제작하고 블루프린트(Blueprint)라는 언리얼엔진의 비주얼 스크립팅을 가지고 트리거(Trigger)라는 노드로 조건의 참과 거짓을 구분시키는 장치를 만들어 각각의 상태에 따른 카메라의 위치를 선택하게끔 하여 다양한 쇼트를 만드는 인터렉티브 영상구성을 시도함으로 다양한 연출기법이 개발되고 관련 연구가 진행되어 360도 VR 영상 발전에 도움이 되길 기대한다. 360-degree virtual reality has been a technology that has been available for a long time and has been actively promoted worldwide in recent years due to development of devices such as HMD (Head Mounted Display) and development of hardware for controlling and executing images of virtual reality. The production of the 360 degree VR requires a different mode of production than the traditional video production, and the matters to be considered for the user have begun to appear. Since the virtual reality image is aimed at a platform that requires enthusiasm, presence and interaction, it is necessary to have a suitable cinematography. In VR, users can freely enjoy the world created by the director and have the advantage of being able to concentrate on his interests during playing the image. However, the director had to develope and install the device what the observer could concentrate on the narrative progression and images to be delivered. Among the various methods of transmitting images, the director can use the composition of the short. In this paper, we will study how to effectively apply the technique of directing through the composition of this shot to 360 degrees virtual reality. Currently, there are no killer contents that are still dominant in the world, including inside and outside the country. In this situation, the potential of virtual reality is recognized and various images are produced. So the way of production follows the traditional image production method, and the shot composition is the same. However, in the 360 degree virtual reality, the use of the long take or blocking technique of the conventional third person view point is used as the main production configuration, and the limit of the short configuration is felt. In addition, while the viewer can interactively view the 360-degree screen using the HMD tracking, the configuration of the shot and the connection of the shot are absolutely dependent on the director like the existing cinematography. In this study, I tried to study whether the viewer can freely change the cinematography such as the composition of the shot at a user"s desired time using the feature of interaction of the VR image. To do this, 3D animation was created using a game tool called Unreal Engine to construct an interactive image. Using visual scripting of Unreal Engine called blueprint, we create a device that distinguishes the true and false condition of a condition with a trigger node, which makes a variety of shorts. Through this, various direction techniques are developed and related research is expected, and it is expected to help the development of 360 degree VR image.

유니티와 언리얼 엔진 4 에서의 가상현실 개발환경에 관한 비교연구

조윤식,김진모 (사)한국컴퓨터그래픽스학회 2022 컴퓨터그래픽스학회논문지 Vol.28 No.5

Game engines have the advantage of enabling efficient content production, such as reducing development time, with minimal visual quality guarantees and support for multi-platforms. Recently, game engines have provided various functions that can easily, quickly, and effectively produce immersive content using virtual reality (VR) HMD. Therefore, this study conducts a comparative study on the development environment in VR content production using Oculus Quest 2 HMD, focusing on Unity and Unreal game engines, which are widely used in the content production industry, including games. First, we compare the basic setup process of building a development environment using Oculus Quest 2 HMD and a dedicated controller based on a VR template project that includes the minimum functions and settings provided by each engine. Next, we present a simple experience environment that can interact in a virtual environment and compare the development environment to use a dedicated controller and the process of building a development environment that directly utilizes hands through the hand tracking function provided by Oculus Quest 2. Through this process, we will understand the basic process of building a VR development environment, and at the same time, we will check the characteristics and differences of the engine and use it as a research that can be applied to various immersive content production. 게임엔진은 실감형 콘텐츠를 제작하는 데 있어서 최소한의 시각적 품질 보증과 함께 멀티 플랫폼 등의 지원으로 개발시간 단축 등 효율적인 콘텐츠제작이 가능하다는 이점이 있다. 최근 게임엔진은 가상현실 HMD(Head Mounted Display)를 활용하는 실감형 콘텐츠를 쉽고 빠르며 효과적으로 제작할 수 있는 다양한 기능들을 제공하고 있다. 따라서, 본 연구는 게임을 비롯하여 콘텐츠제작 산업 분야에서 많이 활용되는 유니티와 언리얼 게임엔진을 중심으로 오큘러스 퀘스트 2 HMD를 활용한 가상현실 콘텐츠제작에서의 개발환경에 관한 비교연구를수행한다. 먼저 각 엔진이 제공하는 최소한의 기능과 설정이 포함된 가상현실 템플릿 프로젝트를 기반으로 오큘러스 퀘스트 2 HMD와 전용 컨트롤러를 활용하여 개발환경을 구축하는 기본 설정 과정을 비교한다. 다음으로 가상환경에서 상호작용할 수 있는 간단한 체험환경을 제시하고 전용 컨트롤러를 활용하기 위한 개발환경과오큘러스 퀘스트 2에서 제공하는 손 추적기능을 통해 실제 손을 직접 활용하는 개발환경 구축과정을 엔진별로비교한다. 이러한 과정을 통해 가상현실 개발환경을 구축하는 기본적인 처리 과정을 이해함과 동시에 엔진이가지는 특징과 차이를 확인하여 다양한 실감형 콘텐츠제작에 응용할 수 있는 연구로 활용하고자 한다.

IOCP 게임 서버 및 게임 변수 난독화 프로그램 성능 평가

차은상(Eun-Sang Cha),김영식(Youngsik Kim) 한국게임학회 2019 한국게임학회 논문지 Vol.19 No.6

본 논문은 상용 게임 엔진인 언리얼 엔진이 지원하는 네트워킹 기능과 사용자 제작 IOCP 게임 서버의 성능을 게임 내의 변수 전달 관점에서 비교 분석하였다. 이를 위하여 언리얼 엔진 4를 기반으로 3D 게임과 IOCP 게임 서버를 자체 제작하였다. 그리고 코드 변조 게임 해킹 프로그램의 메모리 수정을 방지하기 위해서 게임 변수 난독화 프로그램에 관하여 고찰한다. 이를 위하여 언리얼 엔진 솔루션 인 SCUE4 안티-치트 Solution을 활용하여 메모리 수정을 하는 것을 방지하는 방법을 연구하고 성능 트레이드 오프에 대한 분석을 수행한다. This paper analyzes performance difference between Unreal Engine"s built-in network solution and IOCP server. To do this, we developed IOCP server and 3D game with Unreal Engine 4. Also we considered the game variable obfuscation program to prevent the modification of the memory of the code-modulated game hacking program. This paper used SCUE4 Anti-Cheat Solution, which is Unreal Engine"s solution, to study preventing memory modification and to analyze performance trade-offs.

언리얼 엔진(Unreal Engine)을 이용한 자동화 물류 창고의 시뮬레이션 모델개발과 평가 방법 연구

민경순,임대은 한국경영교육학회 2023 경영교육연구 Vol.38 No.6

[연구목적]본 연구는 자동화 물류 창고에 대한 시뮬레이션 모델을 개방형 리얼타임 3D 제작 멀티 플랫폼으로 알려져 있는 언리얼 엔진과 인공지능을 기반으로 객체들의 동작과 의사 결정을 구현하는데 사용되는 Behavior Tree를 활용하여 개발하는 방법을 제안한다. 제안된 방법을 원주의 K 업체의 실제 자동화 물류 창고에 적용하여 사례연구를 진행하였다. [연구방법]K 업체의 자동화 물류 창고의 개선 방향 제안을 위해 최근 개발된 새로운 개념의 자동화 물류 창고 형태인 적층 가능한 양방향 무한 루프 모듈을 적용하여 기존 창고와의 성능 비교 시뮬레이션을 진행하였다. 성능 비교는 호출한 물류들이 작업자에게 도달하기까지의 시간으로 하였다. [연구결과]언리얼 엔진을 이용한 자동화 물류 창고의 구축 가능성과 새로운 개념의 적층 가능한 양방항 무한루프 모듈을 통한 물류 호출 시간의 개선 가능성을 시뮬레이션을 통해 확인 할 수 있었다. [연구의 시사점]본 연구의 결과는 불필요한 자원의 낭비를 줄여 물류 산업 분야에서 확장과 구축을 필요로 하는 관련 기업체에 경제적 도움을 줄 수 있을 뿐 아니라, 새로운 방식의 시뮬레이션 형태를 필요로하는 연구자들에게도 도움을 줄 수 있을 것이라 기대한다. [Purpose]This study proposes a process that can be used to make a simulation model of an automated logistics warehouse using Unreal Engine, a widely recognized open-source real-time 3D production multi-platform and AI-based Behavior Tree. The developed process is applied to modeing a real automated logistics warehouse of a company K, and a novel concept of transporting system is proposed to the warehouse as a case study. [Methodology] We implemented commonly used transportation devices in a automated logistics warehouse using a flowchart approach. We propose a novel concept of an automated logistics warehouse with a stackable bidirectional infinite loop module. [Findings] This study found that an automated logistics warehouse using the new concept of a stackable bidirectional infinite loop module can be efficient in terms of transportation time. [Implications]The novel concept of an automated logistics warehouses can improve the performance but the feasibility shoud be reviewed.

언리얼 엔진 나이아가라 파티클 시뮬레이션을 이용한 대규모 메타버스 플랫폼 구현

정광무,정일권,김진술 한국디지털콘텐츠학회 2024 한국디지털콘텐츠학회논문지 Vol.25 No.5

최근 코로나19의 유행으로 인해 디지털 기술이 빠르게 발전하고 있으며 메타버스와 같이 새롭게 떠오르고 있는 기술 분야의 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 대규모 공연장 같은 플랫폼을 위한 메타버스 환경 구축을 위한 선행 연구가 존재하지 않고, 특히 대규모 렌더링 연산을 클라이언트 단에서 최적화하는 연구가 부족하다. 본 논문에서는 언리얼 엔진 5(Unreal Engine 5)라는 게임 개발 및 건축, 시뮬레이션 개발 엔진을 이용하여 클라이언트단에서 수만 명 이상의 인파를 안정적으로 시뮬레이션할 수 있는 메타버스 환경을 구축하는 방법을 제안했다. 언리얼 엔진 5에서 제공하는 나이아가라 파티클 시뮬레이션을 통해 메타버스 플랫폼 상의 플레이어들을 구현했으며, LoD 및 버텍스 애니메이션 기법을 이용하여 그래픽 자원을 최적화하였다. 그 결과, 안정적으로 60FPS를 상회하며 수십만 명 이상을 수용할 수 있었다. Due to the COVID-19 pandemic, digital technology is rapidly advancing, and research in emerging fields such as the metaverse is actively underway. However, no prior research examines the development of metaverse environments such as massive performance venues; especially, there is lack of research on optimizing client-side massive rendering. This study proposes a method for building an metaverse environment that can sustain crowds made up of thousands on the client side using Unreal Engine 5, which is an engine for game development, architecture, and simulation. We simulated a crowd of players on the metaverse platform through Niagara particle simulation provided by Unreal Engine 5 and optimized the graphic resources using the level of detail and vertex animation techniques. As a result, we managed to accommodate over 100,000 people while exceeding a frame rate of 60 fps.

언리얼 엔진을 이용한 다개체 주행 로봇용 시뮬레이터 개발

정홍렬(Hong-ryul Jung),박영제(Yeongje Park),문형필(Hyungpil Moon) 대한기계학회 2019 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2019 No.11

Multi-robot system is an essential part of the research of intelligent logistics. But experiments of them in the real world require enough space and are very expensive. Therefore, simulation is necessary. Besides, it takes much time to build a virtual world for experiments of multiple robots, so it is required to have a tool for fast environment construction. This paper proposes a program structure, suitable for the simulation of a multi-agent system, and the design of the JSON file to define environments. General-purpose robotic simulators are challenging to construct large scale visually rich environments. Therefore, we implemented a simulator with the proposed structure using the Unreal Engine. The proposed simulator will aid in the study of multiple mobile robots by reducing the time to build an environment and providing photorealistic simulations.

디지털 트윈에 기반한 프리캐스트 콘크리트 공장 최적화 연구

문재상,박현욱,김진영 대한건축학회 2023 대한건축학회논문집 Vol.39 No.5

Rising labor and material costs have led to the use of precast concrete (PC) methods in the construction industry. Since the PCmanufacturing process requires maximum productivity while maintaining the required level of safety, the parameters of the PC factory need tobe investigated and optimized but are often overlooked. To maximize productivity and safety in PC manufacturing, the parameters of a PCfactory were studied using a digital twin developed with the Unreal Engine. The digital twin included a realistic 3D model of the factory,equipment, and workers based on benchmarked factory data. The twin was then used to analyze productivity and simulate worker movementsusing AI sight, SetLabel, and heatmap features to improve the factory layout. The results demonstrated that digital twins can greatly enhancethe analysis, simulation, and optimization of PC factory manufacturing processes. 인건비 및 자재비의 상승은 precast concrete (PC) 공법의 현장 적용에 대한 수요가 증가하고 있다. PC 공법에서 구조부재의 제작은 공장에서 이루어지며, PC 공장에서의 생산성 및 안전성을 확보하기 위해서는 공장 운영과 관련된 다양한 변수들에 대한 연구가 필요하다. 효율적으로 PC 공장의 변수에 대한 연구를 수행하기 위해, 본 연구에서는 PC 공장의 디지털 트윈을 개발하고 활용하고자 한다. 실제 PC 공장 데이터로부터 작업자와 설비를 포함한 공장의 3D 모델을 구축하였다. 구축한 3D 모델을 기반으로 언리얼 엔진 프로그램을 활용하여 PC 공장의 디지털 트윈을 구축하였다. 디지털 트윈에는 공장의 운영에 필요한 작업자 및 설비의 특성이 내포되어 있다. 개발한 디지털 트윈을 활용하여 다양한 작업자 및 설비 구성에 대한 생산성을 비교 분석하였다. 또한, 공장 내 설비 및 자재 배치에 대한 작업자의 안전성 평가를 위해 언리얼 엔진의 AI sight, SetLabel, heatmap 기능을 활용한 작업자 동선 추적 시뮬레이션을 수행하였다. 위 결과들로부터 개발한 디지털 트윈이 PC 공장의 생산성 및 안전성을 개선하는 데 활용될 수 있음을 확인하였다.

3D 캐릭터의 얼굴 블렌드쉐입(blendshape)의 제작연구 -언리얼 엔진의 페이셜 캡처를 중심으로

러우이쓰,최동혁 한국콘텐츠학회 2022 한국콘텐츠학회논문지 Vol.22 No.8

얼굴 표정은 영화나 애니메이션에서 캐릭터의 특징을 나타내기 위한 중요한 수단이며, 페이셜 캡쳐 기술은 3D 캐릭터의 페이셜 애니메이션 제작을 보다 빠르고 효과적으로 지원할 수 있다. 블렌드쉐입(blendshape) 기법은 고품질의 3D 얼굴 애니메이션을 생성하기 위해 가장 널리 사용되는 방법이지만, 전통적인 블렌드쉐입은 제작에 시간이 오래 걸리는 경우가 많다. 따라서 블렌드쉐입의 제작 기간을 줄이기 위해 전통적인 제작의 효과에 크게 뒤지지 않는 결과를 얻으려는 것이 이번 연구의 목적이다. 본문은 블렌드쉐입의 제작을 위해 크로스 모델(Cross-Model)로 블렌드쉐입을 전달 방법을 사용하고, 전통적인 블렌드쉐입의 제작 방법과 비교하여 새로운 방식의 타당성을 검증하였다. 이번 연구는 언리얼 엔진이 개발한 키트 보이(kite boy)를 실험 대상으로 삼고, 각각 두 가지 블렌드쉐입 제작 기법을 사용하여 페이셜 캡처 테스트를 실시하고, 블렌드쉐입과 연동된 얼굴 표정 제작 방법의 효과를 비교 분석하였다.