NVIDIA는 실시간 3D 협업을 위한 메타버스 솔루션인 NVIDIA Omniverse를 통해 다양한 산업 분야의 원격 협업과 시뮬레이션을 지원하고 있습니다.
공유된 가상의 3D 세계인 메타버스는 상호 간 대화와 협업이 가능한 몰입형 환경을 의미합니다. 상호 연결된 서로 다른 세계가 모여 실제 우주를 구성하듯 메타버스는 서로 다른 가상 세계의 집합으로 구성되죠.
실제로 대표적인 배틀로얄 게임인 포트나이트(Fortnite)와 사용자가 가상 세계를 구축할 수 있는 마인크래프트(Minecraft), 로블록스(Roblox) 등의 대규모 온라인 소셜 게임은 메타버스의 특징을 반영하는데요. 전 세계적인 코로나 팬데믹 속에서 협업을 지원하는 화상 회의 도구 또한 메타버스의 가능성을 보여주는 활용 사례입니다.
NVIDIA 시뮬레이션 기술 부사장인 레브 레바레디안(Rev Lebaredian)은 “메타버스는 디지털과 현실을 불문하고 특정 애플리케이션이나 장소에 얽매이지 않는 플랫폼입니다”라고 설명했습니다. 가상 현실(VR) 속 사람이나 사물의 정체성은 계속해서 유지될 뿐만 아니라, 증강 현실(AR)을 통해 또 다른 가상 세계와 현실 세계로 이동할 수도 있습니다.
레바레디안은 “우리는 메타버스를 통해 현실만큼 풍부한 경험을 제공하는 또 다른 세계를 만들기 위해 논의하고 있습니다”고 말했는데요. 공유된 가상 환경에 다양한 3D 세계를 연결하는 플랫폼인 NVIDIA Omniverse는 이미 메타버스를 활용한 아이디어를 구현하고 있습니다. NVIDIA Omniverse는 폭넓은 산업에서 사용되고 있으며, 디자인 협업 및 실제 건물과 공장의 시뮬레이션인 ‘디지털 트윈(digital twins)’ 제작 등의 프로젝트에 활용되고 있습니다.
NVIDIA Omniverse가 메타버스를 통해 세계를 구축하고 연결하는 방법
Omniverse가 메타버스를 통해 다양한 세계를 구축하는 방법은 크게 세 부분으로 구성됩니다.
첫 번째는 여러 사용자를 연결하고 3D 에셋의 상호 교환과 씬 디스크립션(scene description)을 지원하는 데이터베이스 엔진인 Omniverse Nucleus입니다. 이는 모델링, 레이아웃, 음영 처리, 애니메이션, 조명, 특수 효과, 렌더링 등 서로 다른 작업을 담당하는 디자이너들을 상호 연결하며, 협업을 통해 다양한 장면을 제작합니다.
Omniverse Nucleus는 2012년 픽사가 개발한 상호 교환 프레임워크인 유니버설 씬 디스크립션(USD)에 바탕을 두고 있습니다. 2016년에 오픈 소스 소프트웨어로 출시된 USD는 3D 데이터를 정의, 패키징, 조립, 편집하기 위한 풍부하고 공통적인 언어를 고성장 산업과 애플리케이션에 제공합니다.
메타버스와 USD의 관계는 웹과 HTML 언어의 관계와 같습니다. 즉, USD는 메타버스를 지원하는 데 활용되는 고급의 공통 언어입니다. Nucleus는 가상 세계에서의 변경 사항을 USD 스니펫(snippet)으로 전송, 수신하도록 여러 사용자의 연결을 지원합니다.
두 번째는 컴포지션, 렌더링과 애니메이션 엔진을 비롯한 가상 세계의 시뮬레이션입니다. 물리적 현상에 기반하도록 제작된 Omniverse는 NVIDIA RTX 그래픽 기술을 통해 빛이 실시간으로 가상 세계에 적용되는 방식을 시뮬레이션하여 완벽한 패스 트레이싱을 지원합니다.
Omniverse는 재료 정의 언어인 NVIDIA MDL(material definition language)을 통해 재료를 구현하는 NVIDIA PhysX로 물리적 현상을 시뮬레이션합니다.
또한 Omniverse는 로보틱스의 발전을 위한 핵심 기술인 NVIDIA AI와 완벽하게 통합됩니다. 클라우드 네이티브(Cloud-native) 플랫폼인 Omniverse는 여러 GPU에 걸쳐 확장되고, 어떤 RTX 플랫폼에서도 실행되며, 모든 기기로 원격 스트리밍이 가능합니다.
세 번째는 NVIDIA CloudXR입니다. CloudXR은 오픈VR(OpenVR) 애플리케이션의 확장 현실(XR) 콘텐츠를 안드로이드(Android)와 윈도우(Windows) 기반 디바이스로 스트리밍하기 위해 클라이언트, 서버 소프트웨어를 포함합니다. 이로써 사용자는 Omniverse에 자유롭게 연결됩니다.
메타버스를 가능케 하는 Omniverse
NVIDIA는 작년 12월에 Omniverse를 오픈 베타 버전으로 출시하고, 올해 4월 NVIDIA Omniverse Enterprise를 오픈 베타 버전으로 출시했습니다. 다양한 산업군의 전문가들이 빠르게 업무에 Omniverse를 활용하고 있죠.
애플 본사와 런던의 30 세인트 메리액스 빌딩을 설계한 전설적인 디자인, 건축회사인 포스터 + 파트너스(Foster + Partners)에서는 전세계 14개 국에 걸친 디자이너들이 Omniverse 공유 가상 공간에서 함께 건물을 만들고 있습니다.
시각효과의 선두주자인 ILM(Industrial Light & Magic)은 여러 스튜디오의 내부, 외부 툴 파이프라인을 통합하기 위해 Omniverse를 테스트하고 있습니다. Omniverse는 실시간으로 최종 장면을 렌더링하고 홀로덱과 같은 대규모 가상 세트를 만들 수 있도록 지원합니다.
다국적 네트워킹 및 통신회사 에릭슨(Ericson)은 Omniverse를 사용해 5G 전파를 실시간으로 시뮬레이션해 밀집된 도시환경에서 다중 경로 간섭을 최소화하고 있죠.
인프라 엔지니어링 소프트웨어 회사인 벤틀리 시스템즈(Bentley Systems)는 Omniverse를 사용해 플랫폼에서 애플리케이션 제품군을 만들고 있는데요. 벤틀리 시스템즈의 아이트윈(iTwin) 플랫폼은 4D 인프라 디지털 트윈을 통해 인프라 자산의 구성을 시뮬레이션한 후, 생애주기에 걸쳐 성능을 모니터링하고 최적화합니다.
인간과 로봇의 협업을 돕는 메타버스
가상세계는 로봇을 훈련시키는 데 이상적입니다. 물리 법칙을 준수한다는 것은 NVIDIA Omniverse의 기본 기능 중 하나인데요. Omniverse는 입자, 유체, 재료, 기계, 스프링, 케이블까지 시뮬레이션할 수 있습니다.
가상에서 자연세계를 모델링하는 것은 로보틱스의 기본적인 능력입니다. 이는 사용자들이 실제 환경이나 디지털 환경에서 학습할 수 있는 AI 두뇌로 구동되는 로봇을 훈련할 수 있는 가상세계를 만들 수 있죠. 로봇들이 Omniverse에서 훈련되면, 로봇공학자들은 NVIDIA Jetson을 통해 실제 로봇에 연결할 수 있습니다. 이러한 로봇들은 박스 무버(box mover), 픽 앤 플레이스 암(pick-and-place arm), 지게차, 자동차, 트럭, 건물 등 모든 크기와 모양으로 출시될 수 있습니다. 미래에는 공장이 로봇형태가 되어 내부에 더 많은 로봇을 조정하고, 직접 자동차를 제작하게 될 것입니다.
메타버스와 NVIDIA Omniverse가 디지털 트윈을 지원하는 방법
NVIDIA Omniverse는 사람과 로봇이 함께 일할 수 있도록 연결하고 협업할 수 있는 공유 세계를 지원합니다. BMW 그룹은 연간 2백만 대 이상의 자동차를 생산하는데요. BMW는 가장 첨단화된 공장에서 매분마다 자동차를 생산하며, 차량마다 제작법이 다릅니다. BMW 그룹은 NVIDIA Omniverse를 활용해 완벽한 디지털 트윈 공장을 설립했습니다. 이는 디지털 방식으로 설계됐으며, Omniverse를 통해 처음부터 끝까지 시뮬레이션할 수 있습니다.
Omniverse 지원 공장에서는 엔터프라이즈 리소스 계획 시스템을 연결해 공장의 처리량을 시뮬레이션해 볼 수 있습니다. 시뮬레이션 결과는 원격조작을 위해 로봇에 업링크 하는 공장 직원들의 대시보드가 될 수도 있죠. 가상 공장을 실행하는 AI와 소프트웨어는 실제 공장에서도 동일하게 실행됩니다. 즉, 가상, 실제 공장들은 순환되며 운영될 것입니다.
공상과학이 아닌 미래
Omniverse는 USD 유니버설 3D 인터체인지 기능이 있는 오픈 플랫폼으로, 대규모 사용자 네트워크를 연결합니다. NVIDIA는 주요 설계 툴에 12개의 Omniverse Connector를 보유하고 있으며, 40개를 추가할 예정입니다. 개발자는 자신의 커넥터를 작성할 수 있는 Omniverse Connector SDK 샘플코드를 여기서 다운로드할 수 있습니다.
여기에는 가장 중요한 디자인 툴 플랫폼이 등록돼 있습니다. NVIDIA는 세계 최대 미디어, 엔터테인먼트, 게임, 아키텍처, 엔지니어링, 건설, 제조, 통신, 인프라, 자동차 분야의 파트너를 모집했습니다. 이를 실현시키기 위해 필요한 하드웨어 또한 갖고 있습니다.
전세계 컴퓨터 제조업체는 최적의 성능, 신뢰성, 확장성을 갖춘 GPU 가속 워크로드를 실행할 수 있도록 검증된 NVIDIA 인증 워크스테이션, 노트북, 서버를 구축하고 있습니다. 올해 말부터 NVIDIA 파트너 네트워크에서 제공되는 구독방식으로 Omniverse Enterprise를 사용할 수 있습니다.
