Unreal Engine 5.5: AI가 수천 개의 디지털 캐릭터에 생명을 불어넣다

이렇게 상상해 보세요: 건축 시각화 프로젝트 속 도시 광장은 단순히 아름다운 건물만 있는 것이 아니라, 수백 명의 보행자들이 대화를 나누고, 상점 앞에 멈추고, 서로를 피해 지나가는 모습까지—all of this runs smoothly in real time, directly inside Unreal Engine.

이제 이것은 더 이상 공상이 아닙니다. Unreal Engine 5.5에서 Epic Games는 강력한 군중 AI 생태계를 구축했습니다. Mass AI Framework와 MetaHuman 캐릭터를 결합하여, 건축 스튜디오와 게임 개발자들이 GPU 자원을 과도하게 사용하지 않으면서도 사실적인 도시 환경을 구현할 수 있게 되었습니다.

기존 게임과 ArchViz에서 각 캐릭터는 Unreal 내에서 독립적인 Actor로 존재하며, 각각 고유한 skeleton, animation, AI, physics를 가지고 있습니다. 수십 명 정도라면 문제가 없습니다. 하지만 수백, 수천 명이 된다면? CPU와 GPU는 즉시 병목 현상을 겪게 됩니다.

이것이 바로 Epic Games가 군중 처리 아키텍처를 처음부터 다시 설계한 이유입니다.

Epic Games 공식 문서에 따르면, Mass는 Unreal Engine 내부의 ECS(Entity Component System) 프레임워크로, 대규모 군중 시뮬레이션을 위해 Epic의 AI 팀이 개발한 시스템입니다. 이 시스템은 2021년 The Matrix Awakens 데모를 통해 처음 공개되었으며, 이후 5.5 버전까지 지속적으로 개선되었습니다.

핵심 구성 요소는 다음과 같습니다:

• MassEntity (ECS Core): 기존 Actor 대신, 각 캐릭터는 매우 가벼운 Entity로 표현됩니다. 이는 단순한 정수 ID로, 여러 데이터 조각(Fragment)을 참조합니다. 이 구조는 캐시 친화적인 메모리 레이아웃 덕분에 수천 개의 엔티티를 병렬 처리할 수 있게 합니다.
• ZoneGraph: spline 기반의 “lane”을 사용하여 NPC가 보도, 교차로, 건축 공간을 따라 이동하도록 유도하는 경량 네비게이션 시스템입니다. 이는 실제 교통 시스템과 유사한 방식입니다.
• StateTree: Behavior Tree와 기존 State Machine의 장점을 결합한 계층형 상태 머신으로, NPC가 대기, 휴식, 충돌 회피, Smart Object와의 상호작용 등을 고성능으로 수행할 수 있게 합니다.
• Mass Avoidance: MassEntity에 직접 통합된 force 기반 회피 시스템으로, 각 캐릭터가 복잡한 경로 탐색 없이도 서로를 자연스럽게 피할 수 있습니다.
• Smart Objects: 장면 내의 객체(벤치, 가로등, 카페 등)를 NPC가 예약(reservation) 시스템을 통해 사용할 수 있도록 하여, 앉거나 상점을 바라보는 등의 자연스러운 행동을 구현합니다.

Epic Developer Community에 따르면, City Sample Crowds 시스템에서 UE5는 MetaHuman 군중에 대해 지능적인 LOD(Level of Detail) 전략을 적용합니다:

• 카메라 근처 캐릭터: 완전한 리깅, facial animation, cloth physics를 포함한 MetaHuman으로 렌더링됩니다.
• 중간거리 캐릭터: Vertex Animated Textures(VATs)로 변환되어 정적 메시지만 사용하고 애니메이션은 텍스처에 bake되어 GPU 부담을 크게 줄입니다.
• 멀리 있는 캐릭터: 순수 Mass Entity로 처리되어 위치와 상태 데이터만 유지하고, 디테일 렌더링은 하지 않습니다.

Unreal Engine 공식 블로그에 따르면, UE5는 건축 분야에 새로운 가능성을 열어주었으며, 기존에는 게임 전용으로 여겨졌던 기능들이 이제는 “도시 규모의 재설계와 디지털 트윈 구현에 새로운 가능성을 제공”합니다.

실제 ArchViz에서 Mass AI + MetaHuman은 다음과 같은 가치를 제공합니다:

• 실시간으로 살아있는 도시: 몇 시간씩 걸리는 정적인 렌더 대신, 자연스럽게 움직이는 군중을 통해 프로젝트를 실시간으로 보여줄 수 있으며, 고객과 투자자는 공간의 “생동감”을 즉시 느낄 수 있습니다.
• 건축 공간과의 상호작용: Smart Objects를 통해 NPC가 벤치에 앉거나, 쇼윈도를 바라보거나, 신호등을 기다리는 등 실제 인간의 행동을 반영할 수 있습니다.
• 공공 및 상업 공간: 쇼핑몰, 보행 광장, 복합 단지 등을 몇 분 만에 populate할 수 있어, 기존의 며칠 작업을 크게 단축합니다.
• BIM 데이터 통합: Datasmith를 통해 Revit/Rhino 데이터와 결합하여, 건물 구조부터 사용자 행동까지 포함한 완전한 디지털 트윈을 구현할 수 있습니다.

Mass AI는 CPU 부담을 크게 줄여주지만, 고품질 MetaHuman 캐릭터 수백 명을 실시간으로 렌더링하려면 여전히 강력한 하드웨어가 필요합니다. 특히 GPU가 중요합니다.

주요 고려 사항:

• 충분한 VRAM: 4K 텍스처와 Nanite geometry를 사용하는 MetaHuman은 복잡한 씬에서 최소 16GB 이상의 VRAM을 요구합니다.
• 멀티코어 CPU: Mass AI는 병렬 처리에 최적화되어 있어, 16코어 이상의 CPU에서 큰 성능 향상을 얻을 수 있습니다.
• NVMe SSD: World Partition 기반의 대규모 데이터 스트리밍에는 빠른 디스크 읽기 속도가 필수입니다.
• Lumen + Hardware Ray Tracing: 하드웨어 레이 트레이싱을 활성화하여 군중 전체에 정확한 조명과 반사를 구현할 수 있습니다.

Unreal Engine 5.5는 건축 시각화의 개념을 완전히 바꾸고 있습니다. 더 이상 차갑고 정적인 렌더 이미지가 아니라, 이제 ArchViz 프로젝트는 살아 숨 쉬는 세계가 될 수 있습니다. 수백 명의 MetaHuman이 움직이고 상호작용하며 도시 공간의 생명력을 그대로 전달합니다.

MassEntity, ZoneGraph, StateTree, Smart Objects로 구성된 Mass AI 시스템은 단순히 군중을 단순화하는 방식이 아니라, 데이터 구조와 처리 방식을 최적화함으로써 성능 문제를 매우 지능적으로 해결합니다.

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