A Study on Digital Sculpture Production Using 3D Gaussian Splatting Technique

본 연구는 최신 3D 표현 기술인 3D Gaussian Splatting(3DGS)을 디지털 조형물 제작에 적용하기 위한 실시간 3D 렌더링 플랫폼(Unity) 기반 종합 워크플로우를 제안한다. 연구의 목적은 3DGS 기술의 실시간 렌더링 특성과 빠른 처리 속도를 활용하여 디지털 조형 작업의 효율성을 향상하는 실용적 방법론을 개발하는 것이다. 전통적인 포토그래메트리, 구조광 스캐닝, LiDAR 등 기존 방법들과 신경망 기반 NeRF 기술의 한계를 분석하고, 3DGS가 실시간 렌더링과 높은 시각적 품질을 동시에 달성할 수 있는 최적의 솔루션임을 입증한다. 3DGS 데이터 획득에는 전통적 SfM, 모바일 기반, SfM-Free, AI 생성 등 다양한 방법이 존재하며, 본 연구에서는 특히 KIRI Engine을 활용한 모바일 기반 방법을 중점적으로 다루어 접근성을 크게 향상했다. KIRI Engine과 UnityGaussianSplatting을 활용한 구현 사례 연구에서는 소형 객체(더미 인형)와 대형 객체(의자)를 대상으로 개별 표시, 복합 표시, 하이브리드 환경 표시의 세 가지 편집 방식을 검증하며, 렌더링 환경 에디터에서의 상대적 성능 측정을 통해 워크플로우의 실용성을 입증한다. 실험 결과, 제안된 워크플로우는 촬영(8분)-3DGS 생성(20분)-렌더링 환경 통합(5분)-편집(10분)의 과정으로 총 43분 이내에 완료되어 전통적 방법(수 시간~수일) 대비 현저한 시간 단축을 달성했으며, 174-205 FPS의 실시간 렌더링 성능을 확인하였다. 그러나 3DGS는 편집 기능 제약, 조명 처리 문제, 역 렌더링 한계 등의 근본적 한계를 가지며, 현재 이를 해결하기 위한 GS³, GaussianEditor, LumiGauss 등의 최신 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 3DGS 기반 디지털 조형물 제작의 실용성과 한계를 균형 있게 제시하여 향후 연구 방향을 제시한다.