AWS에서 VR을 위한 3D 데이터 준비 및 원격 렌더링을 가속화한 Volkswagen Group

글로벌 자동차 제조사인 Volkswagen Group은 설계 검토 및 교육 시뮬레이션부터 공장의 원격 안내에 이르기까지, 제품 수명주기 전반에 걸쳐 시간을 절약하고 비용을 절감하며 사용 사례를 지원하는 성능을 개선하기 위해 가상 현실(VR) 및 증강 현실(AR) 애플리케이션을 구축하고 있습니다. AR/VR을 확장하기 위한 노력의 일환으로, Volkswagen에게는 조직 전반에서 3D 콘텐츠를 준비하고 제공할 수 있는 더 빠르고 단순하며 효율적인 방법이 필요했습니다. 이 회사는 3D 모델의 더 빠르고 간단한 최적화를 위해 3D 데이터 준비 파이프라인을 자동화하고, 테더로 인해 제약이 있는 헤드셋을 벗어나 값비싼 워크스테이션으로 전환하기 위해 3D 그래픽을 AR/VR 헤드셋에 원격으로 렌더링 및 스트리밍하는 기능을 테스트하는 클라우드 아키텍처를 개발했습니다.

이를 위해 Volkswagen은 Amazon Web Services(AWS)를 사용하여 특정 VR 렌더링 및 3D 데이터 최적화 워크로드를 클라우드로 마이그레이션하고 있습니다. 또한 VR 소프트웨어 회사 Innoactive와 함께 개발한 Innoactive Portal이라는 맞춤형 애플리케이션을 사용하여 VR 애플리케이션을 배포하고 관리합니다. Volkswagen은 컨테이너형 애플리케이션을 쉽게 배포, 관리 및 확장할 수 있도록 완벽하게 관리되는 컨테이너 오케스트레이션 서비스인 Amazon Elastic Container Service(Amazon ECS)를 비롯한 여러 AWS 서비스를 사용하여 3D 데이터 준비 파이프라인을 보다 효율적으로 개선하고 클라우드에서 렌더링 성능과 속도를 높이고 있습니다.

독일에 본사를 두고 전 세계에서 비즈니스를 운영 중인 Volkswagen은 거의 120개에 가까운 생산 공장에서 10개의 주요 자동차 브랜드를 생산하고 있습니다. 이 회사는 품질 보증, 직원 교육, 생산 라인 사전 계획 등 다양한 사용 사례에 VR 기술을 활용하기를 원했습니다. 60만 명이 직원이 VR 기술의 혜택을 받을 수 있는 만큼, Volkswagen은 워크스테이션, 테더, 외부 추적 장비 등 기존 VR 시스템에 공통적으로 적용되는 한계를 극복할 효율적이고 유연한 아키텍처가 필요했습니다. Volkswagen의 목표인 더 많은 대상 사용자에게 헤드셋을 제공한다는 목표에 더 가까운 솔루션은 무선 AR/VR 헤드셋이라고 할 수 있지만, 디바이스의 한정된 처리 능력은 추가적인 문제를 불러왔습니다. Volkswagen Digital Reality Hub의 비즈니스 파트너 관리자, Adrian Staude 씨는 "처리해야 할 3D 데이터의 양이 너무 많아 현재 시중에 나와 있는 무선 VR 헤드셋으로는 처리할 수 없습니다"라고 말합니다.

이 문제를 극복하기 위해 회사는 2021년부터 데이터 준비 파이프라인을 최적화하여 디바이스가 렌더링해야 하는 3D 데이터의 밀도를 줄이고, 실시간에 가까운 렌더링 워크로드를 클라우드로 오프로드하여 사용자에게 더 높은 처리 능력, 가용성 및 유연성을 제공하기 위해 아키텍처 재설계에 착수했습니다. 이전부터 AWS 서비스를 사용해왔던 Volkswagen은 AWS가 하드웨어 요구 사항을 지원할 수 있다는 사실을 잘 알고 있었습니다. 일례로 Amazon Elastic Compute Cloud(Amazon EC2)의 VR 워크로드 전용 GPU는 안전하고 크기 조정 가능한 컴퓨팅 용량을 제공하여 사실상 모든 워크로드를 지원할 수 있습니다. Staude 씨는 "AWS는 Amazon EC2 인스턴스에서 매우 다양한 GPU를 제공합니다. 따라서 언제든 발생하는 워크로드에 적합한 하드웨어를 선택할 수 있습니다"라고 말합니다.

또한 Volkswagen은 Innoactive와 함께 만든 VR 소프트웨어 관리 시스템인 Volkswagen Digital Realities Hub도 구현했습니다. Volkswagen은 이 VR 콘텐츠 관리 시스템을 사용하여 사용자에게 다양한 사용 사례를 지원하고, 스토리지에서 애플리케이션으로의 데이터 파이프라인을 보다 효과적으로 관리할 수 있는 가용 애플리케이션의 카탈로그를 제공할 수 있습니다.

이 회사에서 렌더링하고 VR 디바이스로 스트리밍해야 하는 3D 데이터의 양을 줄이는 것은 기술에 대한 접근성, 효율성 및 경제성을 높이는 데 있어 매우 중요합니다. Staude 씨는 "저희는 3D 데이터 준비 작업을 대부분 수동으로 수행했습니다. 이 작업에는 3D 자산 하나당 약 5시간이 소요되었습니다"라고 말합니다. 현재는 3D 데이터 최적화 애플리케이션의 속도를 높이기 위해 Amazon ECS를 사용하여 클라우드에서 이 프로세스를 가속화하고 있습니다. 3D 데이터 준비 작업을 클라우드에 아웃소싱하면 하루에 몇 시간씩 이 작업에 묶여 있던 컴퓨터를 확보할 수 있습니다. 또한 전체 파이프라인의 속도와 접근성을 높여 줍니다. Volkswagen의 가장 중요한 3D 데이터 준비 도구 중 하나는 복잡한 3D 데이터를 Unity에 사용할 수 있는 최적화된 3D 자산으로 자동 변환하는 Pixyz Scenario Processor입니다. 이 도구는 AWS에서 실행되는 소프트웨어를 찾고, 테스트하고, 구매하고, 배포할 수 있는 AWS Marketplace에서 제공됩니다. 이 도구는 Amazon ECS의 서버리스 컨테이너에서 실행되므로, Volkswagen이 AWS에서 보다 역동적이고 연결된 파이프라인의 일부로 사용할 수 있습니다. 또한 이 회사는 사용자가 서버를 관리하지 않고도 코드를 실행하여 스토리지에서 새로운 데이터에 대한 컴퓨팅 프로비저닝과 시스템 응답을 자동화할 수 있는 서버리스 컴퓨팅 서비스인 AWS Lambda를 사용합니다.

한편, 고가의 대규모 온프레미스 워크스테이션을 민첩한 클라우드 컴퓨팅으로 교체하면 VR 도입의 큰 장애물이 사라집니다. Volkswagen은 NVIDIA T4 GPU로 구동되는 Amazon EC2 G4 인스턴스를 사용하여 클라우드에서 렌더링을 수행하는 기능을 테스트하고 있습니다. Amazon EC2 G4 인스턴스는 기계 학습 및 그래픽 집약적 애플리케이션을 위한 비용 효율적인 GPU 인스턴스로, 클라우드에서 확장 가능한 GPU 성능을 제공합니다. 이 회사의 개념 증명 시스템은 AR/VR 스트리밍 프로토콜인 NVIDIA CloudXR을 사용하여 거의 실시간으로 VR 디바이스에 픽셀을 직접 스트리밍할 수 있습니다. Staude 씨는 "이 솔루션을 사용하면 더 이상 온프레미스에서 어떠한 처리 작업도 수행할 필요가 없습니다. AWS의 강력한 컴퓨팅 클러스터에서 애플리케이션을 스트리밍하기만 하면 됩니다"라고 말합니다.

AWS 서비스의 뛰어난 확장성 덕분에 Volkswagen은 필요할 때 언제든 간단히 스케일 다운할 수 있습니다. 이는 Volkswagen의 백엔드 스토리지 및 3D 자산 관리에도 적용됩니다. 이 회사는 업계 최고의 확장성, 데이터 가용성, 보안 및 성능을 제공하는 객체 스토리지 서비스인 Amazon Simple Storage Service(S3)를 사용하여 모든 로케이션의 디바이스에서 3D 데이터의 고가용성을 보장할 수 있습니다. Volkswagen은 강력한 Amazon EC2 인스턴스, 유연한 컨테이너 성능, 확장성이 뛰어난 클라우드 스토리지, 고성능 스트리밍, 그리고 Innoactive의 소프트웨어를 결합하여 직원들이 VR 기술을 더욱 쉽게 활용할 수 있도록 지원하고, 3D 렌더링과 관련한 시간과 비용을 줄이고 있습니다. Volkswagen Digital Realities Hub의 제품 담당자인 Jan-Paul Brückmann 씨는 "저희의 목표와 아키텍처 초안을 지원하는 네이티브 서비스가 매우 많기 때문에 AWS는 간편하고 효과적으로 사용할 수 있습니다. AWS에서는 서비스를 사용하고 애플리케이션을 구축하는 방법을 매우 직관적으로 알 수 있습니다"라고 말합니다.

Volkswagen은 클라우드에서 인프라의 효율성, 성능, 유연성을 높이는 동시에 VR 경험을 단순화하고 개선하기 위해 노력하고 있습니다. Brückmann 씨는 "향후 5년간 Volkswagen Digital Realities Hub에 더 많은 서비스를 제공하고 사용자 여정을 개선할 계획입니다"라고 말합니다.

Volkswagen은 AWS에서 직원들이 태생적으로 복잡한 AR/VR 기술에 쉽게 접근할 수 있는 미래를 준비하고 있습니다. 이를 통해 직원들은 언제 어디서나 어떤 디바이스에서든 높은 생산성과 협업을 보장하는 VR 환경을 사용할 수 있게 됩니다.