“불타면 어떻게 무너지나” 실시간 구현… 인하대 연구성과 눈길

인하대 본관 전경 ⓒ 인하대 제공

인하대 학부생이 화재로 약해진 구조물이 외부 충격에 의해 붕괴되는 과정을 실시간으로 구현하는 시뮬레이션 기술을 개발해 주목받고 있다.

게임엔진과 물리 계산 기술을 결합해 실제 재난 상황에 가까운 파괴 현상을 구현했다는 평가다.

인하대는 김종현 디자인테크놀로지학과 교수의 지도를 받은 우성연 학생이 화재와 충격이 동시에 작용하는 구조물 붕괴 과정을 실시간으로 구현하는 기술 ‘FireImpact-Fracture’를 개발했다고 26일 밝혔다.

이번 기술은 언리얼 엔진 기반 시각화 시스템과 파이썬 계산 모듈을 연동해 화염 확산에 따른 재료 약화와 충격에 의한 균열·파편 생성을 동시에 구현한 것이 특징이다.

기존 실시간 파괴 시뮬레이션은 주로 충격 위치와 강도 중심으로 균열을 계산해 화재로 인해 재료 강도가 점차 약화되는 현상을 반영하는 데 한계가 있었다.

반면 이번 연구는 화염 노출 시간과 온도 변화, 연소 상태 등을 정점 단위로 분석해 화재에 취약해진 부분부터 실제처럼 붕괴가 진행되도록 설계했다.

특히 충격이 가해질 경우 단순한 대칭형 파편이 아닌, 화염이 지나간 경로를 따라 비대칭적이고 불규칙한 균열과 파편이 생성되도록 구현해 현실감을 높였다.

연구팀은 언리얼 엔진 기반 실시간 시각화 모듈과 파이썬 기반 파괴 계산 시스템을 TCP/IP 방식으로 연결해 상호작용 환경을 구축했다.

약 10만 개 정점 규모 모델에서도 평균 30~42FPS 성능을 유지하며 실시간 처리 가능성을 입증했다.

이번 기술은 게임과 가상현실(VR), 혼합현실(MR), 디지털 트윈, 재난 대응 훈련, 교육용 콘텐츠 등 다양한 분야에서 활용 가능성이 기대된다.

특히 화재 이후 건축물 붕괴 상황을 보다 직관적이고 사실적으로 구현할 수 있어 재난 시뮬레이션 분야 활용도가 높을 것으로 전망된다.

연구 성과는 국제 소프트웨어 학술지 SoftwareX에 게재됐다.

김종현 교수는 “학생 중심 연구를 통해 화재와 충격이 결합된 복합 붕괴 현상을 실시간으로 구현했다는 점에서 의미가 크다”며 “향후 재난 시각화와 인터랙티브 콘텐츠 분야로 연구를 지속 확대해 나갈 계획”이라고 말했다.