IFC에서 3D Tiles까지: 5단계 자동 변환 파이프라인

한 줄 요약

건설 BIM 데이터(IFC)를 웹에서 Cesium으로 시각화할 수 있는 3D Tiles로 자동 변환하는 파이프라인. IFC 요소 추출 → 공간 분할 → LOD 생성 → 좌표 정합 → 지오메트리 압축의 5단계를 거치며, 원본 IFC 39.4MB가 하이브리드 HLOD 적용 후 700KB(95%+ 감소)까지 줄어든다. 모델 구축 시간은 2030분 이상에서 015분 이내로 65%+ 단축됐다.

왜 이 파이프라인이 필요했는가

cesium-adoption 노드에서 다뤘듯, 3D Tiles 변환 경로는 두 가지다:

• 드론 이미지 → 3D Tiles: 상용 포토그래메트리 도구로 처리
• IFC → 3D Tiles: 자체 파이프라인 구축

IFC(Industry Foundation Classes)는 건축·토목 설계 데이터의 국제 표준 포맷이다. 이 안에는 건물의 벽, 기둥, 슬래브, 파이프 등 개별 요소의 기하학 정보와 속성 정보가 모두 들어있다. 이 데이터를 Cesium에서 효율적으로 렌더링하려면, 단순히 포맷만 변환하는 것이 아니라 웹 렌더링 성능을 위한 최적화를 변환 과정에 포함시켜야 한다.

5단계 파이프라인

1단계: IFC 요소 추출

IFC 파일에서 개별 건축 요소(벽, 기둥, 슬래브 등)의 기하학 데이터와 메타데이터를 추출한다.

2단계: 공간 분할 (Tiling)

추출된 요소들을 3D 공간에서 적절한 크기의 타일로 분할한다. 원리는 spatial-partitioning 노드에서 다룬다.

3단계: LOD 생성

각 타일에 대해 여러 단계의 정밀도를 생성한다. 정점 수를 원본의 2~15%로 단순화하면서 시각적 품질을 유지한다. 원리는 lod 노드에서 다룬다.

4단계: 좌표 정합

IFC의 로컬 좌표계를 Cesium의 ECEF 좌표계로 변환한다. 좌표계 변환(coordinate-transform), 지오이드고 보정(geoid-correction), 자오선 수차 보정(meridian-convergence)이 모두 적용된다. tileset.json에 Region Bounding Volume과 geometricError를 정확히 기록한다.

5단계: 지오메트리 압축

glb 타일에 Draco 압축을 적용한다. 원리는 draco-compression 노드에서 다룬다.

단계별 처리 시간

가장 시간이 오래 걸리는 단계는 Point Cloud 변환(.las → .xyz → .pnts)으로, 약 45초가 소요된다. 이는 1.22GB 크기의 LiDAR 데이터를 처리해야 하기 때문이다. Mesh 변환(.obj → .glb → .b3dm)은 수 초 이내로 빠르다.

이 파이프라인에서 사용하는 도구들(obj2gltf, 3d-tiles-tools, py3dtiles)은 모두 CesiumGS와 glTF 생태계의 오픈소스 프로젝트다.

하이브리드 HLOD: 가장 인상적인 결과

파이프라인의 하이라이트는 하이브리드 HLOD(Hierarchical Level of Detail) 변환이다:

95% 이상의 파일 크기 감소다. HLOD는 건물 전체를 하나의 저해상도 glb로 표현하는 최상위 LOD와, 층별·영역별 고해상도 타일을 조합하는 방식이다. 카메라가 멀면 700KB 하나만 로드하고, 가까워지면 필요한 영역의 상세 타일만 추가 로드한다.

최종 결과

Claude Code를 활용한 설계·구현

이 파이프라인은 Claude Code의 plan 모드에서 전체 아키텍처를 먼저 설계하고, 각 단계의 입력/출력을 명확히 정의한 뒤 서브 에이전트에게 병렬적으로 구현을 위임했다. 각 단계에 대해 실제 IFC 파일을 입력으로 넣어 자동 테스트하고 결과를 보고서로 작성하는 사이클을 반복했다.

이 경험에서 추출한 원칙

1. 포맷 변환은 "파일 형식 바꾸기"가 아니라 "웹 렌더링 최적화"다. IFC → glb 변환만으로는 충분하지 않다. 공간 분할, LOD, 압축까지 포함해야 웹에서 실용적으로 사용할 수 있다.

2. 입력/출력을 명확히 정의하면 복잡한 시스템도 분해할 수 있다. 각 단계의 인터페이스가 명확하면 독립 구현·테스트가 가능하다.

IFC 파일을 웹에서 시각화해야 한다면, 직접 로드를 시도하기 전에 3D Tiles 변환 파이프라인부터 설계하라. 변환 없이 대용량 IFC를 브라우저에 직접 올리는 것은 성립하지 않는다.