가상현실기술을 이용한 불국사와 석굴암의 디지털 복원 -가상현실 시스템 CAVE를 중심으로 Digital Restoration of Pulguksa Temple and Sokkuram based on Virtual Reality -Focused on the CAVE of Virtual Reality System원문보기
오늘날 컴퓨터 그래픽이라는 학문이 각 분야에서 각광을 받으면서 Computer 활용의 디지털 영상매체를 이용하는 분야는 디자인 영역에서뿐만 아니라 여러 분야에서 보편화되어 있다. 그 중에서도 가상현실이라는 기술을 활용한 분야들은 활발히 연구 진행중이며 빠르게 발전하고 있다. 또한 여러 선진국들은 이러한 가상현실 기술을 문화재의 복원에 이용하여 자국의 문화와 역사를 세계에 알리는데 큰 성과를 얻고 있다. 특히 다양한 가상현실 시스템들 중 인공적인 환경을 가장 잘 표현 할 수 있는 시스템인 CAVE 환경을 서구에서는 다양하게 활용하고 있으나 우리 나라에서는 아직 보급단계라 할 수 있다. 특히 본 연구에서 다루고자 하는 디지털 문화재 복원 분야는 CAVE 환경에서 한번도 다루어지지 않았다. 따라서 본 연구에서는 CAVE 기반의 디지털 문화재 복원에 대한 실증연구를 통해 그 방향을 제시하여 CAVE 환경에서 의 문화재 디지털 복원이 가지는 가치와 이에 따른 가상현실 기술 활용에 대한 문화재 디지털 복원의 의의와 발전 가능성을 모색하고자 한다. 이를 위해 CAVE에 대한 전반적인 고찰을 하고 CAVE를 이용한 국외 문화재 디지털 복원의 사례를 소개 한 후, 우리 나라 불국사와 석굴암의 디지탈 복원과정을 진행하고 한계점 및 미래방향을 언급한다.
오늘날 컴퓨터 그래픽이라는 학문이 각 분야에서 각광을 받으면서 Computer 활용의 디지털 영상매체를 이용하는 분야는 디자인 영역에서뿐만 아니라 여러 분야에서 보편화되어 있다. 그 중에서도 가상현실이라는 기술을 활용한 분야들은 활발히 연구 진행중이며 빠르게 발전하고 있다. 또한 여러 선진국들은 이러한 가상현실 기술을 문화재의 복원에 이용하여 자국의 문화와 역사를 세계에 알리는데 큰 성과를 얻고 있다. 특히 다양한 가상현실 시스템들 중 인공적인 환경을 가장 잘 표현 할 수 있는 시스템인 CAVE 환경을 서구에서는 다양하게 활용하고 있으나 우리 나라에서는 아직 보급단계라 할 수 있다. 특히 본 연구에서 다루고자 하는 디지털 문화재 복원 분야는 CAVE 환경에서 한번도 다루어지지 않았다. 따라서 본 연구에서는 CAVE 기반의 디지털 문화재 복원에 대한 실증연구를 통해 그 방향을 제시하여 CAVE 환경에서 의 문화재 디지털 복원이 가지는 가치와 이에 따른 가상현실 기술 활용에 대한 문화재 디지털 복원의 의의와 발전 가능성을 모색하고자 한다. 이를 위해 CAVE에 대한 전반적인 고찰을 하고 CAVE를 이용한 국외 문화재 디지털 복원의 사례를 소개 한 후, 우리 나라 불국사와 석굴암의 디지탈 복원과정을 진행하고 한계점 및 미래방향을 언급한다.
Today, computer graphics have moved into spotlight within many related fields. The use of computer graphics in many fields as well as in design is now universalized. More than ever, those fields which utilize virtual reality are being vigorously researched and are rapidly progressing. Many advanced ...
Today, computer graphics have moved into spotlight within many related fields. The use of computer graphics in many fields as well as in design is now universalized. More than ever, those fields which utilize virtual reality are being vigorously researched and are rapidly progressing. Many advanced countries are obtaining positive results, allowing the world to learn about their culture and history by using virtual reality techniques for the restoration of cultural property. Above all, the West has utilized the diversity of the CAVE system which could best express the artificial system among virtual reality systems. However, in Korea this technology remains in its early stages of development. Moreover, the field, digital restoration of cultural property, which will be discussed in this study, hasn't yet been explored. Accordingly, this study presents the way of digitally restoring cultural property based on the CAVE through the empirical research and suggests the significance and possibility of digitally restoring cultural properly in the CAVE system. For them, this study processes the digitally restoring of Pulguksa Temple and Sokkuram and refers to the limitation and the future study following the investigation of CAVE and the introduction of applicable examples in abroad.
Today, computer graphics have moved into spotlight within many related fields. The use of computer graphics in many fields as well as in design is now universalized. More than ever, those fields which utilize virtual reality are being vigorously researched and are rapidly progressing. Many advanced countries are obtaining positive results, allowing the world to learn about their culture and history by using virtual reality techniques for the restoration of cultural property. Above all, the West has utilized the diversity of the CAVE system which could best express the artificial system among virtual reality systems. However, in Korea this technology remains in its early stages of development. Moreover, the field, digital restoration of cultural property, which will be discussed in this study, hasn't yet been explored. Accordingly, this study presents the way of digitally restoring cultural property based on the CAVE through the empirical research and suggests the significance and possibility of digitally restoring cultural properly in the CAVE system. For them, this study processes the digitally restoring of Pulguksa Temple and Sokkuram and refers to the limitation and the future study following the investigation of CAVE and the introduction of applicable examples in abroad.
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문제 정의
CAVE를이용해 캐너필라사의 기술자들은 새로운 건축 장비를 설계하고 테스트하며, 일리노이의 기상학자들은 회오리 바람 등 각종 기상 이변을 모의 실험한다. 그리고 의학 연구자들은 에이즈 바이러스의 내부에 들어가 백신 연구에 아주 중요한 바이러스의 구조에 대해 연구한다. CAVE:는 새로운 통찰력을 얻을 수 있게 한다.
따라서 본 연구에서는 CAVE 기반의 디지털 문화재 복원에 대한 실증연구를 통해 그 방향을 제시하여 CAVE 환경에서의 문화재 디지털 복원이 가지는 가치와 이에 따른 가상현실기술 활용에 대한 문화재 디지털 복원의 의의와 발전 가능성을 모색하고자 한다. 이를 위해 CAVE에 대한 전반적인 고찰을 하고 CAVE를 이용한 국외 문화재 디지털 복원의 사례를 소개 한 후, 1995년 12월에 유네스코 세계유산위원회(The World Heritage Committee)의 정식 의결을 통해 "세계유산 (The World Heritage)"으로 등록된 우리나라 불국사와 석굴암의 디지털 복원과정을 진행하고 한계점 및 미래방향을 언급한다.
있다. 따라서 본 연구에서는 Maya 3.0, Softimage, 또는 3D Studio MAX 등과 같은 3차원 그래픽 소프트웨어에서의 모델링 작업을 통해 석굴암을 디지털 복원 한 후 CAVE 환경에서 리얼 타임으로 시현되어 사용자가 다양한 인터렉티브를 경험 할 수 있도록 하였다.
수 있게 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 제시한 디지털 문화재 복원 프로세스를 불국사와 석굴암에 처음으로 적용하여 가상현실 시스템 분야중에서 설득력있는 인공적인 환경을 가장 잘 표현할 수 있는 CAVE라는 환경에 시현하여 보았다.
본 연구에서는 한국의 대표적인 문화 유적지인 불국사와 석굴암을 가상현실로 디지털 복원하여 이를 CAVE에서 시현하였다. 그러나 가상현실환경에서 3차원 모델을 실시간으로 표현하기 위해서는 데이터 전송속도의 제약으로 인해 정교한 모델링 작업이 불가능하며, 불국사 복원과 석굴암 복원 또한 많은 단순화 작업에 의해 사실적인 표현을 이루어지지 못하였다는 한계점이 있었다.
제안 방법
모색하고자 한다. 이를 위해 CAVE에 대한 전반적인 고찰을 하고 CAVE를 이용한 국외 문화재 디지털 복원의 사례를 소개 한 후, 1995년 12월에 유네스코 세계유산위원회(The World Heritage Committee)의 정식 의결을 통해 "세계유산 (The World Heritage)"으로 등록된 우리나라 불국사와 석굴암의 디지털 복원과정을 진행하고 한계점 및 미래방향을 언급한다.
조종사는 전투기를 테스트하고, 날고, 수백 번이라도 추락시킬 수 있지만, 다치거나 비행기를 잃는 일이 없다. CAVE를이용해 캐너필라사의 기술자들은 새로운 건축 장비를 설계하고 테스트하며, 일리노이의 기상학자들은 회오리 바람 등 각종 기상 이변을 모의 실험한다. 그리고 의학 연구자들은 에이즈 바이러스의 내부에 들어가 백신 연구에 아주 중요한 바이러스의 구조에 대해 연구한다.
0, 그리고 Softigge을 사용하였다. 문화재 복원의 정확성을 기하기 위하여 고증된 자료를 스캐닝 받아 그것을 토대로 최대한 사실적으로 불국사를 모델링하였다.
문화재의 디지털 복원은 철저한 고증과 자료를 바탕으로 현장답사 및 실측을 통한 아날로그 복원이 이루어진 후, 영상적으로 이를 재해석해야만 제대로 된 디지털 복원이 가능하다는 원칙하에 불국사 복원에 접근하였다.
여러 고증된 역사자료를 통하여 불국사가 갖고 있는 특성을 바탕으로 작업을 하였다. 이번 불국사 작업에서는 단순히 고증을 얻은 자료로 문화재를 디지털로 복원하는 것으로만 그치지 않고, 그 시대의 설화나 인물을 형상화시켜 우리의 문화재를 외국인들에게 보다 쉽고 흥미롭게 경험 할 수 있도록 하기 위해 불국사에 담긴 설화의 주인공을 아바타로 형상화 시켜 불국사의 내부를 소개하도록 하고 불국사 내부에 있는 석가탑과 다보탑등의 문화재를 사실적으로 묘사하고 이와 함께 최대한 문화재에 대한 자세한 관찰을 할 수 있게 스토리 보드를 제작하였다.
이 세 가지 방식 중에서 불국사 디지털 복원작업에서는 폴리곤방식이었으며, 프로그램은 Maya 3.0과 3D studio MAX 3.0, 그리고 Softigge을 사용하였다. 문화재 복원의 정확성을 기하기 위하여 고증된 자료를 스캐닝 받아 그것을 토대로 최대한 사실적으로 불국사를 모델링하였다.
경험할 수 있다. 이 프로젝트는 미국과 그리스에서 동시 제작되어 두 개 언어 즉, 영어와 그리스어로 설명되어져 보다 생생한 문화재를 체험할 수 있도록 컨텐츠를 구성하였다.
완성된 3D 모델의 표면에 스캔 받은 이미지나 포토샵으로 제작한 이미지를 텍스처(Textures)로 사용하였다. 이번 디지털 문화재 복원 작업에서는 통일 신라시대의 원형의 문화재로 복원하기 위하여 (그림 15)에서 보듯이 한국의 이미지를 나타내는 문양을 따로 제작하여 mapping 하였다.
작업을 하였다. 이번 불국사 작업에서는 단순히 고증을 얻은 자료로 문화재를 디지털로 복원하는 것으로만 그치지 않고, 그 시대의 설화나 인물을 형상화시켜 우리의 문화재를 외국인들에게 보다 쉽고 흥미롭게 경험 할 수 있도록 하기 위해 불국사에 담긴 설화의 주인공을 아바타로 형상화 시켜 불국사의 내부를 소개하도록 하고 불국사 내부에 있는 석가탑과 다보탑등의 문화재를 사실적으로 묘사하고 이와 함께 최대한 문화재에 대한 자세한 관찰을 할 수 있게 스토리 보드를 제작하였다.
대상 데이터
완성된 3D 모델의 표면에 스캔 받은 이미지나 포토샵으로 제작한 이미지를 텍스처(Textures)로 사용하였다. 이번 디지털 문화재 복원 작업에서는 통일 신라시대의 원형의 문화재로 복원하기 위하여 (그림 15)에서 보듯이 한국의 이미지를 나타내는 문양을 따로 제작하여 mapping 하였다.
성능/효과
가상현실 프로그램에 올려 작업하기 쉬운 Maya 3.0 의 Polyhans를 사용하여 파일 포맷은 별도의 수정 없이 바로 사용이 가능하므로 시간을 절감할 수 있었으며, 파일 포맷의 변환으로 생길 수 있는 모델의 변형을 최소화 할 수 있었다.
결론적으로, 문화재는 인류가 보존해야 할 귀중한 문화유산으로 훼손되기 전에 보호되어야 하고 훼손된 문화재는 빠른 시간 안에 복원이 이루어져야 한다. 훼손된 문화재를 복원하는데 있어서 필수적인 작업인 고증작업을 좀더 과학적이고 신속하게 처리하기 위하여 3차원 컴퓨터 그래픽 기술을 이용하거나 앞으로 디지털 문명의 총아로 부상할 "가상현실”을 적용하여 고대 문화에 대한 영상적 대안을 제시할 수 있는 이러한 디지털 문화재 복원은 앞으로 문화재 복원을 주도할 새로운 패러다임이 될 것이다.
둘째, 기존의 복원된 디지털 문화재를 체험할 때, 가상현실 극장이나 PC상에서 구현되는 가상현실 시스템등에서는 한계가 있었던 인터렉티브 경험을 몰입형 시스템인 CAVE 환경하에서는 사용자가 원하는대로 다양한 인터렉티브를 할 수 있다는 점이다.
본 연구에서 제시한 가상현실이란 컴퓨터로 창조된 가상의 공간에서 인간이 현실세계에서 있는 듯한 착각을 주는, 더 나아가 현실과 가상을 구별하지 못할 정도로 현실보다 더 리얼한 가상이기 때문에 가상현실 기술을 이용한 문화재 복원은 현재 우리 곁에서 사라져 버린 실제 유물까지도 일반대중들이 쉽게 접할 수 있게 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 제시한 디지털 문화재 복원 프로세스를 불국사와 석굴암에 처음으로 적용하여 가상현실 시스템 분야중에서 설득력있는 인공적인 환경을 가장 잘 표현할 수 있는 CAVE라는 환경에 시현하여 보았다.
후속연구
안에 복원이 이루어져야 한다. 훼손된 문화재를 복원하는데 있어서 필수적인 작업인 고증작업을 좀더 과학적이고 신속하게 처리하기 위하여 3차원 컴퓨터 그래픽 기술을 이용하거나 앞으로 디지털 문명의 총아로 부상할 "가상현실”을 적용하여 고대 문화에 대한 영상적 대안을 제시할 수 있는 이러한 디지털 문화재 복원은 앞으로 문화재 복원을 주도할 새로운 패러다임이 될 것이다.
특히 CAVE라는 가상현실 시스템은 가장 완벽한 몰입도를 줄 수 있는 플랫폼이기 때문에 평면 컴퓨터 화면으로는 볼 수 없는 영상 정보를 제공하여 새로운 통찰력을 얻을 수 있을 것이다. 따라서 CAVE 기반하에 작업하여 3D입체화된 디지털 불국사와 디지털 석굴암이 TV, DVD, PDA, 인터넷 등 각종 전자 매체를 통해 폭넓게 확산시킬 수 있기를 기대한다.
따라서 미래 연구에서는 더욱 대중화되고 업그레이드 된 시스템 환경에서 정교한 모델링 작업을 통해 좀 더 사실적인 표현이 나타나도록 연구를 할 것이며 더 다양한 문화재 뿐 아니라 문화재를 넘어 좀 더 친숙하게 접할 수 있는 여러 소재를 가상현실에 적용할 수 있는 지속적인 연구를 실시할 것이다.
따라서 본 연구에서 제시한 이와 같은 불국사와 석굴암의 디지털 복원을 통해 창건 당시 불국사와 석굴암의 원형을 하루속히 되찾을 수 있는 실제 아날로그 복원이 이루어지길 기대한다. 이를 위해 먼저 불국사와 석굴암에 관련된 모든 학술 분야와 예술분야의 전문가들뿐만 아니라, 종교 분야 전문가들까지 모인 총체적인 연구를 통해 불국사와 석굴암의 건축원형이 충분히 규명되어 다시 이를 근거로 실현 가능한 실제 아날로그 복원 방안이 신중히 검토된 후, 주도 면밀한 방법으로 하나 하나 복원되어야 할 것이다.
이를 위해 먼저 불국사와 석굴암에 관련된 모든 학술 분야와 예술분야의 전문가들뿐만 아니라, 종교 분야 전문가들까지 모인 총체적인 연구를 통해 불국사와 석굴암의 건축원형이 충분히 규명되어 다시 이를 근거로 실현 가능한 실제 아날로그 복원 방안이 신중히 검토된 후, 주도 면밀한 방법으로 하나 하나 복원되어야 할 것이다.
또한 이는 순수 조형 예술 분야에서도 활용할 수 있고, 신속하고 안전하게 더욱 다양한 분야에서 활용이 가능하다. 특히 CAVE라는 가상현실 시스템은 가장 완벽한 몰입도를 줄 수 있는 플랫폼이기 때문에 평면 컴퓨터 화면으로는 볼 수 없는 영상 정보를 제공하여 새로운 통찰력을 얻을 수 있을 것이다. 따라서 CAVE 기반하에 작업하여 3D입체화된 디지털 불국사와 디지털 석굴암이 TV, DVD, PDA, 인터넷 등 각종 전자 매체를 통해 폭넓게 확산시킬 수 있기를 기대한다.
종국적으로 국가 차원의 문화재 복원 데이터로 활용할 수 있다 또한 석굴암의 경우, 석굴암은 참으로 오랜 고통과 수난의 세월을 겪어왔는데, 1913년 일제 시대의 수리공사와 1963년 수리공사 때 그 원형이 적지 않게 훼손되어 보존상 여러 가지 문제점들이 발생했다. 하루 속히 창건 당초의 구조 원형을 되찾아 복원함으로써 세계적인 문화 유산인 석굴암이 통일 신라당시 원래 상태를 되찾아야 할 것이다. 이것이 바로 우리가 석굴암을 디지털 복원해야 하는 이유였다.
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