[논문]형태속성이 미학 특성 인지 과정에 미치는 영향에 관한 연구

차명열

문제 정의

특히 외부세계와 관련된 미학적 해석은 개인차, 시대, 지역에 따라서 다양하므로, 미의 측정을 위한 어떠한 공통점도 도출하기가 힘 들다. 그러므로 본 연구에서는 이러한 복잡한 미의 여러 속성 중에 작품 그 자체에 나타나는 속성 중의 하나인 형태에서 볼 수 있는 질서와 무질서의 관계에 관심을 갖고 형태속성이 우리 의 인지과정에 미치는 영향에 대하여 연구하였다.
본 연구에서 제안되는 형태에 있어서 미학 평가방법은 Simon。이 말한 생산(generation)과 평가(evaluation)과정 다시 말하면 시행착오(trial and error)의 과정을 통하여 최적의 결과 물을 선택하는 과정의 평가지표로 미학특성을 정량화 하려는 시도이지만, 형태인지의 특성상 정확한 미학적 평가는 매우 어렵다. 그러므로 형태 인지시 영향을 주는 인지요소에 대한 연구를 통하여, 형태에 대한 미학특성의 인지과정에서 작용하는 다양한 요소를 형태스키마의 표현, 그리고 질서와 무질서에 대한 이론을 기본으로 명백하게 설명하고, 형태 인지과정을 좀 더 구체적으로 밝혀 형태 미학특성을 정밀하게 측정하는 시스템 개발에 대한 기초연구이다.
정보이론에 있어서, 패턴의 복잡성 계산은 패턴을 만들어내 기 위한 프로그램의 길이를 패턴 그 자체의 길이로 나눈 값을 이용하였다 (Kolmogovo, 1968: Chai tin, 1975: Stiny, 1978). 본 연구에서는 정보이론에서 제시된 패턴의 복잡성 측정 방법을 형태의 함수적 표현에 적용하여 형태의 복잡성을 측정하는 방법에 대하여 모색한다. 패턴을 만들기 위한 프로그램의 길이는 형태를 기술하는 패턴의 함수적 표현의 길이로 해석될 수 있으며, 패턴 자체의 길이는 형태를 구성하는 초기 형태의 숫자로 간주될 수 있다.
여기서 단 위형태의 수가 같은 형태에 있어서 작은 계산결과를 가진 형태 가 叫학적으로 우수하다고 할 수 있다. 설문조사에서 얻어진 결과는 본 연叶에서 제시한 형태 미학특성의 측정방법에 대한 김증과 아울러 방법의 수정을 제시할 목적으로 시행하였다. 설 문지는 23항의 문제로 이루어 졌으며, 각 문항의 3형태는 일부 (1번, 15번, 18문항)른 제외하고 모두 같은 수의 부속형태로 이 루어졌다.

가설 설정

어떤 레벨은 복잡하고 어떤 레 벨은 단순하다. 그림 6(a)의 복잡한 형태에 있어서 거시적 질서 는 극히 간단하고 쉽게 인지되나, (b)는 복잡성이 높은 미시적 질서를 이루고 있어 쉽게 인지되지는 않는다. 이러한 단순성 및 복잡성의 서로 다른 레벨에서의 발견은 우리에게 높은 긴장 과 모순을 준다(Venturi, 1966).
그림 4(b)에서 우리는 동일한 형태와 관계로부터 질서를 발견할 수 있으며, 그림 4(c)에서는 다양한 형태로부터 하나의 패턴이 형성된다. 두 형태에서 볼 수 있는 질서의 정도는 본 연구에서 제시한 방법에 의하면 동 일하다 할 수 있으나, 동일한 형태로 이루어진 그림 4(b)의 형 태가 다소 질서가 높은 것으로 이해될 수 있다.

제안 방법

미의 가치에 대한 이론은 미술사가와 비평가들에 의해 일반적으로 받아들여지는 질서와 무질서의 조화에 의하여 미적가치 는 결정 된다는 원리를 바탕으로, 정보이론에서 제안된 패턴의 복잡성 계산은 "패턴을 만들어내기 위한 프로그램의 길이를 패 턴 그 자체의 길이로 나눈 값”이라는 명제에 형태의 함수적 표 현 방법을 적용하여 형태에 있어서 형태와 공간관계에 의하여 이루어지는 복잡성의 정도를 계산하여 미학적 가치를 측정할 수 있는 방법에 대하여 이론적 고찰을 하였으며, 이의 검증을 위하여 기존의 건축도면 또는 패턴에서 추출하거나 만들어낸 형태들을 기본으로 형태요소의 치환, 배열의 변화 등의 변형 을 주어 복잡성 즉 미학특성이 상이하거나 유사한 형태로 만들 어 이들 형태 중에서 미학 적으로 우수한 형태와 우수하지 않은 형태를 평가하고, 이에 대한 결과를 형태 스키마의 함수적 표현 방법을 근거로 하여 인지학적 측면에서 논리적으로 분석, 설명하였다.
건축 디자인에 있어서 복잡한 디자인에 대한 표현(설명)으로 매우 간단한 방법이 밝혀졌으며 또한 새로운 디자인에 적용되 기도 하였다. Vitruvius는 기존의 신전으로부터 주두의 질서를 정리하고, 기둥사이의 비례를 밝혀내기도 하였다.
따라서 패턴에 의한 정형성이 강조된 (a)보다는 패턴과는 무관한 형태들이 그 크기에 의하여 우리의 인지작용에 미치는 영향이 더욱 큰 (b)가 복잡하게 보 인다. 그러므로 형태 또는 패턴의 크기도 반드시 형태복잡성의 측정에 추가되어져야 하나, 본 논문은 계층적 트리구조로 이루 어진 형태패턴에 있어서의 복잡성 측정에 중점을 두었으므로 형태의 크기에 대한 고려는 하지 않았다. 그러나 형태의 균제 성과 마찬가지로 형태의 크기도 형태의 복잡성 측정을 위해서는 고려되어져야 할 중요한 요소이다.
미학 비평가들에 의하여 일반적으로 받아들여지는 질서와 무질서의 관계 그리고 패턴을 만들어내기 위한 프로그램의 길이를 패턴의 크기 그자체로 나눈 값을 패턴에 있어서 복잡성의 값으로 하는 정보이론분야에서 제안되는 방법론을 근본으로 하 여, 개체 지향적 데이터 구조(object orient data structured 표현되는 형태패턴의 함수적 기술(shape schema representation)을 이용하여 형태 미학 측정 방법을 모색하고, 인지실험을 통하여 신뢰도를 검토 분석하였다. 그러나 다양한 인지요소들이 복잡 하게 작용하고 또한 관찰자의 의도와 형태에 대한 사전 지식의 차이 등에 따라서 미학수치에 대한 인지실험의 결과는 제안된 측정방법의 결과와는 다소 차이가 있어, 자동으로 정확하고 객 관적인 형태에 있어서 미학적 가치를 측정한다는 것은 아직도 많은 어려움이 있다는 것을 알게 되었다.
본 연구에서 제시한 측정방법은 단위 형태 자체의 복잡성이 아닌 형태관계의 심도에 의한 복잡성과 미학특성을 측정한 것이다. 형태의 복잡한 관계로 이루어지는 패턴의 유형에 의한 측정결과와 인지실험의 결과는 많은 형태에서 동일한 측정값을 얻을 수 없었다.
초기 인지에 있어서 복잡한 형태로 인지되는 형태에 있어서도, 어느 정도 두뇌에 기억된 형태스키마로 분석이 가능 하고 이의 분석에 의하여 쉽게 형태에 대한 이해를 도모할 수 있으면, 이 형태는 지각하는 사람에게 초기 복잡한 형태의 인 지에 대한 긴장감과 아울러 이후 익숙한 형태(두뇌에 저장되어 있는 형태스키마와 인지형태와의 유사성발견 결과)의 발견에 의하여 무질서에서 질서의 발견이 이루어지는 것이다. 본 연구에서 주장하는 미학적 특성은 어느 정도의 무질서에서 질서를 발견할 수 있으면 미학적으로 우수한 형태로 간주하였다. 따라서 형태 또는 패턴에 대한 경험과 이해도가 높은 사람은 무질 서로 간주되는 복잡한 형태에 대해서 인지할 수 있는 형태 또는 형태스키마가 일반적인 사람보다 많아 미학적 특성에 대한 이해도도 높다고 할 수 있다.
그러나 형태는 부속형태, 형태사이의 공간관계 그리고 계층적트리 구조로 이루어진 패턴으로 구성되며, 또한 여러 층의 레이어로 ?성되어 복잡성 측정시 이러한 형태특성은 반드시 고려되어져야 한다. 본 연구에서는 정보이론에서 제시된 패턴의 복잡성 측정 방 법과 기존의 미학 특성 평가 방법을 고찰한 결과 복잡한 형태 에 있어서의 미학 특성의 측정은 Unity in Variety를 근본으로 하여 다음과 같은 공식으로 도출하고, 형태 지식의 스키마 표 현 방법을 이용하여 미학 특성의 정량적 측정을 시도하였다.
설문조사에서 얻어진 결과는 본 연叶에서 제시한 형태 미학특성의 측정방법에 대한 김증과 아울러 방법의 수정을 제시할 목적으로 시행하였다. 설 문지는 23항의 문제로 이루어 졌으며, 각 문항의 3형태는 일부 (1번, 15번, 18문항)른 제외하고 모두 같은 수의 부속형태로 이 루어졌다. 이들 3형태의 차이점은 형태 배열이 일부 상이하거 나, 부속형태의 모양이 다른 유사한 형태이다.
이들 3형태의 차이점은 형태 배열이 일부 상이하거 나, 부속형태의 모양이 다른 유사한 형태이다. 인지실험에서는 약간의 배열(spatial relationship)과 부속형태의 변화를 통하여 우리가 느끼는 미학적인 차이를 실험하였다. 인지실험에 대한 결과는 표1과 같다.
인지실험은 유사한 3종류의 형태를 하나의 문항으로 하는 설문지를 피실험자에게 보여주고 가장 아름답다고 생각되는 형 태(。)와 반대의 형태(幻를 선택하였다. com에 해당하는 수치 는 상기의 방법을 사용하여 계산한 미학측정치이다.

성능/효과

미학 비평가들에 의하여 일반적으로 받아들여지는 질서와 무질서의 관계 그리고 패턴을 만들어내기 위한 프로그램의 길이를 패턴의 크기 그자체로 나눈 값을 패턴에 있어서 복잡성의 값으로 하는 정보이론분야에서 제안되는 방법론을 근본으로 하 여, 개체 지향적 데이터 구조(object orient data structured 표현되는 형태패턴의 함수적 기술(shape schema representation)을 이용하여 형태 미학 측정 방법을 모색하고, 인지실험을 통하여 신뢰도를 검토 분석하였다. 그러나 다양한 인지요소들이 복잡 하게 작용하고 또한 관찰자의 의도와 형태에 대한 사전 지식의 차이 등에 따라서 미학수치에 대한 인지실험의 결과는 제안된 측정방법의 결과와는 다소 차이가 있어, 자동으로 정확하고 객 관적인 형태에 있어서 미학적 가치를 측정한다는 것은 아직도 많은 어려움이 있다는 것을 알게 되었다. 따라서 본 연구는 제안된 방법을 사용하여 얻은 미학측정수치와 인지실험의 결과를 비교 분석하여 형태의 인지과정에서 작용하는 다양한 요소들에 대하여 지식표현의 방법론과, 인지학적인 측면에서 분석 고찰 하여, 우리의 형태 인지 시스템에 영향은 주는 인지요소에 의하여 달라지는 인지 과정에 대하여 좀 더 깊은 이해를 할 수 있었다.
대칭에 의한 통일성이 강하게 작용한 형태는 문항 2)와 3)에서 볼 수 있다. 두 번째 그림과 세 번째 그림보다는 대칭성에 의한 통일성이 우수한 첫 번째 그림에 높은 결과가 나왔다. 첫 번째 그림에서는 꽃잎 모양의 형태요소 여섯 개가 가운데를 중심으로 하나의 회전패턴을 이루고 있어, 두 번째 세 번째 도형 에서 보듯이 두 가지 형태의 회전 패턴으로 이루어진 형태보다 는 복잡도가 적어 미학적으로 높은 실험 결과수치를 보이고 있다.
첫 번째 형태 속성에 의한 차이는 부속품으로 간주되는 형태요소 자체 의 균제성의 정도와 단위 형태의 크기에 의하여 같은 패턴을 하고 있어도 상이한 인지실험결과 나와 미학 측정치에 영향을 준다는 것을 알 수 있었다. 두 번째로는 우리의 인지과정 또는 인지작용의 차이에 따라 형태에 대한 복잡성은 달라진다는 것이다. 이에는 형태지식의 차이에 의한 것, 기호 또는 선택에 의한 것, 일반화에 의한 것, 창발형태에 의한 것 등에 의하여 복 잡성 즉 미학적 가치는 달라진다는 것이다.
[그림 3]에 있는 두 개의 형태는 같은 수의 초기 형태를 갖고 있으며, 동일한 패턴으로 이루어져있다. 따라서 본 논문에서 제시한 방법으로 복잡성을 측정하면, 패턴에 의한 복잡성은 동일하게 나타난다. 그러나 우리의 시각으로 바라보면, 두 형태의 복잡성 은 동일하지 않은 것을 알 수 있다.
그러나 다양한 인지요소들이 복잡 하게 작용하고 또한 관찰자의 의도와 형태에 대한 사전 지식의 차이 등에 따라서 미학수치에 대한 인지실험의 결과는 제안된 측정방법의 결과와는 다소 차이가 있어, 자동으로 정확하고 객 관적인 형태에 있어서 미학적 가치를 측정한다는 것은 아직도 많은 어려움이 있다는 것을 알게 되었다. 따라서 본 연구는 제안된 방법을 사용하여 얻은 미학측정수치와 인지실험의 결과를 비교 분석하여 형태의 인지과정에서 작용하는 다양한 요소들에 대하여 지식표현의 방법론과, 인지학적인 측면에서 분석 고찰 하여, 우리의 형태 인지 시스템에 영향은 주는 인지요소에 의하여 달라지는 인지 과정에 대하여 좀 더 깊은 이해를 할 수 있었다.
문항 7)의 그림에서 반복되는 형태요소는 삼각형, 사각형, 원형 이며 인지정도는 형태별로 다양할 것이다. 또한 여기서 같은 구성방법으로 이루어진 그룹 형태라도, 단위 형태의 차이에 따라 서로 다른 그룹형태를 보이고 있어 각 형태 별 기호도는 상 이하여, 인지실험의 결과 두 번째 형태에 대한 선호도가 가장 높았다. 또한 형태의 조합에 의하여 나타나는 emergent 형태에 대한 기호와 이해도도 미학 평가에 영향을 줄 것이다.
이에는 형태지식의 차이에 의한 것, 기호 또는 선택에 의한 것, 일반화에 의한 것, 창발형태에 의한 것 등에 의하여 복 잡성 즉 미학적 가치는 달라진다는 것이다. 또한 이러한 미학 적 가치의 인지과정에 대한 고찰로 얻어진 지식을 바탕으로 형 태에 있어서 복잡성과 엔트로피, 복잡성과 위계시스템에 대하여 고찰하여 형대 인지 과정에 대하여 구체적인 이해를 할 수 있었다.
인지실험에 대한 결과는 표1과 같다. 여기서 우리가 분석할 수 있는 것은 부속 형태에 있어서 형태의 복잡성(또는 미학특성)이 전체 형태에 대한 우리의 인지에 영향을 미친다는 것을 알 수 있었으며, 또한 통일성, 대칭 비례들과 같은 다른 조형원리에 의하여 미학 적 가치 부여에 차이가 있음을 알 수 있었다.
반면 두 번째 그림은 배열은 혼란스럽지만 한 가지형태의 반복으로 어느 정도 무질서에서 통일성을 찾아 낼 수 있어 세 개의 그림 중 가장 높은 인지실험결과를 보여주고 있다. 제안된 계산 방법에서는 첫 번째 그림과 두 번째 그림에서 동등한 결과를 보이고 있으나, 첫 번째 그림의 복잡한 형태요소와 두 번째 그 림의 간단한 형태요소가 비교 될 때 복잡한 단위형태요소에 복 잡성에 대한 가중치를 조금 더 주면 두 번째 형태보다 높은 수 치가 나올 수 있어, 우리의 인지시 미학적으로 낮게 평가될 수 있다.
첫 번째 그림과 세 번째 그림에서는 작은 원형과 작은 마름모꼴이 배열되어 커다란 정사각형의 배 열과 어울리지 않은 반면, 가운데 그림은 같은 형태인 작은 정 사각형이 동일하게 배열되어 통일감을 보여주고 있어 높은 인 지실험결과를 보이고 있다. 질서와 무질서를 근거로 하는 미 학 수치가 동등한 형태에서는 통일성과 같은 추가적인 미학원 리를 보여주는 형태가 미학적으로 우수하다는 것을 알 수 있었다.
형태 미학 특성 인지의 다양함은 형태 속성에 의한 차이와 개인마다 다른 인지과정의 차이에 의하여 이루어진다. 첫 번째 형태 속성에 의한 차이는 부속품으로 간주되는 형태요소 자체 의 균제성의 정도와 단위 형태의 크기에 의하여 같은 패턴을 하고 있어도 상이한 인지실험결과 나와 미학 측정치에 영향을 준다는 것을 알 수 있었다. 두 번째로는 우리의 인지과정 또는 인지작용의 차이에 따라 형태에 대한 복잡성은 달라진다는 것이다.

후속연구

또한 여기서 같은 구성방법으로 이루어진 그룹 형태라도, 단위 형태의 차이에 따라 서로 다른 그룹형태를 보이고 있어 각 형태 별 기호도는 상 이하여, 인지실험의 결과 두 번째 형태에 대한 선호도가 가장 높았다. 또한 형태의 조합에 의하여 나타나는 emergent 형태에 대한 기호와 이해도도 미학 평가에 영향을 줄 것이다. 각 문항 의 형태에는 처음에는 의도하지 않은 형태가 형태의 조합으로 인하여 생겨난다.
분석결과 얻어진 형태 속성이 미치는 영향과 인지과정에 의하여 달라지는 미학 특성에 대한 이해는 향후 형태 미학 측정 방법 시스템의 개발에 절대적으로 고려해야할 중요한 것으로, 비록 많은 요소들이 구체적으로 실현하기가 어려운 면도 있으나, 이와 같은 형태 미학의 인지요소에 대하여 깊은 이해가 이 루어지면 디자인 실무에 있어서도 미학적으로 우수한 형태를 디자인하는데 커다란 도움이 될 것이다.

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