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문제 정의
- 금동관모의 보존처리 완료 후, 3차원 스캐너로 촬영된 데이터를 근거로 훼손된 부분과 변형된 부분을 미술사적 자료와 자문을 통해 3차원 디지털영상으로 원형을 추정 복원하였다. 따라서 이 연구에서는 3D 스캐너를 이용한 금동관모의 3차원 디지털 복원에 대하여 다루고자 한다.
- 따라서 내부 문양과 형태 등을 추정하기가 매우 어려웠다. 이와 비슷한 형태의 유물을 찾아볼 수 없어 더욱 철저한 검증이 필요하였기 때문에 전체적인 형태와 내부문양, 위치 등을 분류하여 여러 가지 모델링을 통해 가장 적합한 모습을 찾기 위해 노력하였다.
제안 방법
- 내부 문양은 측면 판과 동일한 형상을 보이며 입식상부는 대부분 결실되었고 왼쪽 하부도 거의 결실되었다. 2/3정도 결실된 상부 외곽 라인은 복원한 모습을 최대한 참고하여 복원하기로 하였고 하부 결실 부는 남아있는 문양의 연속성을 고려하여 제작하기로 하였다. 또한 상부에서 보았을 때 입식 판의 형상은 변형이 있는 것으로 보여 보정하기로 하였다(Figure 8).
- 복원금동관모의 복원은 3ds Max 소프트웨어에서 주로 이루어졌다. Rapidform XOR에서 완성된 3D 모델 스캔데이터는 각 부재 별로 편집하였고 3ds Max에서 불러들여 각각 복원모델링을 진행하였다. 3ds Max는 데이터의 수치개념이 떨어지므로 Rapidform XOR에서 불러들인 데이터를 최대한 활용하여 작업을 진행하였다.
- 이 소프트웨어는 기본적인 스캐너 컨트롤과 데이터 편집 및 정합 외에 역설계(리디자인)에 특화된 기능으로 관모의 결실부 재현에 가장 적합하다고 판단되었다. 그러나 관모의 결실부와 변형된 부분의 복원에 있어서 Rapidform XOR으로만 하기에는 문제점이 있어 Autodesk사의 3ds Max를 사용하여 보완하였다. 이3ds Max는 영화나 3D관련 산업에 두루 사용되는 소프트웨어로 3D데이터를 자유롭게 변형하고 애니메이션화 할 수 있는 장점이 있다.
- 전체적으로 보존상태는 양호하며, 영락장식과 날개장식은 흔적이 남아있다(Figure 7A, 7B). 그러나 측면판에 밀착된 모습으로 변형되어 있어 원형을 찾고 일부 결실된 문양의 복원을 계획하였다.
- 4 이물질 제거와 더불어 전체적 형태를 맞추기 위해 해체 후 접합 복원되었다(Figure 1B, 1C). 금동관모의 보존처리 완료 후, 3차원 스캐너로 촬영된 데이터를 근거로 훼손된 부분과 변형된 부분을 미술사적 자료와 자문을 통해 3차원 디지털영상으로 원형을 추정 복원하였다. 따라서 이 연구에서는 3D 스캐너를 이용한 금동관모의 3차원 디지털 복원에 대하여 다루고자 한다.
- 금동관모의 전체적인 형태와 변형된 모습을 바로잡기 위해 비슷한 시대의 백제관모들을 중점적으로 조사하였다(Figure 4). 한성시기에 출토된 금동관모는 모두 6점이다.
- 측면 날개장식을 관찰해 볼 때 이 구멍에 금사를 이용하여 영락을 달았을 것으로 판단된다. 따라서 각 부재에서 발견되는 구멍들을 참고하여 영락의 위치를 잡았으며 그 크기와 형태는 기존의 스캔된 영락을 모델링 하였다. 상연대를 따라 전·후로 5개씩 위치하며(Figure 11A), 측면날개장식 16개, 후면 장식 판 19개, 전면 장식 판에는 하부지지대에 5개와 외부 라인을 따라 13개의 영락을 복원하였다(Figure 12).
- 금동관모는 도금된 재질의 특성상 투사된 스캐너의 레이저광(Stripe light-method)이 산란되어 깨끗한 데이터를 얻기 힘들고, 투조된 여러 겹의 판재로 이루어진 구조적 특성상 내부형태에 대한 데이터를 얻기 힘들었다. 따라서 다양한 각도에서 스캐닝을 실시하고 중복 촬영으로 최대한 형태정보를 획득하여 불량 데이터 및 형태 왜곡을 최소화하도록 노력하였다. 측정환경은 3D스캔용 회전판(turntable)에 올려놓고 일정한 각도로 돌려가며 촬영하였으며, 근거리에서 촬영할수록 정확도가 더 높아지는 VIVID 9i의 특성을 고려하여 망원렌즈를 이용, 600mm내외의 거리에서 촬영하여 정확도 XYZ:±0.
- 그러나 관모본체와 결구되어 있어 전체적으로 변형된 모습이 보여 이를 보정하기로 하였다. 또한 부식되어 없어진 부분도 기존의 남아있는 부분과 연속되는 모양을 추정하여 복원을 진행하였다(Figure 5).
- 전면 장식 판의 위치 선정에 있어서도 많은 의견이 대립되었다. 매장환경에 의해 위치가 교란되었을 가능성도 고려해야 하기 때문에 여러 가지 변화를 주며 가장 적합한 위치를 선정하였다. 기존의 복원된 위치를 기초로 모델링을 진행하였는데 보존처리 시 측면 문양판 내부에서 발견된 유기물들의 위치와 형태상 기존의 위치가 타당하다는 결론을 내렸다(Figure 10).
- 상연대를 따라 전·후로 5개씩 위치하며(Figure 11A), 측면날개장식 16개, 후면 장식 판 19개, 전면 장식 판에는 하부지지대에 5개와 외부 라인을 따라 13개의 영락을 복원하였다(Figure 12). 반구형 장식에도 등 간격으로 된 한 쌍의 구멍들과 금사가 발견되어 영락들이 달려있었을 것으로 생각되었으나 다른 장식을 고정하는 용도로 쓰였을 가능성도 보여 추가 자료를 통해 복원방향을 결정하기로 하였다(Figure13).
- 전체적인 형상은 직선적인 형상과 곡선이 두드러지는 형상으로 모델링 계획을 세웠다. 우선 하부지지대에 남아있던 일부분을 통해 형태 끝선에서 올라가는 시작점을 정하였고, 우측 날개장식에 남아있는 모습을 통해 외곽 곡선과 형태를 정하였다. 특히 이 부분에 남아있는 아래로 향하는 화염문 모습이 관찰되었으며 이를 통해 상부 정점에 위로 솟은 화염문을 기점으로 좌우로 7개의 아래로 향하는 화염문 문양으로 추정하여 복원하였다.
- 이 연구에서는 전남 고흥 길두리 안동고분에서 출토된 금동관모를 대상으로 각 부재의 문양복원, 변형된 부재의 보정, 전면입식 및 장식물들의 3차원 디지털복원을 수행하였다.
- 작업의 기본 과정은 3D 스캐닝(VIVID 9i) - 정합·폴리곤메쉬 생성(Rapidform XOR) - 변형 및 결실부 복원(3ds Max)으로 이루어졌다.
- 전남 고흥군 포두면 길두리 안동고분에서 발굴된 금동관모의 원형복원을 위해, 3차원 스캔을 활용한 디지털복원을 실시하였다. 오늘날 첨단과학의 발달은 다양한 정보를 보다 손쉽게 획득할 수 있는 기회를 제공하고 있다.
- 전면 장식 판의 복원은 이 연구에서 가장 비중 있는 부분으로 몇 가지 문제점이 지적되어 다양한 방안을 세워 복원하였다. 전면 장식 판은 하부 지지대 부분과 우측 날개장식에 일부 남아있는 부분을 제외한 모든 부분이 결실된 상태였다.
- 형태는 관모의 전체적인 형상과 하부지지대 및 좌우에 부분적으로 남아있는 부분을 참고하여 제작하였다. 전체적인 형상은 직선적인 형상과 곡선이 두드러지는 형상으로 모델링 계획을 세웠다. 우선 하부지지대에 남아있던 일부분을 통해 형태 끝선에서 올라가는 시작점을 정하였고, 우측 날개장식에 남아있는 모습을 통해 외곽 곡선과 형태를 정하였다.
- 측정환경은 3D스캔용 회전판(turntable)에 올려놓고 일정한 각도로 돌려가며 촬영하였으며, 근거리에서 촬영할수록 정확도가 더 높아지는 VIVID 9i의 특성을 고려하여 망원렌즈를 이용, 600mm내외의 거리에서 촬영하여 정확도 XYZ:±0.05mm/±0.10mm를 유지하였다.
- 우선 하부지지대에 남아있던 일부분을 통해 형태 끝선에서 올라가는 시작점을 정하였고, 우측 날개장식에 남아있는 모습을 통해 외곽 곡선과 형태를 정하였다. 특히 이 부분에 남아있는 아래로 향하는 화염문 모습이 관찰되었으며 이를 통해 상부 정점에 위로 솟은 화염문을 기점으로 좌우로 7개의 아래로 향하는 화염문 문양으로 추정하여 복원하였다. 하부지지대의 형태는 U자형과 V자형의 두 가지로 나누어 모델링 하였으나 현재 모습의 V자형의 모습이 가장 적합하다는 자문회의 의견을 고려하여 모델링을 진행하였다.
- 특히 이 부분에 남아있는 아래로 향하는 화염문 모습이 관찰되었으며 이를 통해 상부 정점에 위로 솟은 화염문을 기점으로 좌우로 7개의 아래로 향하는 화염문 문양으로 추정하여 복원하였다. 하부지지대의 형태는 U자형과 V자형의 두 가지로 나누어 모델링 하였으나 현재 모습의 V자형의 모습이 가장 적합하다는 자문회의 의견을 고려하여 모델링을 진행하였다.
- 형태는 관모의 전체적인 형상과 하부지지대 및 좌우에 부분적으로 남아있는 부분을 참고하여 제작하였다. 전체적인 형상은 직선적인 형상과 곡선이 두드러지는 형상으로 모델링 계획을 세웠다.
대상 데이터
- 하연대를 따라 지그재그로 삼각형이 반복되는 문양들이 새겨져 있었으며 음각된 선의 깊이와 넓이가 좁아 이미지상으로만 구현하는 방안을 구상하고 있다(Figure 14). 또한 각 부재를 고정하는 리벳은 하연대를 따라 6개가 남아있었고 2개를 제작하여 전면 2개, 측면 4개, 후면 2개를 포함하여 총 8개의 리벳을 복원하였다.
- 그러나 기존 출토 관모들의 문양이 주로 두드려 찍는 타출기법(打出技法)으로 표현하고 입식은 나뭇가지 모양으로 나타나는데 반해 수촌리 출토 관모는 금동판을 뚫어 장식하는 투각기법(透刻技法)을 사용하였고, 입식은 삼지형(三枝形)으로 독특한 형태가 나타나며 새겨진 문양에서도 차이점을 보여준다. 또한 관모의 형태나 문양면에서 일본 구마모토현(熊本縣) 에다후나야마고분(江田船山古墳)에서 출토된 관모에서도 유사점을 찾을 수 있어 비교자료로 참고하였다(Figure 4F).
이론/모형
- 3차원 위치 값을 갖는 점군 데이터와 이미지 정보를 이용하여 3차원 공간상에 재현한다. 금동관모의 3차원 구현을 위해 INUS Technology사의 Rapidform XOR을 사용하였다. 이 소프트웨어는 기본적인 스캐너 컨트롤과 데이터 편집 및 정합 외에 역설계(리디자인)에 특화된 기능으로 관모의 결실부 재현에 가장 적합하다고 판단되었다.
- 3D 스캐너는 용도에 따라 종류와 방식이 달라 촬영대상에 적합한 모델을 적용해야 한다. 본 연구의 대상인 금동관모는 소형유물이므로 삼각측량 방식의 근거리 스캐너인 MINOLTA사의 VIVID 9i 모델을 적용하였다. VIVID 시리즈는 문화재의 3D스캔에 주로 사용되고 있으며5 간단한 렌즈교환과 그에 따른 설정으로 근거리와 광대역 촬영이 가능하여 활용 폭이 넓고 근거리 촬영 시 대상의 정밀한 구현이 가능하다는 것이 특징이다.
성능/효과
- 매장환경에 의해 위치가 교란되었을 가능성도 고려해야 하기 때문에 여러 가지 변화를 주며 가장 적합한 위치를 선정하였다. 기존의 복원된 위치를 기초로 모델링을 진행하였는데 보존처리 시 측면 문양판 내부에서 발견된 유기물들의 위치와 형태상 기존의 위치가 타당하다는 결론을 내렸다(Figure 10). 이 유기물들은 전면 장식 판의 하부 판을 측면판과 고정하는 용도였을 것으로 추측된다.
- 금동관모의 3차원 구현을 위해 INUS Technology사의 Rapidform XOR을 사용하였다. 이 소프트웨어는 기본적인 스캐너 컨트롤과 데이터 편집 및 정합 외에 역설계(리디자인)에 특화된 기능으로 관모의 결실부 재현에 가장 적합하다고 판단되었다. 그러나 관모의 결실부와 변형된 부분의 복원에 있어서 Rapidform XOR으로만 하기에는 문제점이 있어 Autodesk사의 3ds Max를 사용하여 보완하였다.
후속연구
- 이런 결론으로 복원을 해보면 하부 판이 붙은 각도상 전면의 장식은 상연대를 평행으로 구성되는 형상을 보이게 된다. 그러나 1차 자문회의 결과, 관모의 전면 장식부는 권위를 상징하기 때문에 곧게 선모습을 보이는 것이 보통이며 내부의 유기물 흔적은 내피 등을 고정하는 용도로 쓰였을 가능성도 배제할 수 없다는 의견이 제시됨에 따라 충분한 검증을 통해 복원할 예정이다.
- 이러한 3차원 모델링 및 형상재현 등을 효율적으로 구현하여 대상유물의 시각적 분석뿐만 아니라 문화재의 가치를 향상시킬 수 있다. 이 연구를 계기로 앞으로 문화재 복원분야의 기초 자료와 경제적인 보존 자료로서 문화재 정보의 전산화를 통해 보존과학 분야에 널리 활용되기를 기대한다.
- 5세기 한성백제의 전형적인 고깔모양을 이루는 기본구조와 꽃봉오리(수발) 장식, 전·후 입식과 좌우 조우형(鳥羽形)장식 등 복잡한 구조를 이루고 있다. 이러한 좌우의 입식은 관모를 보다 화려하게 꾸미기 위한 의도라고 할 수 있는데 그 벌어진 곡선의 정도와 전면 입식의 위치는 현재 1차 수정 작업으로 복원을 완료하였으나, 앞으로 추가 자료와 자문을 통해 최대한 원형에 근접하도록 복원을 계속적으로 진행할 계획이다.
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