[국내논문]파라메트릭 디자인 방법론을 적용한 바이오모픽 의상조각 모델링 프로세스와 구성요소 분석 A study of parametric design methodology for 3D modeling parameters of biomorphic clothing sculpture원문보기
The purpose of this study is to examine the clothing component information and attributes as the control parameters for the 3D modeling process of the biomorphic clothing sculpture using a parametric methodology. The 3D modeling parameters of biomorphic clothing sculpture were identified as exaggera...
The purpose of this study is to examine the clothing component information and attributes as the control parameters for the 3D modeling process of the biomorphic clothing sculpture using a parametric methodology. The 3D modeling parameters of biomorphic clothing sculpture were identified as exaggerated silhouette, surface texture, and digital color. The types of exaggerated silhouettes were shoulder and hip exaggeration, shoulder exaggeration, hip exaggeration, vertical exaggeration, and horizontal exaggeration. The types of surface texture were embossed, lacy, furry, and complex textures. The types of digital color were chrome, blur, blend, and acid colors. The characteristics of morphological representation due to the attributes of these control variables were identified as morphological variation, organic morphology, organizational morphology, and realistic morphology. As a result, it was found that the parameter attributes were applied to the biomorphic clothing sculpture parametric design process and developed into various shapes.
The purpose of this study is to examine the clothing component information and attributes as the control parameters for the 3D modeling process of the biomorphic clothing sculpture using a parametric methodology. The 3D modeling parameters of biomorphic clothing sculpture were identified as exaggerated silhouette, surface texture, and digital color. The types of exaggerated silhouettes were shoulder and hip exaggeration, shoulder exaggeration, hip exaggeration, vertical exaggeration, and horizontal exaggeration. The types of surface texture were embossed, lacy, furry, and complex textures. The types of digital color were chrome, blur, blend, and acid colors. The characteristics of morphological representation due to the attributes of these control variables were identified as morphological variation, organic morphology, organizational morphology, and realistic morphology. As a result, it was found that the parameter attributes were applied to the biomorphic clothing sculpture parametric design process and developed into various shapes.
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문제 정의
파라메트릭 디자인 방법론의 선행연구들은 건축분야에서 많이 나타났는데 권수환 외(2013)는 코딩에 대해 지식이 없는 비전문가를 대상으로 하는 IFC-XML(The Industry Foundation ClassesExtensible Markup Language)의 자동구축시스템을 개발하여 웹기반 라이브러리를 운영하기 위한 기초연구를 하였으며, 김용일과 양관목 (2015)은 파라메트릭 모델링에 BIM을 이용한 주택설계과정을 통하여 SPC(Student Performance Criteria)에서 요구하는 이해와 적용능력을 발전시키기 위한 도구를 확립하고자 하였다. 이 연구들은 건축 구조설계 과정에 파라메트릭 방법을 도입하여 대안을 발견하고자하는 파라메트릭 디자인 프로세스에 관한 연구였다. 건축 외 분야의 선행연구로는 이진욱(2011)의 생성적 디자인을 이용한 가구디자인의 특성에 관한 연구와 서혁준(2014)의 자동차 디자인에서의 파라메트릭 모델링 효용성에 관한 연구가 있었다.
이처럼 파라메트릭 디자인 방법론은 건축분야에서 주로 다루어진 연구주제로 타 분야에서는 아직 많이 다루어지지않고 있으며, 연구내용도 이론적 접근으로만 이루어져 있었다. 따라서 본 연구는 3차원의 형태구축으로 이루어지는 건축분야와 의상조각(clothing sculpture)의 유사성을 논리적 기반으로 디지털 과학의 많은 부분이 인간생활 속에 들어와 도구로서의 역할을 넘어 정보 입력만으로 예술적 결과를 만들어낼 수 있다는 점과 최근 디지털 기술을 바탕으로 생물의 근원적 원리를 정보화한 생성적 디자인 창출에 관심이 고조되고 있다는 점을 주목하였으며, 파라메트릭 디자인 방법론을 적용한 바이오모픽 의상조각(Biomorphic Clothing Sculpture) 모델링 프로세스와 매개변수로써의 구성요소를 밝히는데 연구목적을 두었다. 연구방법은 이론연구와 사례분석으로 이루어졌고, 사례분석을 위하여 수집된 자료들은 2010년 이후 디지털 기술을 적용하여 3D모델링된 부분을 포함한 의상들이며 자료수집은 국내·외 3D프린팅 전문 웹사이트와 패션저널, 신문기사, 인터넷 자료 등을 활용하였다.
본 연구에서는 파라메트릭 디자인 표현방법에 관련되는 프랙탈, 보로노이 이론과 파라메트릭 패턴 생성 방법으로 다루어지는 테셀레이션, 일부의 변형이 전체에 상호 의존적으로 영향을 미치는 생물학적 알고리즘(Biological algorithm) 이론을 중심으로 파라메트릭 디자인의 모델링 표현기법과 특성을 알아보고자 하였다.
본 연구에서는 파라메트릭 디자인 방법론을 적용한 바이오모픽 의상조각의 3D 모델링 프로세스와 구성요소 특성 즉, 모델링 매개변수와 속성을 밝히고자 하였다.
제안 방법
현장 특유의 자연을 바탕으로 뮤지엄 V&A에 설치된 케노피 일리트라 필라멘트 파빌리온(Elytra Filament Pavilion)은 알고리즘적 진화 표현기법을 구현하기 위해 자연에서 발견된 경량 구조 원리와 딱정벌레의 섬유구조를 활용하여 제작되었다.
은 쓰리에즈포(threeASFOUR)의 ‘바하이(Bahai)’로 불리는 2013년 작품으로 자연의 프랙탈을 표현하는 컬렉션 컨셉에 맞춰 유사 반복적 증식의 표현기법으로 초현실적 변이 표현특성을 표현하였다.
본 절에서는 앞의 파라메트릭 방법론에서 도출된 특성을 근거로 프랙탈, 보로노이,테셀레이션, 생물학적 알고리즘의 대표적인 특성으로 도출된 키워드인 ‘유사반복적 증식’, ‘자기조직화’, ‘표면의 분절과 분화’, ‘ 알고리즘적 진화’ 를 중심으로 바이오모픽 의상조각 사례들을 분류 구성요소의 표현특징으로 분석하였다.
보이지 않는 물의 구조와 카오스적 형태 변형을 의상의 외피로 표현하였다. 자기 유사 반복적 증식을 사용하여 물의 역동적 움직임을 3차원적인 엠보스드 텍스추어(embossed textures)로 형상화 하였으며 메탈 화이트의 크롬 색채(chrome color)를 사용하고 상의의 실루엣은 수평적으로 과장된 형태로 표현되었다. <그림 13>은 쓰리에즈포(threeASFOUR)의 ‘바하이(Bahai)’로 불리는 2013년 작품으로 자연의 프랙탈을 표현하는 컬렉션 컨셉에 맞춰 유사 반복적 증식의 표현기법으로 초현실적 변이 표현특성을 표현하였다.
<그림 15>는 쓰리에즈포의 2016년 ‘바이오미미크리(Biomimicry)’ 컬렉션 작품으로 생물학적 형태와 질감을 바탕으로 한 3D 프린트 드레스이다. 14가지 패턴으로 구성되어있으며 의도적인 자기유사적 증식의 표현기법을 통해 자연스러운 동물의 표피를 크롬 색채의 레이시 텍스추어로 인체 전신 피부처럼 구현하였다. 자연 생명체를 모티프로 한 추상화한 패턴과 오가닉 형태로 바이오모픽 의상으로서의 생명체 추상의 특성을 표현하였다.
14가지 패턴으로 구성되어있으며 의도적인 자기유사적 증식의 표현기법을 통해 자연스러운 동물의 표피를 크롬 색채의 레이시 텍스추어로 인체 전신 피부처럼 구현하였다. 자연 생명체를 모티프로 한 추상화한 패턴과 오가닉 형태로 바이오모픽 의상으로서의 생명체 추상의 특성을 표현하였다.
<그림 16>은 3차원 보로노이 기법의 프란시스 비톤티(Francis Bitonti)의 2013년 ‘디바스 가운(Dita's Gown)’ 이다. 견고한 플라스틱 소재로 만들어진 드레스는 인체의 굴곡에 따라 굴절되는 네트구조로 제작 모델링되었으며, 황금 비율을 기반으로 한 나선은 인체에 적절하게 맞추어 컴퓨터 렌더링으로 적용되었다. 그래스호퍼(Grasshopper)그래픽 스크립팅 환경에서 라이노(Rhino)의 엄격한 매개 변수 입력을 통해 전체 가운의 기하학적 구성 요소와 패턴을 구축하고 3D 프린팅되는 크기 및 오프셋 차이를 조정 가능하게 모델링되었다(Howarth, 2013).
<그림 21>은 엑스와이제트 워크샵(XYZ workshop)의 하이드로시프트 탑(Hydroshift Top)이다. 테셀레이션 표현방법을 사용한 레이스 모양의 직물을 만들어 소재 질감을 표현하고 표면의 분절과 분화의 기법안에서 잔물결의 형태를 엠보스드 텍스추어로 접목시켰으며, 메탈 화이트의 크롬 색채를 사용하였다. <그림 22>는 아이리스 반 헤르펜의 2015년 핵킹 인피니티 컬렉션(Hacking Infinity Collection)의 한 작품으로 4개의 패널로 구성되어 있다.
퍼리 텍스추어의 돌출된 스파이크는 풍부한 입체감과 마치 생명체를 보는 듯한 생동감을 표현하고, 블러 색채(blur color)의 사용으로 인체의 움직임이 좀 더 부각되도록 하였다.
은 아이리스 반 헤르펜의 2017년 컬렉션 ‘에어리폼(Aeriform)’ 중의 한 작품으로 공기의 본질을 탐색하고 해부하여 그 가벼움에 대한 아이디어를 그림자와 빛을 활용하여 표현하였다.
<그림 24>는 아이리스 반 헤르펜의 2011년 컬렉션 작품으로 자연 세계를 모방하는 플라스틱 구조의 외골격을 3D 프린팅으로 표현하였다. 자연의 유연한 곡선이 인체를 따라 흐르는 유기적 형태를 나타내며 생성적 알고리즘이 파라메트릭 구조를 만들면서 부드러운 입체감의 소재 질감을 표현하였다. 메탈 블랙의 크롬색채와 복합된 질감의 표면감으로 과장된 실루엣은 초현실적 이미지를 나타내고 있다.
<그림 25>는 2011년 아이리스 반 헤르펜이 다니엘 윌리그(Daniel Wildrig)와 콜라보레이션 한 작품으로 생성적 알고리즘을 활용하여 새의 유기적 형태와 깃털을 레이시 텍스추어와 과장적 실루엣으로 나타내고 있다. 어깨를 강조한 수평적 확대 형태로 복잡한 외골격 형상을 크롬 색채를 사용해 표현하였다. <그림 26>은 프란시스 비톤티의 2013년 작품으로 자연의 풍경을 모티프로 인체에 부분마다 다른 특징을 내포하도록 의상을 표현하였다.
<그림 26>은 프란시스 비톤티의 2013년 작품으로 자연의 풍경을 모티프로 인체에 부분마다 다른 특징을 내포하도록 의상을 표현하였다. 생성적 알고리즘을 사용하여 제작한 유기적 형태의 비선형적 세 가지 다른 곡선 구조 레이어들과 겹쳐지고 서로 다른 방향으로 교차하여 신체를 감싸는 듯 디자인하였다. 화이트의 크롬 색채와 레이시 텍스추어를 사용하였다.
주목성이 높은 중명도, 고채도 사용하는 ‘에시드(acid)’ 색채로 도출하였다.
의상 디자인 구성요소인 ‘스타일’, ‘소재’, ‘색채’는 바이오모픽 의상조각에서는 ‘과장적 실루엣(exaggerated silhouette)’, ‘표면 텍스추어(surface texture)’, ‘디지털 색채(digital color)’의 3D 모델링 매개변수로 조절되었다. 3D 프린팅에서 사용하는 소재 언어는 텍스추어 외에도 서피스(surface), 스킨(skin)이 있었으나 본 연구에서는 의상에 익숙한 단어인 텍스추어를 선택하였다. 과장적 실루엣의 속성은 인체의 굴곡을 따라 과장된 ‘어깨힙 과장형’, 신체의 일부분을 과장한 ‘어깨 과장형’, ‘힙 과장형’, 폭으로 확대된 ‘수평 과장형’, 길이가 연장된 ‘수직 과장형’ 으로 정리되었다.
먼저 지식기반 데이터 구축을 위하여 바이오모픽 아트와 파라메트릭 디자인 방법론의 표현기법을 파악하였다. 바이오모픽 아트 특성은 생명체 역동성, 상징적 색채, 유기성, 초현실성으로 나타났고 파라메트릭 방법의 표현기법은 프랙탈 기법, 보로노이 다이어그램 기법, 테셀레이션 기법, 생물학적 알고리즘 기법으로 파악되었으며, 관련 예술과 건축 사례를 분석한 결과 프랙탈 기법은 유사 반복적 증식 표현, 보로노이 다이어그램 기법은 상호관계적 자기조직화 표현, 테셀레이션 기법은 표면분절과 분화, 생물학적 알고리즘 기법은 알고리즘적 진화표현이 그 표현특성으로 나타났다.
대상 데이터
연구방법은 이론연구와 사례분석으로 이루어졌고, 사례분석을 위하여 수집된 자료들은 2010년 이후 디지털 기술을 적용하여 3D모델링된 부분을 포함한 의상들이며 자료수집은 국내·외 3D프린팅 전문 웹사이트와 패션저널, 신문기사, 인터넷 자료 등을 활용하였다.
연구방법은 이론연구와 사례분석으로 이루어졌고, 사례분석을 위하여 수집된 자료들은 2010년 이후 디지털 기술을 적용하여 3D모델링된 부분을 포함한 의상들이며 자료수집은 국내·외 3D프린팅 전문 웹사이트와 패션저널, 신문기사, 인터넷 자료 등을 활용하였다. 수집된 사례는 패션전공자 3인이 모여 모두 동의한 것을 채택하였으며 바이오모픽 특성이 뚜렷하게 나타나지 않은 사례와 아마추어적인 디자인 사례를 제외하고 최종적으로 총 124개의 사례들을 분석에 사용하였다.
<그림 22>는 아이리스 반 헤르펜의 2015년 핵킹 인피니티 컬렉션(Hacking Infinity Collection)의 한 작품으로 4개의 패널로 구성되어 있다. 드레스는 신체의 움직임에 지속적으로 반응하는 각각의 구성요소인 스파이크가 빼곡이 표면에 분포되어 있는 테셀레이션 방식으로 제작되었다. 퍼리 텍스추어의 돌출된 스파이크는 풍부한 입체감과 마치 생명체를 보는 듯한 생동감을 표현하고, 블러 색채(blur color)의 사용으로 인체의 움직임이 좀 더 부각되도록 하였다.
생성적 알고리즘을 사용하여 제작한 유기적 형태의 비선형적 세 가지 다른 곡선 구조 레이어들과 겹쳐지고 서로 다른 방향으로 교차하여 신체를 감싸는 듯 디자인하였다. 화이트의 크롬 색채와 레이시 텍스추어를 사용하였다. <그림 27>은 아이리스 반 헤르펜의 2017년 컬렉션 ‘에어리폼(Aeriform)’ 중의 한 작품으로 공기의 본질을 탐색하고 해부하여 그 가벼움에 대한 아이디어를 그림자와 빛을 활용하여 표현하였다.
성능/효과
바이오모픽 의상조각에서 상호관계적 자기조직화는 하나의 변형이 전체에 영향을 미치는 표현기법으로 인체굴곡에 따른 면 분할이나 셀의 변형을 통해 패턴으로 조직화된 형태로 3차원 세포 분열, 생체의 구조와 닮은 유기적 외형으로 나타났다.
바이오모픽 의상조각 사례에서 표면의 분절과 분화는 바닷 속 생물, 이끼가 덮여진 표면과 같은 모양의 도형이 빈틈없이 가득 채우는 것으로 정형화된 표면이 분할되어 질서를 만들고 집합되면서 조직적 형태를 나타났는데 소재의 풍부한 표면감을 통해 생명체의 추상성과 역동성을 유기적으로 표현하였다.
알고리즘적 진화의 생성적 알고리즘 방식으로 제작된 바이오모픽 의상조각은 인체를 부각시키는 유기적 형태로 현실의 경계를 넘는 외피의 표현에 사용되었다. 알고리즘적 진화는 자연의 복잡한 질서 표현이 가능하며 무작위적 자연형태를 일정한 수식의 알고리즘을 통해 만들어내는 것으로 의상 사례에서도 생성 진화하는 자연의 형태적 표현으로 나타났다.
주목성이 높은 중명도, 고채도 사용하는 ‘에시드(acid)’ 색채로 도출하였다. 이들 조절 매개변수의 속성은 지식기반 데이터와 파라메트릭 디자인 표현기법에 따라 형태변이, 유기적 형태, 조직적 구조 형태, 사실적 형태의 형태적 특성으로 나타났다.
먼저 지식기반 데이터 구축을 위하여 바이오모픽 아트와 파라메트릭 디자인 방법론의 표현기법을 파악하였다. 바이오모픽 아트 특성은 생명체 역동성, 상징적 색채, 유기성, 초현실성으로 나타났고 파라메트릭 방법의 표현기법은 프랙탈 기법, 보로노이 다이어그램 기법, 테셀레이션 기법, 생물학적 알고리즘 기법으로 파악되었으며, 관련 예술과 건축 사례를 분석한 결과 프랙탈 기법은 유사 반복적 증식 표현, 보로노이 다이어그램 기법은 상호관계적 자기조직화 표현, 테셀레이션 기법은 표면분절과 분화, 생물학적 알고리즘 기법은 알고리즘적 진화표현이 그 표현특성으로 나타났다.
이러한 데이터를 지식기반으로 바이오모픽 3D 프린팅 의상 사례들을 분석한 결과 유사 반복적 증식 특성의 의상조각 사례들에서는 생체 역동성, 변이의 표현특징과 전체 또는 인체의 한 부분이 확대되는 과장형 실루엣이 나타났고, 크롬, 블러, 에시드의 디지털 색채가 특징적으로 적용되었음을 알 수 있었다. 상호관계적 자기조직화 특성의 의상조각 사례들에서는 유기적 형태와 구조가 표현특징으로 나타났고 전체 또는 인체의 일부가 과장된 실루엣이 나타났으며 크롬, 블러의 디지털 색채가 표현되었다.
이러한 데이터를 지식기반으로 바이오모픽 3D 프린팅 의상 사례들을 분석한 결과 유사 반복적 증식 특성의 의상조각 사례들에서는 생체 역동성, 변이의 표현특징과 전체 또는 인체의 한 부분이 확대되는 과장형 실루엣이 나타났고, 크롬, 블러, 에시드의 디지털 색채가 특징적으로 적용되었음을 알 수 있었다. 상호관계적 자기조직화 특성의 의상조각 사례들에서는 유기적 형태와 구조가 표현특징으로 나타났고 전체 또는 인체의 일부가 과장된 실루엣이 나타났으며 크롬, 블러의 디지털 색채가 표현되었다. 표면의 분절과 분화 특성의 의상조각 사례들에서는 유기적 형태가 두드러진 특징으로 나타났고 전체 또는 인체의 일부가 과장된 실루엣이 나타났으며 블렌딩, 블러의 색채가주도적으로 나타났다.
이러한 결과를 근거로 파라메트릭 디자인을 적용한 바이오모픽 의상조각 3D 모델링의 조절 매개변수는 ‘과장된 실루엣’, ‘표면 텍스추어’, ‘디지털 색채’로 도출되었으며, 매개변수의 속성은 바이오모픽 의상 파라메트릭 디자인 과정에 적용되어져 다양한 디자인으로 개발되어졌음을 알 수 있었다.
표면의 분절과 분화 특성의 의상조각 사례들에서는 유기적 형태가 두드러진 특징으로 나타났고 전체 또는 인체의 일부가 과장된 실루엣이 나타났으며 블렌딩, 블러의 색채가주도적으로 나타났다. 알고리즘적 진화 특성의 의상조각 사례들에서는 초현실적 형태변이가 특징으로 나타났고, 전체 또는 인체의 일부가 과장된 실루엣, 그리고 크롬, 블러의 디지털 색채가 나타났다. 이러한 결과를 근거로 파라메트릭 디자인을 적용한 바이오모픽 의상조각 3D 모델링의 조절 매개변수는 ‘과장된 실루엣’, ‘표면 텍스추어’, ‘디지털 색채’로 도출되었으며, 매개변수의 속성은 바이오모픽 의상 파라메트릭 디자인 과정에 적용되어져 다양한 디자인으로 개발되어졌음을 알 수 있었다.
상호관계적 자기조직화 특성의 의상조각 사례들에서는 유기적 형태와 구조가 표현특징으로 나타났고 전체 또는 인체의 일부가 과장된 실루엣이 나타났으며 크롬, 블러의 디지털 색채가 표현되었다. 표면의 분절과 분화 특성의 의상조각 사례들에서는 유기적 형태가 두드러진 특징으로 나타났고 전체 또는 인체의 일부가 과장된 실루엣이 나타났으며 블렌딩, 블러의 색채가주도적으로 나타났다. 알고리즘적 진화 특성의 의상조각 사례들에서는 초현실적 형태변이가 특징으로 나타났고, 전체 또는 인체의 일부가 과장된 실루엣, 그리고 크롬, 블러의 디지털 색채가 나타났다.
후속연구
앞으로도 3D 의상조각은 모델링과 제조기술 발전에 따라 창조적 실험이 가능하며 의상 조각을 개발하고자 하는 이들에게 새로운 솔루션을 제공할 수 있을 것이다.
따라서 본 연구 결과로 도출된 파라메트릭 디자인 방법을 적용한 바이오모픽 의상 조각 3D 모델링 프로세스와 매개변수 속성은 향후 컴퓨터 기술이 접목된 예술적 의상디자인 개발을 목표로 하는 플랫폼 인터페이스에 적용되어 다양한 형태를 구현해 내는 작업도구가 됨으로서 컴퓨터기술을 활용한 미래 패션산업에 기여할 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
바이오(Bio)란?
바이오(Bio)는 생명, 생기있는 현상, 생물 기관 등에 관련 및 연결을 의미하는 복합형이며, 형상성(Morphism)은 한 기관 또는 부분의 형태 및 구도가 집합적으로 이루어진 형태이다(김현주, 이재규, 2014). 즉, 자연의 생명감있는 형상을 유추할 수 있는 디자인 형태학을 바이오모피즘(Biomorphism)이라 할 수 있다.
매개변수에 의한 파라메트릭 디자인은 어떠한 점에서 다양한 분야의 디자인 방법론으로 활용되고 있는가?
지식기반 엔지니어링, 즉 파라메트릭 디자인(Parametric design)은 창의적인 디자인 개념과 논리적인 체계의 컴퓨터를 활용하여 컴퓨터 로직을 토대로 생성되는 수많은 형상과 복잡한 패턴들을 파생시킬 수 있는 생성적 디자인 방법론이다(박정대, 2012). 매개변수에 의한 파라메트릭 디자인은 디지털 기술을 바탕으로 자연에서 나타나는 구조적 질서와 원칙을 복잡하나 효율적이며 미적인 결과물로 생성 가능하게 할 수 있다는 점에서 건축을 비롯한 다양한 분야의 디자인 방법론으로 활용되고 있다.
바이오모픽(Biomorphic)의 모티브는?
에드워드 루시 스미스(Edward Lucie-Smith)의 정의에 의하면 ‘바이오모픽(Biomorphic)’이란 자연 속에서 보여지는 형태들에 근거를 두고 있는 불규칙한 추상 형태들을 포함한다. 주로 꽃이나 식물, 남성과 여성의 성기(性器) 및 생명체 혹은 생명 현상과 연관된 모티브를 사용하는 유기체적인(organic) 양식이다(월간미술. nd.
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