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A Relative Study of 3D Digital Record Results on Buried Cultural Properties

매장문화재 자료에 대한 3D 디지털 기록 결과 비교연구

  • KIM, Soohyun (Korea University Department of Archaeology and Art History) ;
  • LEE, Seungyeon (Korea University Department of Archaeology and Art History) ;
  • LEE, Jeongwon (Korea University Department of Archaeology and Art History) ;
  • AHN, Hyoungki (Digital Contents Department, Korean Institute for Archaeology and Environment, Division of Cultural Heritage Convergence)
  • 김수현 (고려대학교 고고미술사학과) ;
  • 이승연 (고려대학교 고고미술사학과) ;
  • 이정원 (고려대학교 고고미술사학과) ;
  • 안형기 (한국고고환경연구소, 고려대학교 문화유산융합학부)
  • Received : 2021.09.30
  • Accepted : 2022.02.08
  • Published : 2022.03.30

Abstract

With the development of technology, the methods of digitally converting various forms of analog information have become common. As a result, the concept of recording, building, and reproducing data in a virtual space, such as digital heritage and digital reconstruction, has been actively used in the preservation and research of various cultural heritages. However, there are few existing research results that suggest optimal scanners for small and medium-sized relics. In addition, scanner prices are not cheap for researchers to use, so there are not many related studies. The 3D scanner specifications have a great influence on the quality of the 3D model. In particular, since the state of light reflected on the surface of the object varies depending on the type of light source used in the scanner, using a scanner suitable for the characteristics of the object is the way to increase the efficiency of the work. Therefore, this paper conducted a study on nine small and medium-sized buried cultural properties of various materials, including earthenware and porcelain, by period, to examine the differences in quality of the four types of 3D scanners. As a result of the study, optical scanners and small and medium-sized object scanners were the most suitable digital records of the small and medium-sized relics. Optical scanners are excellent in both mesh and texture but have the disadvantage of being very expensive and not portable. The handheld method had the advantage of excellent portability and speed. When considering the results compared to the price, the small and medium-sized object scanner was the best. It was the photo room measurement that was able to obtain the 3D model at the lowest cost. 3D scanning technology can be largely used to produce digital drawings of relics, restore and duplicate cultural properties, and build databases. This study is meaningful in that it contributed to the use of scanners most suitable for buried cultural properties by material and period for the active use of 3D scanning technology in cultural heritage.

기술의 발전과 더불어 다양한 형태의 아날로그 정보를 디지털로 변환하는 방법이 보편화되었다. 그 결과 디지털 유산, 디지털 재건과 같이 가상공간 내에 데이터를 기록하고 구축하여 재생산하는 개념이 정립되면서 다양한 문화유산 보존과 연구에 적극적으로 활용되고 있다. 그러나 중소형 유물에 대한 최적의 스캐너를 제시하는 기존 연구 성과는 거의 없는 실정이다. 또한 스캐너 가격도 연구자들이 활용하기에는 저렴하지 않아 관련 연구가 많지 않다. 3D 스캐너 사양은 3D 모델 품질에 큰 영향을 끼친다. 특히 스캐너에서 사용되는 광원의 종류에 따라 물체 표면에서 반사되는 빛의 상태가 상이하므로 객체의 특성에 적합한 스캐너를 사용하는 것이 작업의 효율성을 올릴 수 있는 방법이다. 따라서 본고에서는 시기별 토기와 자기를 비롯한 다양한 재질의 중소형 매장문화재 9점을 대상으로 연구를 진행하여 네 가지 방식의 3D 스캐너가 어떠 품질 차이가 있는지 살펴보고자 하였다. 연구 결과 중소형 유물의 디지털 기록은 광학식 스캐너와 중소형 오브젝트 스캐너가 가장 적합하였다. 광학식 스캐너는 메시와 텍스처 모두 우수하나, 가격이 매우 높으며 휴대성이 떨어진다는 단점이 있다. 핸드헬드 방식은 휴대성과 신속성이 뛰어나다는 장점이 있었다. 가격 대비 결과물을 고려할 때는 중소형 오브젝트 스캐너가 가장 우수하였다. 가장 저렴한 비용으로 3D 모델을 획득할 수 있었던 것은 사진실측이었다. 3D 스캐닝 기술은 크게 유물의 디지털 도면 제작, 문화재 복원 및 복제, 데이터베이스 구축 방면으로 활용할 수 있다. 본 연구는 문화유산에서 3D 스캐닝 기술의 적극적인 활용을 위해 재질별, 시대별 매장문화재 유물에 가장 적합한 스캐너를 이용할 수 있도록 기여하였다는 데에 의의가 있다.

Keywords

Acknowledgement

본 논문(저서)은 교육부 및 한국연구재단의 4단계 두뇌한국21 사업(4단계 BK21 사업)으로 지원된 연구임.

References

  1. 고려대학교 매장문화재연구소 외 1명, 2002, 「연지리 유적」, 고려대학교 매장문화재연구소.
  2. 고려대학교 매장문화재연구소 외 1명, 2004, 「주교리 유적」, 고려대학교 매장문화재연구소.
  3. 고려대학교 매장문화연구소 외 1명, 1996, 「관산리유적(I)」, 고려대학교 매장문화연구소.
  4. 고려대학교 고고환경연구소 외 1명, 2007, 「아산 갈매리」, 고려대학교 고고환경연구소.
  5. 한국고고환경연구소 외 1명, 2018. 「논산 거사리 거사리들 유적」, 한국고고환경연구소.
  6. 고려대학교 매장문화연구소 외 1명, 1997, 「관창리 주구묘」, 고려대학교 매장문화연구소.
  7. 문화재청, 2015, 「3차원 스캔 데이터 표준 제작매뉴얼」, 문화재청.
  8. 안재홍 외 1명, 2016, 「디지털유산 문화유산의 3차원 기록과 활용」, 시그마프레스.
  9. 한국과학기술원, 2020, 「훼손 도자기의 원형복원을 위한 시뮬레이션 솔루션 기술개발 보고서」, 한국콘텐츠진흥원.
  10. 구자봉, 박성용, 2009, 「옹기 '전'의 문화지도 제작-3차원 레이저 스캐너 작업-」, 「민족문화논총」제42호, 영남대학교 민족문화연구소, pp.3~42.
  11. 구자봉, 2015, 「디지털 기술을 이용한 유물의 문양표현 방법에 대한 연구」, 「디지털콘텐츠학회 논문지」제16권 제1호, 디지털콘텐츠학회, pp.113~121. https://doi.org/10.9728/DCS.2015.16.1.113
  12. 구자봉, 2015, 「사진스캐닝 기술에 의한 매장문화재 기록방법에 대한 연구」, 「디지털콘텐츠학회 논문지」제16권 제5호, 디지털콘텐츠학회, pp.835~847. https://doi.org/10.9728/DCS.2015.16.5.835
  13. 권다경, 조영훈, 2019, 「3차원 렌더링 기술을 이용한 청동거울의 표면형상 가시화 및 분석」, 「문화재과학기술」제14권 제1호, 공주대학교 문화재보존과학연구소, pp.71~76.
  14. 김영원, 전병환, 2005, 「3차원 형상정보 처리기술을 이용한 환두대도의 디지털 원형복원」, 「한국콘텐츠학회논문지」제5권 제4호, 한국콘텐츠학회, pp.133~140.
  15. 부정, 김희균, 2020, 「사천(四川) 공요(邛窑) 자기의 디지털화 보호에 관한 연구」, 「한국디자인문화학회지」제26권 제4호, 한국디자인문화학회, pp.255~263.
  16. 손준호, 2017, 「청동기시대 석기 관찰 및 기록방법」, 「숭실사학」제39호, 숭실사학회, pp.119~148.
  17. 신우철 외 5명, 2019, 「Texture mapping 기술을 활용한 분청상감모란당초문 장고의 디지털 원형 복원 연구」, 「문화와 융합」제41권 제5호, 한국문화융합학회, pp.127~146.
  18. 안형기, 2010, 「고고학연구에서 전자도면의 적용과 활용」, 고려대학교 일반대학원 고고미술사학과 석사학위논문, pp.1~85.
  19. 안형기, 2017, 「3D 프린터를 이용한 고고자료의 활용」, 「야외고고학」제30호, 한국문화유산협회, pp.249~282. https://doi.org/10.35347/JKFA.2017..30.249
  20. 이해순, 2016, 「3차원 디지털 기술을 활용한 도자기 복원 연구」, 한서대학교 박사학위논문.
  21. 장경수, 2004, 「3D Scanning System을 이용한 문화재디지털복원에 관한 연구」, 성균관대학교 정보통신대학원 영상미디어학과 석사학위논문, pp.1~58.
  22. 최원호, 유태용, 2016, 「고인돌 형태 및 구조 연구를 위한 강화 부근리 고인돌의 디지털 분석」, 「단국학연구」제35권, 단군학회, pp.193~221.
  23. 허의행, 안형기, 2008, 「야외조사에 있어 사진실측의 적용과 활용방안」, 「야외고고학」제4호, 한국문화유산협회, pp.87~115. https://doi.org/10.35347/JKFA.2008..4.87
  24. 허의행, 2016, 「유구실측의 3D도면화 적용과 활용방안 연구」 , 「야외고고학」제27호, 한국문화유산협회, pp.127~144.
  25. 野口淳, 2017, 「文化遺産の三次元記録への 取り組みと課題 -パキスタンの事例-」, 「季刊考古学」제140호, 雄山閣出版, pp.68~71.
  26. 中園聡, 2017, 「九州出土の中世中国系瓦の三次元記録と検討」, 「季刊考古学」제140호, 雄山閣出版, pp.34~37.
  27. 太郎良真妃, 2017, 「ありふれた遺物の記録と応用 -その実際と意義-」, 「季刊考古学」제140호, 雄山閣出版, pp.38~41.
  28. 横山真 외 3명, 2017, 「考古遺物のための三次元計測機開発」, 「季刊考古学」제140호, 雄山閣出版, pp.30~33.
  29. Ahn Hyoung Ki 외 2명, 2021, 'Digital Restoration of Afghanistan's Bamiyan Buddha using Artificial Intelligence and Its Metaverse Content Development', The Journal of the Korea Contents Association, Jour. of KoCon.a, pp.35~46.
  30. A. Gruen 외 2명, 2003, 'Automated modeling of the great Buddha Statue in Bamiyan, Afghanistan', ISPRS Archives, Vol. 34, pp.11~16.
  31. Doneus, Michael 외 1명, 2005, '3D laser scanners on archaeological excavations', CIPA, The International Archives of Photogrammetry.Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Vol. 5, pp.1~6.
  32. Feher, Andras, 2013, 'USING 3D SCANNERS IN ARCHAEOLOGY', HUNGARIAN ARCHAEOLOGY E-JOURNAL, summer, pp.1~5.
  33. G. Guidi 외 4명, 2015, 'Image-based 3D capture of cultural heritage artifacts an experimental study about 3D data quality', Digital Heritage, Vol. 2, pp.1~4.
  34. L. Arbace 외 6명, 2013, 'Innovative uses of 3D digital technologies to assist the restoration of a fragmented terracotta statue', Journal of Cultural Heritage, Vol. 14, pp.332~345. https://doi.org/10.1016/j.culher.2012.06.008
  35. M. Hess 외 1명, 2013, 'Re-engineering Watt: a case study and best practice recommendations for 3D colour laser scans and 3D printing in museum artifact documentation', Lasers in the Conservation of Artworks IX, Springer Proceedings in Physics, pp.154~162.
  36. Pawlowicz, Leszek M..Downum, Christian E., 2021, 'Applications of deep learning to decorated ceramic typology and classification: A case study using Tusayan White Ware from Northeast Arizona', In Journal of Archaeological Science, pp.1~14.
  37. Pires, H. 외 3명, 2016, 'Close-range Laser Scanning Applied to Archaeological Artifacts Documentation. Virtual Reconstruction of an XVIth Century Ceramic Pot', The 7th International Symposium on Virtual Reality, Archaeology and Cultural Heritage VAST, pp.1~6.
  38. Stergios Fragkos 외 4명, 2018, '3D laser scanning and digital restoration of an archaeological find', Vol. 178, pp.1~6.
  39. V. Evgenikou, 2016, 'Investigating 3D reconstruction methods for small artifacts', International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing & Spatial Information Sciences, pp.1~8.
  40. Digital Forma Urbis Romae Project: https://accademia.stanford.edu/forma-urbis/
  41. The Digital Michelangelo Project: http://graphics.stanford.edu/projects/mich/
  42. Smithsonian X 3D: https://3d.si.edu/explore
  43. Sketchfab: https://sketchfab.com