Courtesy of Factum Foundation
집중탐구
2021년 3월 12일
세티 1세: 리얼리티스캔으로 보존하는 3,000년 역사의 무덤
Factum Foundation은 3,000년 된 세티 1세의 암굴묘에 대한 완전하고 정확한 기록을 만들기 위해 사진측량 기술, 레이저 스캔, 혁신적인 3D 프린팅 프로세스를 동원해 프로젝트를 진행했습니다. 그리고 이 프로젝트의 핵심에는 리얼리티스캔이 있었습니다.
파라오 세티 1세(Pharaoh Seti I, 기원전 1290~1279년)의 암굴묘는 이집트 룩소르 인근의 유명한 왕실 묘지인 왕가의 계곡(Valley of the Kings)에서 가장 크고 중요한 무덤입니다. 1817년, 파라오가 사망한 지 3,000여 년 후 이탈리아 서커스의 거장 조반니 바티스타 벨조니(Giovanni Battista Belzoni)가 이 무덤을 발견하면서 영원히 지속되도록 지어진 이 기념비적 건축물에 열렬한 관심이 쏟아졌습니다.
발견 이후 이 무덤은 잘못된 보존 시도와 무차별적인 관광으로 인해 심각한 훼손을 겪었습니다. 2016년에 팩텀 재단(Factum Foundation)은 이를 디지털화하고 실물 복제본을 제작하여 무덤을 보존하는 작업에 착수했습니다. 투탕카멘(Tutankhamun)의 무덤을 보존하고 대중에게 공개했을 때와 유사한 방식이었죠. 이 작업은 팩텀 재단의 자매 아트 스튜디오인 팩텀 아르테(Factum Arte)가 도맡아 진행했습니다.
투탕카멘 무덤의 데이터에 대한 획기적인 연구와 평가가 이미 진행되어 왔기에, 팩텀 재단은 세티 1세의 무덤에도 동일한 기회를 제공하고자 했습니다. 게다가 디지털 보존 및 복제품 재현은 이전에 전 세계 박물관에 흩어진 무덤의 일부를 본국으로 돌려보낼 기회가 되기도 합니다.
팩텀 재단과 팩텀 아르테가 노력한 결과, 연구 및 지식 전파에 안성맞춤인 세계에서 가장 완전하고 통합된 세티 1세 무덤 컬렉션이 탄생했습니다.
보존 및 보호
발견 이후 이 무덤은 잘못된 보존 시도와 무차별적인 관광으로 인해 심각한 훼손을 겪었습니다. 2016년에 팩텀 재단(Factum Foundation)은 이를 디지털화하고 실물 복제본을 제작하여 무덤을 보존하는 작업에 착수했습니다. 투탕카멘(Tutankhamun)의 무덤을 보존하고 대중에게 공개했을 때와 유사한 방식이었죠. 이 작업은 팩텀 재단의 자매 아트 스튜디오인 팩텀 아르테(Factum Arte)가 도맡아 진행했습니다.
투탕카멘 무덤의 데이터에 대한 획기적인 연구와 평가가 이미 진행되어 왔기에, 팩텀 재단은 세티 1세의 무덤에도 동일한 기회를 제공하고자 했습니다. 게다가 디지털 보존 및 복제품 재현은 이전에 전 세계 박물관에 흩어진 무덤의 일부를 본국으로 돌려보낼 기회가 되기도 합니다.
팩텀 재단과 팩텀 아르테가 노력한 결과, 연구 및 지식 전파에 안성맞춤인 세계에서 가장 완전하고 통합된 세티 1세 무덤 컬렉션이 탄생했습니다.
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기록 방법
실물 복제본을 제작하는 데는 고해상도 3D 지오메트리가 필요하지만, 디지털화된 각 부분을 맥락에 맞게 배치하려면 더 크고 해상도가 낮은 데이터가 있어야 합니다. 이를 위해 팀은 초고해상도(루시다(Lucida)), 사진측량 기술, 전통적인 지상 레이저 스캐닝을 조합하여 사용했습니다.
데이터 유형 간의 복잡성이 서로 다른 상황에서 리얼리티스캔은 모든 데이터를 하나의 일관된 데이터세트로 통합하는 데 가장 적합한 애플리케이션이었습니다.
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초기 현장 작업
2016년 5월, 룩소르에 있는 무덤의 각 방을 스캔하고 촬영했습니다. 원래 무덤에서 발견된 석관과 다양한 유물은 런던의 존 손 경 박물관(Sir John Soane’s Museum)에 기록되어 있습니다. 1817년 조반니 바티스타 벨조니의 발견 이후 무덤에서 떼어진 20개 이상의 벽 조각은 보스턴 미술관(Museum of Fine Arts), 피렌체 국립 고고학 박물관(National Archaeological Museum of Florence), 이집트 박물관 및 파피루스 컬렉션(Ägyptisches Museum und Papyrussammlung), 루브르 박물관(Louvre Museum)의 소장품으로 조사 및 등록되었습니다.
묘실, 석관 및 벽면 조각은 각 유물을 기록하는 데 가장 적합한 고해상도 기술을 조합하여 기록되었습니다. 이러한 기술에는 근거리 및 원거리 3D 레이저 스캐닝, 고화질 컬러 합성 사진, 그리고 단거리 및 중거리 사진측량이 포함됩니다.
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사진측량 과정
사진측량 기술은 세티 1세의 무덤을 기록하는 데 중요한 역할을 했습니다. 사진측량 이미지는 무덤 내부에서 촬영되어 미완성된 벽을 이해하고 색상을 일치시키는 작업에 중요한 정보를 제공했습니다.
명확하게 정의된 프로토콜에 따라 DSLR 카메라를 사용하여 일정하게 확산되는 광원이 존재하는 상태에서 각 이미지가 크게 겹치도록 하여 여러 장의 이미지를 촬영했습니다. 이렇게 얻은 이미지는 리얼리티스캔을 사용해 처리했는데, 그렇게 출력된 작업물은 고가의 3D 시스템을 사용하여 얻은 최상의 결과와 거의 일치했습니다.
이 이미지는 기본 포인트 클라우드보다 높은 해상도의 지오메트리를 제공하며 매우 정교한 디테일이 요구됩니다. 고해상도 텍스처가 필요한 가상 환경, 건축 도면 또는 2D 입면도의 제작 과정과 달리 밀링 및 3D 프린팅에는 정교한 지오메트리가 필요합니다. 기존의 레이저 스캐닝으로는 이러한 프로세스에 적합한 수준의 해상도를 얻기 어렵습니다.
레이저 스캐닝 과정
2016년 11월에 무덤이 다시 개방되며 관광객이 급증했음에도 불구하고 팩텀 아르테는 FARO 포커스(Focus) 130 지상 레이저 스캐너를 사용하여 무덤의 3D 조사를 성공적으로 완료했습니다. 이 시스템으로 얻은 데이터를 통해 무덤의 전반적인 지오메트리와 공간적 치수에 대한 정보를 얻을 수 있었습니다. 이 정보는 스캔 및 사진 데이터에 출처를 부여하기 위해 다른 모든 데이터를 덧붙일 수 있는 프레임워크를 제공했습니다.
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Lucida를 사용한 고해상도 스캔
루시다는 사진측량 기술과 레이저 스캔 데이터를 통해 캡처된 일반적인 지오메트리와 맥락을 활용하여 재현 과정에 필수적인 세부 사항을 수집합니다. 그러나 이동성과 적응성의 한계로 인해 지붕, 바닥 벽면의 30%는 스캔되지 않아 다른 데이터로 보완해야 했습니다.
프로세싱
레이저 스캔 데이터는 FARO SCENE 3D 포인트 클라우드(3D Point Cloud) 소프트웨어에서 처리 및 등록되어 E57 포인트 클라우드를 생성했습니다. 사진은 이상적인 노출, 선명도, 색상 표현을 위해 라이트룸(Lightroom)에서 처리했습니다.
그런 다음 리얼리티스캔으로 데이터를 가져와 주요 대부분의 처리를 진행했습니다. 이미지는 방별로 나누고 각 섹션을 고유한 구성 요소로 임포트하여 개별적으로 정렬했습니다. 모든 방의 처리가 완료되면 레이저 스캔 데이터를 축척 기준으로 사용하여 모든 구성 요소를 함께 등록했습니다.
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프로젝트가 성공적으로 정렬된 후, 사진측량 기술과 레이저 정보를 활용하여 각 방의 벽면 하나하나마다 고해상도 모델을 제작하여 세밀한 디테일에 더욱 정교한 지오메트리를 구현했습니다.
각각의 고해상도 벽 메시는 OBJ 형식으로 익스포트한 다음 3D 프린팅을 위해 여러 섹션으로 나누었습니다.
마지막으로 팀은 리얼리티스캔의 기본 직교 투영 툴을 사용하여 각 벽의 뎁스 맵을 생성했습니다. 이 뎁스 맵은 CNC 라우팅 머신에서 패널 전체의 각 섹션에서 재료를 얼마나 깊이 파내야 하는지를 나타내는 지형도로 사용됩니다.
세티 1세의 석관과 벽면을 장식하는 부조 벽화는 아름다울 뿐만 아니라 당시의 문화를 엿볼 수 있는 통찰력을 제공합니다. 이러한 부조를 실제와 동일한 깊이, 질감, 색감으로 재현하면 연구자들에게 사진만으로는 얻을 수 없는 귀중한 데이터를 제공할 수 있습니다.
하지만 무덤의 조각들은 평평한 표면이 아니라 석관처럼 불규칙한 암석 표면 또는 곡선형 표면에 새겨져 있어 3D 프린팅으로 재현하기 어려운 경우가 빈번했습니다. 또한 무덤 발견 후 효과적인 보존이 이루어지지 않아 무덤의 원래 색상 중 상당수가 희미해지거나 완전히 사라진 경우도 많았습니다.
패텀 아르테가 세티 1세의 무덤을 재현하는 작업에는 입체 프린팅, 라우팅, 3D 프린팅, 탄성 프린팅 등, 3D 표면과 2D 텍스처를 모두 구현하기 위한 다양한 기법이 필요했습니다.
각각의 고해상도 벽 메시는 OBJ 형식으로 익스포트한 다음 3D 프린팅을 위해 여러 섹션으로 나누었습니다.
마지막으로 팀은 리얼리티스캔의 기본 직교 투영 툴을 사용하여 각 벽의 뎁스 맵을 생성했습니다. 이 뎁스 맵은 CNC 라우팅 머신에서 패널 전체의 각 섹션에서 재료를 얼마나 깊이 파내야 하는지를 나타내는 지형도로 사용됩니다.
재현
세티 1세의 석관과 벽면을 장식하는 부조 벽화는 아름다울 뿐만 아니라 당시의 문화를 엿볼 수 있는 통찰력을 제공합니다. 이러한 부조를 실제와 동일한 깊이, 질감, 색감으로 재현하면 연구자들에게 사진만으로는 얻을 수 없는 귀중한 데이터를 제공할 수 있습니다.
하지만 무덤의 조각들은 평평한 표면이 아니라 석관처럼 불규칙한 암석 표면 또는 곡선형 표면에 새겨져 있어 3D 프린팅으로 재현하기 어려운 경우가 빈번했습니다. 또한 무덤 발견 후 효과적인 보존이 이루어지지 않아 무덤의 원래 색상 중 상당수가 희미해지거나 완전히 사라진 경우도 많았습니다.
패텀 아르테가 세티 1세의 무덤을 재현하는 작업에는 입체 프린팅, 라우팅, 3D 프린팅, 탄성 프린팅 등, 3D 표면과 2D 텍스처를 모두 구현하기 위한 다양한 기법이 필요했습니다.
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입체 프린팅
평평한 표면에는 오세 테크놀로지(Océ Technology, 현재 Canon Production Printing의 자회사)에서 프로젝트 아이거(Project Eiger)라는 연구 프로젝트를 통해 개발한 신기술인 입체
프린팅을 사용했습니다.
입체 프린팅으로는 최대 가로가 2.44m, 세로가 1.19m, 높이가 5mm인 풀컬러 텍스처 인쇄물을 제작할 수 있습니다. 이 인쇄물을 제작하기 위해 팀은 리얼리티스캔에서 익스포트한 뎁스 맵과 루시다 스캐너에서 익스포트한 뎁스 맵을 함께 사용했습니다.
세티 1세의 무덤은 벽 부조의 깊이가 5mm를 초과하는 경우가 종종 있었는데, 오세 테크놀로지 연구개발 부서에서는 세티 1세 프로젝트만을 위한 실험적인 슬라이싱 알고리즘을 개발하고 인쇄 공정을 수정하여 필요한 부조 효과를 유지하면서도 정확도를 잃지 않는 흑백 인쇄물을 제작했습니다.
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팩텀은 세티 1세의 무덤을 흑백으로 인쇄한 후 나중에 컬러를 추가했습니다. 오세 인쇄물은 무덤 벽면의 음각 몰드로 제작되었으며 이 몰드로 주형을 만들었습니다. 벨조니가 이 비접촉 기술을 사용할 수 있었다면 무덤 벽면은 지금까지도 원래 색상을 유지하고 있었을 것입니다.
무덤의 대부분은 CNC 라우팅 머신을 사용하여 폴리우레탄 판에 조각되었습니다. 입체 프린팅과 동일하게, 리얼리티스캔에서 익스포트한 뎁스 맵과 루시다 스캐너에서 익스포트한 뎁스 맵을 결합한 데이터로 라우터를 제어했습니다. 1x1m 패널을 250마이크론으로 3D 라우팅하는 데는 약 120시간이 소요됩니다.
벽은 1x2m 크기의 패널로 라우팅한 다음 이들을 하나로 연결했습니다. 완성한 패널들은 조립하여 완전한 방을 구성했습니다. 그런 다음 불규칙한 모양의 여러 섹션으로 절단하여 전시장으로 운반하고 보이지 않는 접합부를 볼트로 고정하여 전시했습니다.
라우팅
무덤의 대부분은 CNC 라우팅 머신을 사용하여 폴리우레탄 판에 조각되었습니다. 입체 프린팅과 동일하게, 리얼리티스캔에서 익스포트한 뎁스 맵과 루시다 스캐너에서 익스포트한 뎁스 맵을 결합한 데이터로 라우터를 제어했습니다. 1x1m 패널을 250마이크론으로 3D 라우팅하는 데는 약 120시간이 소요됩니다.
벽은 1x2m 크기의 패널로 라우팅한 다음 이들을 하나로 연결했습니다. 완성한 패널들은 조립하여 완전한 방을 구성했습니다. 그런 다음 불규칙한 모양의 여러 섹션으로 절단하여 전시장으로 운반하고 보이지 않는 접합부를 볼트로 고정하여 전시했습니다.
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3D 프린팅
전시의 나머지 부분은 레진 기반 시스템을 사용하여 3D 프린팅되었습니다. 프린팅에 사용된 메시는 리얼리티스캔에서 가능한 최고 해상도로 생성한 후, 디테일 손실 없는 프린팅에 가장 알맞은 수의 폴리곤으로 축소했습니다. 이 메시를 외부 프로그램으로 정리 및 준비한 후 자체적으로 프린팅했습니다. 라우팅 및 입체 프린팅된 패널은 전시의 완성도를 높여 주었습니다.
탄성 프린팅
탄성 프린팅 매체는 실용적인 요구에 대해 직접적으로 대응하기 위해 준비했습니다. 팩텀 아르테의 평판 디지털 프린터는 덧인쇄에서 색이 완벽하게 겹치도록 할 수 있지만, 불규칙한 표면에서는 세밀하고 선명한 이미지를 인쇄할 수 없습니다.
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세 가지 서로 다른 재료, 즉 아크릴 젯소를 바른 두 겹의 얇은 잉크젯 바탕재와 탄성 아크릴 지지층을 적층하여 인쇄하는 방식을 개발했습니다. 이 혼합물은 약간의 질감이 있는 실리콘 몰드 위에 일곱 겹으로 겹쳐 제작되었습니다. 그 결과 탄생한 소재는 매우 얇고, 유연하고, 약간의 탄성도 있으며 안료 잉크를 사용한 잉크젯 인쇄에 적합합니다.
이 '스킨'은 폭 1.5m, 길이 최대 3m의 시트로 인쇄할 수 있어 최종 복제물의 이음매 수를 최소화합니다. 스킨은 '가용 수명'이 짧으며 3D 프린팅된 모델에 바로 적용해야 합니다. 그래야 제대로 늘어나서 표면에 올바르게 부착할 수 있습니다.
이 '스킨'은 폭 1.5m, 길이 최대 3m의 시트로 인쇄할 수 있어 최종 복제물의 이음매 수를 최소화합니다. 스킨은 '가용 수명'이 짧으며 3D 프린팅된 모델에 바로 적용해야 합니다. 그래야 제대로 늘어나서 표면에 올바르게 부착할 수 있습니다.
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전시
모든 준비가 끝나고, 최종 결과물은 스위스 바젤의 고미술 박물관(Antikenmuseum)에서 첫 전시를 선보이며 놀라움을 자아냈습니다. 박물관 관람객들은 유물, 무덤 모형, 교육 콘텐츠, 그리고 체험 공간까지 모두 경험하며 무덤 자체는 물론, 유물 복제본의 제작 과정과 재발견에 대해서도 배울 수 있었습니다.
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오늘날 전 세계 박물관에 나뉘어 소장되어 있는 패널과 유물을 비롯한 추가적인 세부 사항도 모두 꼼꼼한 스캔을 거쳐 무덤과 함께 전시되었습니다. 이는 재발견 이후로 이 무덤을 처음으로 완전한 상태로 관람할 수 있게 된 첫 전시였습니다.
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마지막으로, 이 무덤은 전시회 곳곳에서 만날 수 있는 상형문자와 의식용 유물에 담긴 의미를 설명해 줍니다. 이런 환경에서 고대 이집트인들에 대해 배운다고 상상해 보세요. 직접 만지고 느낄 수 있는 유물들, 각 유물의 용도에 대한 풍부한 정보, 벨조니의 발견과 발굴에 얽힌 배경 이야기, 그리고 이 모든 것을 현재 무덤이 있는 이집트에서 3,000km 이상 떨어진 곳에서 만날 수 있다는 것입니다.
이러한 전시는 아이디어와 기술 지식, 장비가 있다면 무엇을 할 수 있는지를 잘 보여줍니다.
이러한 전시는 아이디어와 기술 지식, 장비가 있다면 무엇을 할 수 있는지를 잘 보여줍니다.
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팩텀 재단 소개
디지털 보존 기술을 위한 팩텀 재단은 2009년 마드리드에 설립된 비영리 단체입니다. 팩텀 재단은 마드리드에 위치한 다학제 워크숍인 자매사 팩텀 아르테와 협력하여 현대 미술에서의 디지털 중재 및 복제본 제작에 전념하고 있습니다. 이 재단의 설립 목적은 고해상도 기록 및 재구현 기술의 철저한 개발을 통해 세계 문화 유산을 기록, 모니터링, 연구, 재현 및 보급하는 작업의 중요성을 알리는 것입니다. 세티 1세의 무덤 관련 활동에 대한 자세한 내용은 재단의 기술 논문 세티 1세의 석관 — 재구현(The Sarcophagus of Seti I — Re-materialisation)(영문)을 참고하세요.
디지털 보존 기술을 위한 팩텀 재단은 2009년 마드리드에 설립된 비영리 단체입니다. 팩텀 재단은 마드리드에 위치한 다학제 워크숍인 자매사 팩텀 아르테와 협력하여 현대 미술에서의 디지털 중재 및 복제본 제작에 전념하고 있습니다. 이 재단의 설립 목적은 고해상도 기록 및 재구현 기술의 철저한 개발을 통해 세계 문화 유산을 기록, 모니터링, 연구, 재현 및 보급하는 작업의 중요성을 알리는 것입니다. 세티 1세의 무덤 관련 활동에 대한 자세한 내용은 재단의 기술 논문 세티 1세의 석관 — 재구현(The Sarcophagus of Seti I — Re-materialisation)(영문)을 참고하세요.
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리얼리티스캔은 학생, 교육자, 그리고 연간 총매출이 US$1,000,000 미만인 개인 및 회사에서 무료로 사용할 수 있습니다.US$1,000,000 기준을 초과하나요? 라이선스 페이지를 방문하여 구매 옵션에 대해 알아보세요.