Artec Eva, 세계에서 가장 오래된 유대교 회당 중 하나에서 500년의 역사를 디지털화하다

만투아의 성스러운 율법 궤(Holy Torah Ark of Mantua)는 예루살렘의 Nahon 이탈리아계 유대인 미술관에서 가장 희귀하고 인상적인 전시회 중 하나입니다. 1543년 이탈리아 만투아에서 가장 뛰어난 장인들이 만든 성스러운 율법 두루마리를 보관하기 위해 고안된 이 독특한 나무 궤는 원래 금박 조각으로 장식된 세계에서 가장 오래된 궤 중 하나입니다. 그 양식은 언약의 궤가 들어있는 것으로 여겨지는 예루살렘의 성서 속 성전의 양식을 반영합니다. 그것은 건물의 형태로 설계되었으며 기둥과 기둥머리와 같은 건축적 요소가 특징입니다.

건설 당시부터 현재까지 만투아 궤는 여러 번의 화신을 거쳤습니다. 마침내 제2차 세계 대전 이후 유대인 공동체가 쇠퇴하면서 궤는 예루살렘으로 보내져 현재의 보금자리에 놓였습니다. 그곳에 도착한 후 대대적인 개조, 보존 및 복원 작업을 거쳐 멋진 현재 상태를 되찾았습니다.

그러나 미술관의 일반 방문객과 미술관 웹 사이트 방문객에게는 이 궤의 상징성과 특징에 관한 특별한 역사는 아직 알려지지 않았습니다. 그 크기와 위치 때문에 정밀 검사가 불가능하고 눈에 보이는 특징조차 충분히 감상할 수 없습니다.

궤가 원래 있었던 만투아의 스콜라 그란데(Scola Grande) 회당. 20세기 초에 찍은 사진, Nahon 미술관 제공.

2015년에 Nahon 미술관은 궤의 이야기와 그 여정, 그리고 유대계 이탈리아인의 삶의 맥락에서 그 역사적 의미를 전하는 프로젝트를 시작했습니다. 웹사이트 예루살렘의 만투아는 만투아 유대인 공동체의 역사, 삶, 문화와 이 궤가 여러 세대를 거쳐 공동체 사람들에 의미하는 중요성을 설명합니다.

이러한 이유로 인해 미술관은 3D로 궤를 스캔하여 방문객들이 직접 또는 가상으로 궤에 완전히 접근할 수 있도록 하는 야심 찬 노력을 시작하게 되었습니다.

궤의 반짝이고 대칭적이며 반복적인 패턴[이미지 제공: Moshe Caine 교수]

크기, 형상 및 텍스처의 복잡성으로 인해 만투아 궤를 스캔하는 데는 다음과 같은 특정 문제가 야기되었습니다.

• 궤의 윤곽 - 매우 복잡하며, 직접적인 시각적 접근이 불가능한 수많은 영역. 또한, 궤는 미술관 벽에 너무 가까이 서 있어서 스캐너가 차단된 표면에 도달하는 데 필요한 각도에 배치할 수 있는 공간뿐만 아니라 스캔 장비가 작동할 수 있는 공간을 거의 남아있지 않았습니다.
• 텍스처. 궤는 처음에는 나무로 만들었습니다. 그러나 금박으로 코팅되어 있어 매끄럽고 반짝이는 궤의 전체 표면은 3D 스캐너로 캡처하기 가장 어려운 표면 중 하나입니다. 스캔할 시간이 되었을 때, 표면을 무광 분말로 코팅하는 것은 허용되지 않았고 실용적이지도 않았습니다. 설사 그랬다고 해도 궤 표면의 질이 달라졌을 것입니다.
• 셋째, 궤의 윤곽은 복잡하면서 패턴이 반복적이어서 여러 스캔을 정렬하고 융합하는 작업이 다소 복잡합니다.
• 마지막으로 궤의 크기(3m 이상의 높이)는 스캔 과정을 더욱더 어렵게 만들었습니다.

작업의 복잡성을 평가한 후 궤를 디지털화하는 데에는 최고 품질의 도구가 필요하다는 것이 명백해졌으며, 미술관은 Artec 3D의 공식 골드 파트너인 텔아비브의 Caliber Engineering and Computers Ltd에 눈을 돌렸습니다. 당시 Caliber의 책임자였던 Zvi Gritberg는 즉시 프로젝트에 투입되었습니다. 회사에서 일반적으로 수행한 기술 엔지니어링 CAD 프로젝트와는 너무 다르기 때문에 그는 이 프로젝트의 전문적 과제와 독특한 문화적 가치를 모두 인식하여 무료로 자원하여 수행했습니다.

Artec Eva 스캐너로 궤 스캔하기[이미지 제공: Nahon 미술관]

궤를 철저히 조사한 후 Caliber 팀은 Artec Eva가 작업에 가장 적합한 스캐너라고 결정했습니다. "휴대용 스캐너 중 괴물"이라고 불리는 이 구조 광 3D 스캐너는 최대 0.1mm의 뛰어난 정확도와 탁월한 해상도로 중대형 물체를 캡처하는 데 탁월하며, 심지어 검은색과 광택이 있는 표면에서도 뛰어난 해상도로 시중의 다른 스캐닝 솔루션보다 뛰어난 성능을 제공합니다. 게다가, Eva는 가볍고 빨라서 햇살이 좋은 날 외부에서든 불빛이 희미한 갤러리 내부 깊은 곳에서든 이상적인 환경과는 거리가 먼 스캔 환경에서 역사적 물품, 조각, 기념물들을 캡처할 때 특히 유용합니다.

스캐닝 과정

궤를 근본적으로 철저히 캡처하고 스캐닝 팀이 물체 상단에 쉽게 접근할 수 있도록 미술관에 특수 비계가 설치되었습니다. 일반적으로 중간 크기의 물체에 사용되었던 Eva가 그렇게 큰 물체를 캡처하는 것은 개인적인 도전이었습니다. 팀이 스캔을 완료하는 데 3일에 걸쳐 15시간이 걸렸고, 이후 여러 스캔을 정렬, 청소 및 융합하는 데 몇 시간이 더 걸렸습니다. 전체적으로 78개의 개별 스캔이 만들어졌습니다. 최종 모형은 700MB가 넘었고 다각형의 수는 1,600만 개가 넘었습니다.

 

위에서 궤 스캐닝[이미지 제공: Nahon 미술관]

"궤의 큰 크기에도 불구하고 우리는 궤의 텍스처와 형상 덕분에 첫 시도부터 첫 번째 시도부터 Artec Eva로 좋은 결과를 얻을 수 있었습니다. 스캔 후 Artec Studio 소프트웨어를 사용하여 사무실에서 모든 작업을 완료할 수 있었습니다. 추가로 스캔과 수리를 하기 위해 다시 올 필요가 없습니다.”라고 Caliber Engineering의 CEO인 Guy Engel이 말했습니다.

 

Artec Studio에서 결과 미리 보기[이미지 제공: Nahon 미술관]

초기 처리 단계 이후 Caliber 팀은 원본 스캔의 품질을 유지하면서 파일 크기를 줄였고, 3D 모형을 보정하여 공개용으로 준비했습니다. 이 시점에서 파일은 Caliber에서 예루살렘에 있는 Hadassah Academic College의 사진 통신학과의 Moshe Caine 부교수에게 전달 되었습니다. 문화유산 보존을 위한 3D 스캐닝 및 사진 측량 솔루션에 대한 폭넓은 지식과 경험을 가진 Caine 교수는 궤의 3D 모형을 완벽하게 다듬었습니다.

Caine 교수의 데이터 처리 작업 흐름

Caine 교수의 스캔 처리 작업 흐름은 다음과 진행되었습니다.

Autodesk(베타) Memento 소프트웨어를 사용하여 메시의 사소한 결함을 미세 조정 및 청소

뒷벽과 바닥 추가. 궤는 미술관 벽에 설치되어 있어서 궤의 뒷면과 밑면을 스캔할 수 없었습니다. 이러한 것들을 거짓으로 표현하기보다는 컴퓨터로 간단한 벽과 바닥을 만들어 모델에 추가하기로 했습니다​.

텍스처 맵의 이미지 처리. 스캔 단계 동안 세심하게 작업을 했음에도 불구하고, 작은 결함은 여전히 남아 있고 궤의 색상은 부정확했습니다. 이후 DSLR 니콘 카메라를 이용하여 추가 촬영을 진행하였고, 보정된 표면은 원래의 UV 맵에 융합하였습니다. 이러한 목적을 위해 다음과 같은 다양한 방법을 테스트했습니다.

• Meshlab의 래스터에서 매개 변수화 및 텍스처링.
• 맵을 PSD(Photoshop) 파일로 내보내기고, Photoshop에서 수정하고, 수정된 모형을 다시 가져온 다음 내보내기.
• Photoshop에서 OBJ 파일을 열고 텍스처 레이어에서 직접 작업하기. 궁극적으로 만족스러운 결과가 나올 때까지 위의 기법들을 병행해서 사용했습니다.
• Photoshop 소프트웨어로 최종 텍스처 맵에서 컬러 보정을 하였으며, 유일하게 실제 궤만 참조하였습니다.

수십 개의 역사적 유물을 스캔한 후 Caine 교수는 3D 스캔 및 처리 작업 흐름에 대한 자신의 접근 방식을 다음과 같이 상세히 설명했습니다.

“문화 유산을 3D 스캔하려는 사람들을 위해 한 가지 중요한 조언을 하겠습니다. 천천히 신중하게 작업하십시오. 서두르지 마십시오. 가능한 한 물체에 가깝게 이동하십시오. 소프트 라이트를 많이 사용하십시오. 그리고 다음 말을 기억하십시오. ‘쓰레기가 들어가면, 쓰레기가 나온다.’ 결과는 그 작업에 쏟는 노력과 주의만큼 좋을 것입니다.”

 

Caliber와 Moshe Caine가 제작한 Sketchfab상의 만투아 궤

Caine 교수가 꼼꼼한 스캔 처리 과정을 마치자, 최종 모형은 대중이 볼 수 있도록 만투아 유대인 공동체의 예술에 전념하는 예루살렘의 Nahon 미술관 웹 사이트 예루살렘의 만투아에 업로드되었습니다. 또한, 궤 옆에는 터치스크린이 장착된 현장 키오스크가 설치되어 미술관 관람객들이 모든 각도에서 웅장한 역사 전시물을 보고, 확대 및 축소하여 모든 세부적인 부분을 자세히 볼 수 있으며, 가장 중요한 것은 핫스팟을 통해 역사적 인공물의 다양한 면에 대한 관련 정보에 즉시 접근할 수 있도록 하였습니다.

모형에 대한 전반적인 반응은 매우 긍정적이고 열정적입니다. 미술관 직원과 케인 교수에 따르면 사람들은 특히 궤를 모든 각도에서 가까이서 살펴볼 수 있다는 점을 높이 평가합니다. 이는 3D 모형의 마술이며, 2D 이미지나 만투아 궤만큼 큰 물리적 물체는 일반적으로 경쟁할 수 없습니다. 이와 같은 프로젝트는 3D 스캐닝 기술이 어떻게 우리가 인지하는 방식을 변화시키고 문화 유산을 보존할 수 있는지를 보여주는 놀라운 예입니다.

1,500년대에 만투아 유대인 공동체의 시민과 구성원은 그들의 후손들이 500년이 지난 후에도 그들 공동체의 상징적인 유물을 안전하게 볼 수 있을 뿐만 아니라 집을 떠나지 않고도 360도로 가까이에서 볼 수 있을 것이라고는 상상조차 할 수 없었습니다.