Artec Leo와 Ray II 스캐너로 야외 박물관을 3D로 구현

3D 스캐너

과제: 폴란드 우치(Łódź)에 있는 고고학 및 민족지 박물관(Museum of Archaeology and Ethnography)은 중세 요새와 그 안에 있는 모든 것을 포함한 여러 유산지를 안전하고 신속하게 디지털화해야 했습니다. 궁극적인 목표는 보관 및 보존을 위한 유산지와 자산의 최고 수준의 디지털 트윈을 제작하고 VR, 교육 및 연구를 위한 3D 시각화를 만드는 것이었습니다.

솔루션: Artec Leo, Artec Ray II, Artec Studio, Blender, ZBrush

결과: 요새와 기타 건물, 유물, 심지어 광활한 풍경을 정확한 풀컬러 3D 모델로 구현하여 교육용 프레젠테이션, 몰입형 VR 경험, 디지털 전시회에 바로 사용할 수 있게 되었습니다.

Artec를 선택한 이유: Leo와 Ray II를 사용하여 작은 규모의 디테일과 광범위한 영역을 모두 완벽하게 캡처할 수 있었습니다. 빠른 속도, 정교한 정확도 및 원활한 스캐너 통합은 3D Master 팀의 전문성과 결합되어 원활한 작업 흐름과 뛰어난 결과를 가져왔습니다.

폴란드 툼(Tum) 마을에 있는 요새를 스캔하기 위해 설치 중인 Artec Ray II. 이미지 제공: 3D Master

민족지학 박물관에서의 경험을 진정으로 숨 막히게 하는 것은 무엇일까요? 모든 가구와 생활용품, 크고 작은 구조물이 수십 년 또는 수백 년 전에 만들어진 곳에 발을 들여놓으면 마치 오래된 마을의 주민이 된 듯한 상상을 할 수밖에 없습니다. 이제, 전 세계 어디서든 이러한 장소에 들어가 일상적인 가전제품을 발견하고 우리 세대보다 오래전에 태어난 사람들이 하루를 보내는 것이 어떤 느낌인지 배울 수 있다고 상상해 보십시오. 이러한 경험은 Artec 앰배서더와 폴란드 우치의 고고학 및 민족지학 박물관 간의 협업을 통해 현실이 되었습니다.

디지털 시대의 역사 보존

1918년에 설립된 이 박물관은 고고학, 민족지학, 화폐학이 교차하는 방대한 컬렉션을 자랑합니다. 박물관은 시대에 발맞춰 문화 및 역사 유산을 보관하고 보존하기 위해 현대 기술을 지속적으로 파악하고 적용하고 있습니다. 이러한 노력의 일환으로 박물관은 보존 콘퍼런스인 MuzeOn을 개최했으며, 이 행사에서 Artec 3D의 폴란드 앰배서더인 3D Master가 초청되어 전문성과 스캐닝 기술을 선보였습니다. 두 가지 모두에 깊은 인상을 받은 박물관은 요새와 대규모 야외 단지를 포함한 야외 전시물을 디지털화하기로 했고, 3D Master는 시각화, 애니메이션 및 가상 워크스루를 위해 이러한 유산지를 디지털로 캡처하는 작업에 본격적으로 착수했습니다.

Artec Ray II를 사용한 요새의 스캔 및 애니메이션. 동영상 제공: 3D Master

이 지역의 문화적 경관에 없어서는 안 될 중요한 부분인 퀴아트코벡(Kfjatkukuvkk) 마을의 민족지학 단지에는 주거용 흙집과 흙으로 만든 저장고부터 도자기 가마, 빵 오븐 등 다양한 건축물이 있습니다. 이러한 건물 중 일부는 19세기말에서 20세기 초의 원본을 기반으로 복원된 것입니다. 1820년에 지어진 풍차, 훨씬 오래된 요소가 있는 20세기 중반의 석유 공장, 20세기 초의 대장간 등 잘 보존된 역사적 보물도 찾아볼 수 있습니다. 단지 내 가정 내부에는 전간기 후반의 전형적인 시골 가정집을 재현해 놓았습니다. 역사적인 전시물 외에도 지역 예술가와 장인의 워크숍이 많은 방문객을 끌어들이고 있습니다.

한편 툼의 요새에서는 이 지역의 중세 유산을 엿볼 수 있습니다. 이 고대 정착지는 중세 초기로 거슬러 올라가며 토목 공사와 방어 구조물 등 요새의 잔재가 남아 있습니다. 당연히 스캔할 객체가 매우 다양하기 때문에 이 프로젝트에는 올바른 전문 지식과 적합한 도구가 모두 필요했습니다.

적합한 솔루션, 올바른 팀

이 박물관은 이미 Artec Space Spider를 보유하고 있었고 소규모 프로젝트에 이를 사용했지만 전체 박물관을 디지털화하는 것은 특히 3D 스캐닝 솔루션 측면에서 훨씬 더 큰 과제였습니다. 이를 인식한 3D Master는 장거리 LiDAR Artec Ray II와 AI 기반 무선 Artec Leo를 배치하여 전시물을 전체적으로 캡처하고 실내와 실외 공간이 혼합된 디지털 박물관을 만들기로 했습니다.

두 스캐너를 결합하여 사용하면 다양한 애플리케이션에서 특히 효과적인 것으로 입증되었으며, 문화유산 보존도 예외는 아닙니다. Ray II와 Leo는 섬세한 물건부터 성과 교회와 같은 거대한 구조물에 이르기까지 전체 문화 유적지를 3D로 캡처하는 데 완벽한 조합을 이룹니다. 다양한 스캔 범위를 갖춘 이 두 장치는 원활하게 함께 작동하여 전문가가 화려한 특징과 전체 기념물을 모두 렌더링하는 데 도움이 되었습니다.

야외 박물관에서 진행 중인 스캐닝. 이미지 제공: 3D Master

3D Master의 CTO이자 프로젝트 책임자인 Rafał Wypysiński는 “Leo는 휴대성이 뛰어나 전원 코드가 필요 없고 조명 조건에 민감하지 않으며 작동 중에 노트북에 연결할 필요가 없다는 점이 큰 장점입니다. Leo는 더 빠르고 실외에서 사용하기에 적합하며 작은 부품뿐만 아니라 넓은 영역도 처리할 수 있습니다. 또한 여러 스캐너의 데이터를 쉽고 빠르게 통합할 수 있어 인상적인 최종 출력물을 얻을 수 있습니다."라고 설명했습니다.

이 팀은 Ray II로 디지털화 프로세스를 시작하여 박물관 부지 주변 60여 곳에서 스캔을 진행했습니다. Karol Komorowski가 Ray II를 옮겨 작동시키는 동안 Piotr Wieczorek은 Leo를 사용하여 전시물의 작고 복잡한 부분을 캡처했습니다. 팀은 단 하루 만에 한 장소에서 다른 장소로 이동하여 요새와 대장간은 물론 박물관 건물 내의 모든 방과 단지 내 야외 공간의 모든 전시물을 캡처했습니다. 사무실로 돌아온 전문가 팀은 데이터를 Artec Studio로 가져와 전역 정합을 사용하여 스캔을 정렬하고 삼각형 메시를 생성하여 초기 3D 모델을 만들었습니다.

날씨가 좋아 보였지만 스캐닝에 반드시 좋은 것은 아니었습니다. 풍부한 햇빛과 강한 바람은 몇 가지 과제를 안겨주었는데, 팀은 Ray II를 들어 올리기 위해 삼각대를 사용하면서 텍스처 불일치를 없애고 안정성을 확보해야 했습니다. 그럼에도 불구하고 3D Master는 작업을 완료하고 Ray II와 Leo의 텍스처 출력물을 비교하는 실험까지 진행했습니다. 그리고 마지막 단계인 데이터 처리로 넘어갔습니다.

벽화 스캐닝 중 작은 요소의 색상 캡처 비교: Artec Leo(왼쪽) 대 Artec Ray II(오른쪽). 이미지 제공: 3D Master

처리, 향상 및 놀라움

Leo의 고해상도 데이터는 복잡한 건축 요소와 같은 세부적인 부분을 다듬는 데 이상적인 반면 Ray II의 스캔은 더 넓은 영역을 처리했습니다. Artec 골드 인증 3D 스캐닝 전문가인 Piotr Wieczorek는 “두 데이터 세트가 모두 준비되면 포인트 클라우드를 결합하여 두 스캐너의 데이터를 통합한 최종 메시를 생성했습니다. 이 접근 방식의 장점은 더 많은 디테일이 필요한 작은 부분은 Leo의 높은 해상도로 처리하고 건물이나 단조품과 같은 넓은 영역은 Ray II로 처리한다는 것입니다. 작업 흐름은 매우 원활했으며, 유일한 문제는 PC RAM 용량이었습니다."라고 말했습니다.

Artec Studio가 모든 초기 처리를 수행하는 동안 3D Master는 Blender와 ZBrush와 같은 별도의 도구를 사용하여 더 자세한 시각화와 애니메이션을 구현했습니다. 팀의 그래픽 디자이너인 Agata Jochimek은 이 소프트웨어를 활용하여 모델을 완성하고 사소한 결함을 해결하고 완벽한 메시를 생성했습니다. 선택한 영역의 UV 매핑과 텍스처 다듬기를 통해 최종 모델은 놀라울 정도로 사실적으로 제작되었으며, 이는 VR 워크스루 및 홍보용으로 이상적입니다.

Wypysiński는 "엔지니어로서 텍스처와 모델 프리뷰에 다르게 접근하는 것이 우리에게 또 다른 과제였습니다. 약 5년 전쯤에 ZBrush에 대한 전문 교육을 받았지만 전담 그래픽 디자이너가 없었기 때문에 기술적인 작업과 예술적인 작업 사이를 전환하는 것이 어려웠습니다."라고 말했습니다.

텍스처를 적용하기 전과 후의 다양한 처리 단계. 이미지 제공: 3D Master

기억에 남을 경험

확실히 3D Master에게 이 프로젝트는 리버스 엔지니어링과 같은 기술 애플리케이션에 집중하던 기존 방식에서 벗어난 것이었습니다. 요새, 대장간, 유물로 가득 찬 방 등 다양한 구조물을 포함한 박물관 전체를 스캔하는 것은 도전해 볼 만한 흥미로운 일이었습니다. 놀랍도록 선명하게 렌더링된 내부 스캔은 마치 비디오 게임이나 영화의 한 장면과 같았습니다. Piotr Wieczorek이 말했듯이, 스캔의 몰입감 있는 품질과 모든 각도를 가상으로 탐색할 수 있는 기능 덕분에 이 프로젝트는 특히 보람 있었습니다.

미적 만족 외에도 고객의 리소스를 절약할 수 있는 성공적인 작업이었습니다. Wypysiński는 "또 다른 중요한 점은 시간 효율성입니다. 같은 수준의 디테일과 품질을 얻으려면 프로젝트에 많은 시간이 걸릴 수 있습니다. 이제 두 스캐너와 전문가 간의 효율적인 협업을 통해 약 8~9시간 만에 스캐닝을 완료할 수 있었습니다. 이러한 속도와 효율성은 당사와 새로운 스캐너를 고려하는 잠재 고객 모두에게 강조해야 할 주요 이점입니다.”라고 결론지었습니다.

엔지니어링과 예술의 만남: 박물관의 미래

3D Master의 CEO Rafał Lis와 그의 팀은 사업 확장 과정에서 고객들이 훌륭한 스캔 결과를 기대할 뿐만 아니라 이 기술을 통해 무엇을 더 얻을 수 있는지 궁금해한다는 사실을 알게 되었습니다.

Artec Leo 및 Ray II를 사용한 민족지학 야외 박물관 3D 스캐닝. 동영상 제공: 3D Master

박물관의 경우 가능성은 무한합니다. Karol Komorowski는 “내부를 들여다보고 그 시대의 삶이 어떠했고 당시 사람들이 어떻게 살았는지 살펴볼 수 있는 좋은 기회입니다. 어떤 스캔은 집 안의 방을 보여줘서 내부를 엿볼 수 있고, 다른 쪽에는 대장간이 있는데 이 대장간도 세부적으로 스캔했습니다. 이를 통해 망치부터 바퀴, 기타 도구까지 내부의 모든 것을 살펴볼 수 있습니다. 이러한 공간을 꼼꼼하게 캡처할 수 있다는 점이 정말 매력적이었습니다."라고 말했습니다. 최종 모델은 박물관 웹사이트에 훌륭한 콘텐츠를 제공했으며, 이는 분명 사람들이 방문하도록 부추길 것입니다.

프로젝트가 진행됨에 따라 3D Master는 다가오는 콘퍼런스에서 최종 결과를 발표할 준비를 하고 있습니다. 이러한 결과는 전문적인 전문 지식, 기술적 정밀성, 예술적 세련미가 결합되어 3D 스캐닝 애플리케이션의 표준을 어떻게 재정립할 수 있는지를 잘 보여줍니다. 이 팀은 전 세계 박물관에 영감을 줄 수 있는 3D 프로젝트를 제작했으며, 3D 경험이 얼마나 몰입감 있고 교육적이며 시각적으로 놀라울 수 있는지 보여주었습니다.