Artec Space Spider로 온라인 액세스를 위한 자연사 표본 디지털화

자연은 항상 사람들에게 무궁무진한 영감의 원천이었습니다. 도마뱀붙이 발의 생체역학을 모방한 등반용 패드, 상어 가죽의 형태와 기능을 모방한 항균성 미세 패턴, 새의 부리 모양에서 영감을 받은 유명한 일본 초고속 열차의 공기역학 등은 모델, 시스템 그리고 자연의 요소는 복잡한 인간 문제 및 설계 과제를 해결하는 데 사용되는 방법에 대한 몇 가지 예에 불과합니다.

생물학자이자 작가이자 Biomimicry Institute의 공동 설립자인 Janine Benyus는 그녀의 TED 강연에서 "우리 주위는 천재들이 둘러싸고 있습니다. 우리가 [무엇이든] 처음으로 만든 것은 결코 아닙니다."라는 유명한 말을 했습니다.

세계적인 도시화, 도시로의 대량 이주 그리고 새로운 여행 규제로 인해 우리 인간이 이 위대한 발명 기계가 제공하는 모든 측면, 조리법 및 청사진과 접할 수 있는 기회가 제한되어 있습니다. 하지만, 황야로 가거나, 외딴섬으로 날아가거나 뚫고 나갈 수 없는 밀림, 참을 수 없는 더위나 추위를 헤쳐 나가지 않고도 수천 개의 진짜와 똑같게 만든 자연사 표본을 볼 수 있는 장소들이 전 세계에 있습니다. 그러한 장소 중에는 Edna W. Lawrence Nature Lab도 있습니다.

Edna W. Lawrence Nature Lab (사진 제공: Nature Lab)

개요

1937년 RISD(로드 아일랜드 디자인 학교) 졸업생이자 오랜 교수진이자 학자이자 교사이자 뛰어난 미국 화가인 Edna Lawrence는 "형태, 공간, 색상, 텍스처, 모양 및 구조의 자연 속 아름다움의 경이로움에 눈을 뜨게 한다”는 목표로 1937년에 Nature Lab을 설립했습니다.

Nature Lab은 일반적인 연구소가 아닙니다. Edna가 1920년대에 자연 드로잉 수업을 위해 여름 장거리 자동차 여행 중에 주운 작은 자연 표본 컬렉션으로 시작한 것이 1937년 1,286종(조개, 나비, 광물, 골격, 씨앗 꼬투리, 박제 등)이 되었고, 38년 후 그녀가 은퇴할 때까지 25,000개 이상의 물품으로 늘어났습니다.

오늘날 이 자연사 컬렉션은 거의 80,000개의 개별 표본으로 구성되어 있으며, RISD의 학생과 교수진은 직업 중인 프로젝트가 과학이든 예술이든 디자인이든 상관없이 무제한으로 액세스할 수 있습니다.

대학에 다른 학과나 Nature Lab과 그것의 자연사 컬렉션과 같은 독립된 장소는 분명히 없습니다. "학생들은 그 안에서 완전히 몰입할 수 있습니다. 캐비닛을 열고 껍질, 뼈, 유목 및 박제 동물 조각을 꺼낼 수 있으며, 그리고, 느끼고, 움직이고, 철자를 쓰는 등 실제로 그것들과 상호작용할 수 있습니다."라고 Nature Lab의 직원 생물학자인 Benedict Gagliardi가 말했습니다.

Nature Lab의 임시 책임자인 Jennifer Bissonnette 박사는 "매우 따뜻이 맞이하는 환경입니다. 개념은 우리는 여러분이 원하는 만큼 깊이 들어가겠지만, 여러분에게 강요하지는 않는다는 것입니다. 그리고 질문이 있으면 여러분이 더 깊이 파고들고 알고 싶은 것이 무엇이든 도와드릴 수 있는 생물학자 3명이 상주하고 있습니다."라고 말했습니다.

Nature Lab에는 주요 컬렉션 외에도 곤충, 지의류, 산호 및 기타 소규모 표본 컬렉션, 유기 및 비유기물 컬렉션, 살아있는 식물, 희귀 자연사 서적 등이 있으며, 최신 이미징 장비를 사용하여 다양한 규모와 차원에서 다양한 자연 인공물을 모두 살펴볼 수도 있습니다. Artec Spider는 Nature Lab의 팀이 2015년에 키트에 추가한 이미징 도구 중 하나입니다.

툴킷에 3D 스캐너 추가

Nature Lab의 임시 책임자인 Jennifer Bissonnette 박사는 "여기서 우리가 하고 있는 일의 일부는 시각화가 새로운 방향으로 나아갈 수 있는 공간을 만드는 것입니다. 우리는 여기에 있는 유기체, 표면 및 텍스처를 감상하는 새로운 방법을 생각하고 있었습니다. 그리고 Artec Spider는 다양한 구조의 매우 미세한 해상도를 캡처할 수 있는 최첨단 기능으로 인해 완벽하게 적합했습니다."라고 말했습니다.

디테일이 미세한 작은 물체를 정밀하게 스캔할 수 있도록 설계된 Spider는 자연 및 역사적 인공물을 실제 모양과 색상으로 디지털 보존하는 데 적합한 솔루션입니다. 강력하고 정확하면서도 가볍고 사용하기 쉬운 Spider는 전문 현미경, 액션 카메라, GPS 추적기 및 기타 천연 물질, 표본, 시스템 및 프로세스의 연구 및 기록을 위한 도구와 함께 Nature Lab의 이미징 장비 컬렉션에 반가운 제품으로 추가되었습니다.

Artec Spider를 사용하여 80,000개 이상의 자연사 컬렉션을 디지털화하는 Nature Lab(사진 제공: Nature Lab)

3D 스캐너는 Nature Lab의 교수진과 학생들이 사용할 수 있게 된 그 순간부터 가장 인기 있는 도구 중 하나가 되었습니다. Gagliardi는 "높은 준의 장비에 접근할 수 있고 그것을 사용할 수 있고 신뢰할 수 있다는 점에서 무적인 무언가가 있습니다. 그냥 ‘아, 이것 좀 스캔해 주시겠습니까?’라고 말하는 것이 아니라 프로젝트의 해당 부분이 더 개인적이면서 밀접하게  연관시킵니다.“라고 말했습니다.

디지털화

당시 Spider로 학생들이 캡처한 박제 표본, 자연사 물체 및 재료의 3D 스캔은 처음에 Gagliardi와 그의 팀이 외장 하드 드라이브에 저장했으며 직접 문의를 통해 제작자만 사용할 수 있었습니다. 그러나 팬데믹이 닥쳤을 때 모든 전체 프로세스가 바뀌었습니다. 학생과 교수진은 Nature Lab에 와서 컬렉션과 상호작용할 수 없었기 때문에 적어도 표본(적어도 일부 표본)에 디지털 방식으로 액세스할 수 있는 방법이 필요했습니다. 이때 Benedict는 온라인 3D 모델 공유 플랫폼인 Sketchfab에 이미 가지고 있는 모든 3D 스캔을 업로드하고 가상 3D 표본 라이브러리를 생성하는 아이디어를 생각해 냈습니다.

Gagliardi는 "팬데믹이 닥쳤을 때 그런 종류의 촉각 학습을 잃는 것은 어떤 종류의 디지털화된 표현으로도 대체하기가 정말 어려웠습니다. 그런데... 디지털 컬렉션은 커리큘럼을 디지털화하는 데 어려움을 겪고 있는 교사들에게 큰 도움이 되었습니다 Artec Spider를 사용한 3D 스캐닝은 사물에 대한 3차원적 이해를 제공하는 데 매우 중요했습니다.”라고 말했습니다.

Nature Lab 팀은 라이브러리의 모든 모델을 무료로 다운로드할 수 있도록 하여 학생과 교수진 모두 파일을 사용하고, 추상화하고 자기 것으로 만들기 위해 원하는 모든 작업을 수행할 수 있었습니다.

Artec Spider로 만든 Nautilus Shell 3D 모델

다양한 표본과 재료의 정확한 3D 복제본을 보유함으로써 팀은 생체모방 수업에 다음과 같이 새로운 관점을 제시할 수 있었습니다.

Bissonnette는 "우리가 연구소에서 연구하고 있는 주제 중 하나는 생체모방이라 하며, 이는 자연을 사용하여 디자인 솔루션에 영감을 주는 것입니다. 다양한 자연 형태와 재료의 디지털 컬렉션을 보유하면 이를 분석하고 다른 소프트웨어로 가져가서 설계 의도가 무엇이든 그에 따라 수정할 수 있는 구조를 구축하기 시작할 수 있습니다."라고 말했습니다.

또한 새로운 접근 방식을 통해 이전에 "연구실 전용"으로 사용할 수 있었던 물품을 대여할 수 있게 되었습니다.

Gagliardi는 "일반적으로 우리는 도서관 책처럼 많은 표본들을 빌려줄 수 있습니다. 예를 들어, 펼쳐진 나비가 들어 있는 손으로 만든 유리 상자, 특정 유형의 껍질과 모든 종류의 작은 표본과 같은 것들입니다. 대여받을 수 없는 것에는 빨간 점이 있습니다 우리는 3D 스캐닝을 통해 그러한 것들을 대여할 수 있었고, 사람들은 몇 시간 후에 또는 멀리 떨어진 곳에서 그들과 상호 작용할 수 있었습니다. 3D 스캐닝으로 인해 이 대여 프로세스가 정말 바뀌었습니다."라고 말했습니다.

 

온라인에서 사용할 수 있는 3D 모델의 디지털 카탈로그가 주는 또 다른 이점은 제작자 및 연구자의 글로벌 커뮤니티에 연결할 수 있는 기회였습니다.

Gagliardi는 "우리는 우리의 D 스캔을 자신의 작품, 비디오 게임 디자인 및 기타 분야에 사용한 사람들로부터 흥미로운 의견을 많이 받았습니다. 표본 중 일부를 식별하는 데 도움을 준 생물학자들도 있습니다. 예를 들어, 우리가 Sketchfab에서 항상 친칠라 두개골이라고 표시했던 것이 사향쥐 두개골로 밝혀졌습니다."라고 말했습니다.

일반적인 작업 흐름에 대해

팬데믹 동안 스캐닝 과정도 바뀌어야 했습니다. 거의 모든 사람이 원격으로 작업하거나 공부하는 상황에서 새로 생성된 표본을 계속 제공해 달라는 강사나 학생들의 요청으로 다양한 표본을 스캔하기 시작한 사람은 Gagliardi였습니다.

Bissonnette는 "갑자기 가상공간으로 가져가는 것은 학생과 교수진이 할 수 있는 흥미로운 일이 아니라 접근할 수 있는 것이 매우 중요했습니다.“라고 말했습니다.

각 표본 유형은 고유하지만 연구소에서 스캔한 대부분의 물체는 동일한 2 캔 작업 흐름을 따릅니다.

먼저, 물품의 위와 옆면을 한 번 스캔한 다음, 뒤집어서 아래와 옆면을 한 번 더 스캔합니다. 팀은 또한 ORANGEMONKIE의 접이식 조명 상자를 사용하여 고품질의 균일한 조명 텍스처를 구현하고 부드럽고 안정적인 스캔을 위한 전기 턴테이블을 사용합니다.

Gagliardi는 "처음 사용했을 때부터 특히 Artec Studio 소프트웨어가 수행하는 프로세스를 보고 감탄했습니다. “원시 스캔을 받으면 '멋지다, 이건 내가 스캔하고 있는 것처럼 보여'라고 생각하지만, 최종 제품인 최종 메시는 초기 스캔에 비해 매우 정교해서 최종 제품을 꺼낼 때마다 여전히 경외감을 느낍니다.“라고 말했습니다.

스캐닝이 완료된 후, 팀은 Artec Studio의 Autopilot 모드를 사용하여 데이터를 처리합니다. 완료되면 최종 모델을 그대로 Sketchfab으로 직접 내보내거나 경우에 따라 Blender로 먼저 내보내 추가로 후 처리를 합니다. Gagliardi는 "Artec Studio가 생성하는 스캔은 품질이 매우 높아 보통 스캔을 내보내기만 하면 바로 사용할 수 있습니다."라고 덧붙였습니다.

현재 디지털 컬렉션은 500~600개의 스캔으로 구성되어 있으며 이미 400개가 업로드되어 Sketchfab에서 다운로드할 수 있습니다.

향후 계획에 대해

Nature Lab 팀은 가상의 3D 스캔 표본 라이브러리를 시작함으로써 RISD의 학생과 교수진뿐만 아니라 이러한 리소스를 이용할 수 없는 공립학교와 기관이 Edna Lawrence의 전설적인 컬렉션에 있는 최고의 자연 유물에 액세스할 수 있게 했습니다. 이 팀은 또한 가상의 3D 스캔 표본 라이브러리를 통해 또한 Artec 스캐너, 사진 측량 또는 기타 디지털화 방법을 사용하는 다른 대학 및 박물관과 연결하고 협력할 수 있었습니다.

Gagliardi는 “저는 RISD 이외의 예술 및 과학계 전문가와 비전문가로부터 계속해서 의견, 감사 메시지, 문의를 받고 있습니다. 최근에는 세계에서 가장 큰 박물관 기술 서비스 제공업체 중 한 곳의 프로젝트 관리자가 저에게 연락하여 주조 프로젝트에 우리의 페인트 칠한 거북이 모델을 사용해도 되는지 확인했습니다. 저는 이 플랫폼의 고유한 리소스가 가져온 광범위하고 다양한 연결에 놀랐습니다."라고 말했습니다.

이제 개별 학생에게 Artec Spider를 사용하여 자신만의 3D 모델을 만드는 방법을 교육하는 것으로 돌아가서 가상 컬렉션은 계속해서 학생, 교사 및 기타 사용자에게 큰 가치가 있습니다. RISD에는 여전히 디지털 컬렉션을 학습 도구로 활용하는 원격 과정이 있으며, 이 학교가 디지털 플랫폼을 통한 지속적인 교육 프로그램을 더 많은 참가자에게 확대함에 따라 디지털 컬렉션은 또한 귀중한 자산이 되었습니다.

Gagliardi는 "우리는 원격 디지털 리소스를 계속 구축할 계획입니다. 팬데믹은 그러한 리소스의 가치에 대해 많은 것을 가르쳐 주었습니다. Artec Spider가 없었다면 우리는 원격 작업의 성공과 관련하여 매우 다른 해를 보냈을 것입니다.“라고 말했습니다.