Artec Eva로 스캔한 나폴레옹 동상
대형 물체를 스캔할 때 Artec의 스캐너와 소프트웨어 제품들이 어떻게 작동하는 지에 관한 질문을 많이 받곤 하는데, 아래의 스토리는 좋은 답이 될 것입니다.
프랑스 툴루즈에 소재한 IMA Solutions SARL의 CEO인 벤자민 모레노(Benjamin Moreno)를 만나보았습니다. IMA Solutions는 3D 스캐닝 및 시각화를 통해서 세계 각지의 유명 미술관을 위해 3D 인터렉티브 시스템과 같은 새로운 멀티미디어 도구를 개발하는 기업입니다. 대영박물관, 아크로폴리스 박물관, 프랑스 북부 도시인 랑스(Lens)에 소재한 루브르 랑스 미술관 등을 주 고객으로 두고 있습니다.
벤자민은 Artec의 Eva와 Artec Studio 10을 사용하여 대단히 세밀하고 즉시 인쇄가 가능하도록 제작된 ‘말에 탄 나폴레옹 동상’의 3D 모델을 보여주었습니다. 이 작업은 프랑스 비지유(Vizille)에 위치한 프랑스 혁명 박물관(Musée de la Révolution Française)의 요청에 따라 후대를 위해 동상을 3D 이미지로 보존하고, 엘바 섬에 유배됐던 나폴레옹의 프랑스 귀환 200주년을 기념하기 위해 시행되었습니다. 유명 프랑스 조각가 엠마뉴엘 프레미에(Emmanuel Frémiet)가 1987년에 주조한 이 동상은 프랑스의 도시인 라프리(Laffrey) 근처에 위치해 있습니다.
벤자민은 “말을 주제로 한 작품들을 3D로 스캔한 적이 있는데, 매번 ‘다리 모양과 여기저기 숨은 부분이 많기 때문에 말은 스캔하기 가장 어려운 대상물이다’라고 생각했습니다.”라며 다음과 같이 덧붙였습니다. “과거에는 스캐너 암(scanner arm)에 레이저 헤드를 장착하는 등 3D 스캐너를 위한 장비를 추가적으로 사용했습니다. 이제는 언제, 어떤 상황에서도 복잡한 예술작품을 3D로 스캔할 수 있는 기술은 Artec만이 보유하고 있다고 자신있게 말할 수 있습니다.”
벤자민은 Artec의 제품을 판매하는 프랑스 소매회사인 Boreal을 통해 Artec의 Eva 및 Spider 스캐너 제품을 구입하기 이전엔 3D 레이저 스캐너를 사용했었다고 합니다. “이제는 Artec의 Eva와 Spider를 사용하여 과거 사용하던 디지털 시스템과 달리 어떠한 상황에서도 다양한 종류의 작품을 스캔할 수 있고, 박물관 컬렉션을 스캔할 때 문제가 되는 타겟이나 레퍼런스 시스템을 사용하지 않아도 됩니다.”라고 벤자민은 말합니다.
덧붙여, “또한 Artec의 스캐너 제품들은 실시간으로 텍스처까지 표현하는데, 이는 정말 편리한 기능입니다.”라며 이렇게 설명합니다. “이전에는 레이저 스캐너로 물체의 기하학적 3D 구조를 만든 후 여러 번의 촬영을 통해 수작업으로 텍스처를 입혔습니다. 이는 시간도 오래 걸리는 데다 수작업이기 때문에 정밀도 역시 떨어졌습니다. 이제는 텍스처를 완벽하게 포착해서 표면에 맵핑이 가능하게 되었습니다. 획득 시간(acquisition time) 역시 스캔 대상물의 종류에 따라 5배에서 10배까지 짧아졌습니다. 또한 역사적 명작의 경우, Artec 3D 이외의 3D 시스템으로는 스캔이 불가능합니다. 그래서 저는 고객에게 ‘이런 수준의 3D 스캔은 Artec 제품이 출시되기 전엔 불가능했습니다!’라고 말하곤 하죠.”
나폴레옹 동상 스캔 작업에서 벤자민이 추가적으로 필요했던 소품은 바로 대상에 사방으로 접근이 가능한 사다리였고, 박물관 측에서 이를 제공해주었습니다. 그리고 현장에 배터리 팩을 필수로 챙겨갔는데, 대부분 동상의 윗부분을 스캔할 때 사용했습니다. 그리고 대부분은 충전기에 연결해놓은 Eva와 노트북을 사용해 작업했습니다. 벤자민은 “3D 스캐너 작업에서 배터리 관련 문제는 Artec의 배터리가 아니라 노트북 배터리가 더 문제였어요!”라고 말하기도 했습니다.
사실 벤자민은 배터리를 종종 사용하곤 합니다. 일전에 맘모스를 음각한 선사시대의 미술작품을 스캔할 때에도 지하 4미터 깊이까지 내려가야 했기에 배터리를 가지고 가야 했습니다. 벤자민은 “Eva와 배터리 팩을 사용해 현장에서 신속히 3D 스캔작업을 마칠 수 있었습니다.”라고 설명했습니다.
나폴레옹 동상의 표면적이 다소 넓었으므로 벤자민은 자체적으로 3D 스캐닝 전략을 세웠다며 다음과 같이 설명했습니다. “대상물을 18개 구역으로 분할해서(Artec Studio 10의 프로젝트 개수도 18개) 상당 부분을 겹치는 방식으로 스캔하여 후처리 정렬과정이 용이하도록 했습니다.”
스캔 작업은 총 이틀이 소요되었고 후처리 과정은 57GB라는 어마어마한 데이터를 처리하기 위해 열흘의 시간이 걸렸습니다. 효율성을 높이기 위해 18번의 스캔 작업들을 각각 1mm 해상도로 세밀한 이미지 융합(Sharp Fusion) 작업을 수행했습니다. 이에 따라 각각 2천 5백만 개의 폴리곤이 생성되었고, 축소(Decimate) 작업을 통해 각 1천 5백만 폴리곤으로 축소했습니다. 그리고는 비강체 정렬(Non-rigid Alignment)과 1mm 설정의 세밀한 이미지 융합(Sharp Fusion) 작업으로 총합 2천만 개의 폴리곤까지 정리했습니다. 마지막으로 텍스처가 들어간 프레임을 적용하여 완성된 3D 모델에 질감을 입히고 Zbrush 프로그램으로 약간의 수정작업을 했습니다.
벤자민은 Artec Studio 10의 출시 후 가장 먼저 이 업그레이드된 프로그램을 사용한 고객 중 하나입니다. 그는 “AS9과 AS10을 비교했을 때, 우선적으로 파인 레지스트레이션과 글로벌 레지스트레이션 알고리즘(fine and global registration algorithms)의 속도가 개선되었으며 기존 스캔 추적(tracking from the previous scan) 옵션이 대폭 개선되었다는 점을 차이점으로 들 수 있습니다.”라며, “전체적으로 AS10의 신뢰성과 속도가 AS9 대비 개선되었지요.”라고 이야기합니다.
고객의 요청에 따라 IMA Solutions는 일반적으로 세 종류의 3D 모델을 제작합니다. 첫 번째로 기 측정 완료된 3D 시각화 및 문화유산에 대한 고해상도 3D 모델 제작, 두 번째는 3D 인쇄에 최적화된 3D 모델 제작, 그리고 실시간 3D 렌더링 엔진에 최적화된 모델 제작입니다.
벤자민은 스캔 결과에 대해, “3D 모델 소장으로 이제 박물관은 마우스 클릭 한 번으로 동상을 모든 각도에서 감상할 수 있어 매우 만족해하고 있습니다.”라고 말했습니다.
