3D 맵핑으로 시작하는 문화재 관리

숭례문 전소 사건을 기억하시나요? 2008년 당시 방화로 인해 숭례문의 약 90%가 불탔던 사건입니다. 사건 이후로 약 숭례문은 약 5년간의 복원 과정을 거쳤고, 2013년 완벽하게 복원되어 국민 앞에 나타났습니다. 이렇게 복원이 되는 과정에는 3D 레이저 스캔 자료가 큰 도움이 되었다고 합니다. 물론 수기로 자세히 작성된 숭례문의 도면도 있었지만, 디지털화 된 자료를 통해 더욱 섬세하게 복원이 가능했습니다.

위프코 제공

이처럼 3D스캔을 통한 3차원 데이터 구축은 기존의 사진 측량 방식보다 훨씬 풍부한 자료를 확보할 수 있고, 고도의 정밀도를 추구할 수 있으며, 수작업으로 실측이 어려운 부분을 포함한 전체적인 형태를 영구적인 파일 자료로 보관할 수 있습니다. 따라서 3D스캔은 문화재에 대한 3차원 벡터 정보를 확보하여 문화재의 과학적 복원 분석과 복원․관리․보존 등에 활용할 수 있게 됩니다. 또한 대상 문화재에 직접 닿지 않고 레이저나 카메라 기술 등을 사용하여 측정을 하기 때문에 소중한 문화재에 아무런 해를 입히지 않는 장점이 있습니다. 과거에는 지상 라이다로만 측정을 했기 때문에 넓은 지역을 측정하는데는 한계가 있었지만, 최근 드론의 등장으로 더 넓은 지역, 큰 구조물 등을 빠르게 맵핑할 수 있게 되었습니다.

프로젝트 시작

헬셀은 사례 연구를 위해 문화재 모델링 프로젝트를 진행하기로 했습니다. 아직 문화재청 국가문화유산포털 3D 문화유산에 등록되지 않은 문화재이자 사무실에서 가장 접근성이 좋았던 문화재인 다산 유적지를 맵핑하기로 계획했습니다. 다산 유적지는 조선 후기의 실학자 정약용 선생의 생가터와 문화재로 지정되어 있는 정약용선생묘가 위치해 있는 곳입니다. 남양주시 조안면에 위치해 있으며, 현재 많은 사람들이 관광지로 찾고 있는 장소입니다.

정약용 유적지 전경

우리는 이 프로젝트를 통해 추후 유적지에 균열이 생기거나 파손되었을 시 관리가 용이해질 것을 기대했습니다. 정기적으로 촬영을 진행한다면 시기별 모델링 파일 비교를 통해 유지와 보수가 용이해지며, 훼손 방지가 가능합니다. 따라서 만약 문화재가 훼손되거나 소실되는 일이 발생하더라도 이전과 똑같이 복원할 수 있습니다.

프로젝트 디테일

PHANTOM4 RTK로 여유당 전체 기록하는 모습

iPad와 viDoc을 사용하여 지상 기록

PHANTOM 4 RTK(드론)와 viDoc(RTK 수신기), iPad를 함께 사용하여 맵핑을 진행했습니다. 드론과 지상 라이다를 함께 사용하면 드론으로 찍지 못하는 지붕 밑 등 가려지는 부분을 지상에서 보완할 수 있습니다. 또한 RTK 수신기를 아이패드와 함께 사용함으로써 5cm 미만의 오차로 정확한 지리 위치 데이터를 제공받을 수 있기 때문에 아이패드만 사용하는 것에 비해 오차가 더욱 정확하게 측량을 할 수 있다는 장점이 있습니다.

PIX4Dmapper에서 프로세싱 된 여유당

많은 사진이 찍힌 부분은 정확하게 맵핑이 되었으나 사진이 부족하게 찍힌 부분은 정확하게 나오지 않아 보완이 필요했습니다. 여유당의 크기는 약 25m x 26m 정도 되는데, 보통의 경우 이정도 사이즈의 구조물을 모델링 할 때, 하루가 아닌 몇 일간의 프로젝트로 진행됩니다. 이번 촬영에는 약 4000장의 사진 데이터가 사용 되었지만, 더 훌륭한 데이터를 얻기 위해서는 최소 1~2만장의 데이터가 필요합니다. 하지만 비교적 적은 수량으로 만들어 낸 데이터라는 사실에 비하여 만족스러운 결과가 나왔습니다.

비교적 많은 사진이 기록되어 좋은 퀄리티로 기록된 우물

결론

문화재청 국가문화유산포털 3D 문화재에 등록된 신라 진흥왕 순수비 모델링

문화재청은 2021년부터 2025년까지 3D 문화재를 만드는 일에 713억원의 예산을 투입할 것이라고 밝혔습니다. 이는 앞으로 문화재 관리에 드론 맵핑, 3D 맵핑이 더욱 폭넓게 사용될 것임을 의미합니다. 3D 맵핑이 더욱 많이 상용화 됨으로써 우리 문화재가 오랫동안 변함 없이 원래의 아름다운 모습을 유지할 수 있을 것으로 기대합니다.