오픈소스 소프트웨어를 활용한 고고 유물의 디지털 실측 연구

이호선; 안형기

doi:10.22755/kjchs.2024.57.1.82

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자료유형: 학술저널

저자정보: 이호선 (한국고고환경연구소 디지털콘텐츠실 연구원) 안형기 (한국고고환경연구소 디지털콘텐츠실 실장)

저널정보: 국립문화유산연구원 헤리티지:역사와 과학 헤리티지:역사와 과학 제57권 제1호

발행연도: 2024.3

수록면: 82 - 108 (27page)

DOI: 10.22755/kjchs.2024.57.1.82

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고고 자료의 기록방식이 아날로그 기록에서 디지털로 전환되면서 3D 스캐닝 기술의 도입은 본격화되었다. 현재 3D 스캔과 사진측량을 이용한 고고 자료의 디지털 기록에 대한 연구와 도입은 지속적으로 이루어지고 있다. 하지만 비용, 인력 문제 등으로 인해 대부분의 매장문화재 기관에서는 적극적인 디지털 기술의 도입을 주저하고 있다. 본고는 3D 스캔 방식 중 효율성이 가장 높다고 평가되는 사진측량 기술을 이용하여 오픈소스 소프트웨어를 활용한 유물의 디지털 실측 방법을 제시하고자 한다. 유물의 디지털 실측 절차는 크게 3D 모델 획득, 3D 모델 편집 및 입단면도 제작, 전자도면 작성의 세 단계로 이루어진다. 디지털 기술 적용의 접근성을 살펴보기 위해 전 과정은 오픈소스 소프트웨어만을 이용하였다. 연구 결과 정량적 평가에서 실제 유물과 3D 모델의 수치 데이터 간 계측의 편차가 크지 않았다. 또한, 오픈소스 소프트웨어와 상용 소프트웨어 간 정량적 품질 비교분석 결과 유사도가 높았다. 다만 데이터 처리시간은 상용 소프트웨어의 성능이 우위에 있었다. 이는 지속적인 알고리즘 개선으로 인한 연산속도 향상의 결과로 판단된다. 정성적 평가에서는 메시 및 텍스처 품질의 차이가 일부 발생하였다. 오픈소스 소프트웨어로 생성된 3D 모델은 메시 표면에 노이즈가 다수 발생하거나 메시의 표면이 부드럽지 않고 유물의 제작흔, 문양의 표현을 확인하기 어려웠다. 하지만 일부 프로그램에서 정량적·정성적 평가에서 상용 소프트웨어에 견줄 만한 품질을 획득할 수 있었다. 3D 모델 편집을 위한 오픈소스 소프트웨어에서는 사진실측 결과물의 후처리, 정합, 병합뿐만 아니라 유물 실측에 필요한 스케일 조정, 입단면도 제작 및 이미지 렌더링까지 가능하였다. 이후 오픈소스 캐드 프로그램에서 트레이싱하여 최종 도면을 완성하였다. 고고학 연구에서 사진실측의 적용은 발굴과정부터 보고서 작성 그리고 3D 모델 데이터의 수치정보를 이용한 연구 등 활용 가능성이 매우 높다. 컴퓨터 비전의 획기적인 발전으로 오픈소스 소프트웨어의 종류도 다양해졌고 성능도 상당 부분 개선된 것으로 확인되었다. 누구나 쉽게 디지털 기술의 적용이 가능한 현재 고고 자료의 3D 모델 데이터의 획득은 문화유산의 보존과 연구 활성화를 위한 기초자료로 활용될 수 있다.

With the transition of archaeological recording method’s transition from analog to digital, the 3D scanning technology has been actively adopted within the field. Research on the digital archaeological digital data gathered from 3D scanning and photogrammetry is continuously being conducted. However, due to cost and manpower issues, most buried cultural heritage organizations are hesitating to adopt such digital technology. This paper aims to present a digital recording method of relics utilizing open-source software and photogrammetry technology, which is believed to be the most efficient method among 3D scanning methods. The digital recording process of relics consists of three stages: acquiring a 3D model, creating a joining map with the edited 3D model, and creating an digital drawing. In order to enhance the accessibility, this method only utilizes open-source software throughout the entire process. The results of this study confirms that in terms of quantitative evaluation, the deviation of numerical measurement between the actual artifact and the 3D model was minimal. In addition, the results of quantitative quality analysis from the open-source software and the commercial software showed high similarity. However, the data processing time was overwhelmingly fast for commercial software, which is believed to be a result of high computational speed from the improved algorithm. In qualitative evaluation, some differences in mesh and texture quality occurred. In the 3D model generated by open-source software, following problems occurred: noise on the mesh surface, harsh surface of the mesh, and difficulty in confirming the production marks of relics and the expression of patterns. However, some of the open source software did generate the quality comparable to that of commercial software in quantitative and qualitative evaluations. Open-source software for editing 3D models was able to not only post-process, match, and merge the 3D model, but also scale adjustment, join surface production, and render image necessary for the actual measurement of relics. The final completed drawing was tracked by the CAD program, which is also an open-source software. In archaeological research, photogrammetry is very applicable to various processes, including excavation, writing reports, and research on numerical data from 3D models. With the breakthrough development of computer vision, the types of open-source software have been diversified and the performance has significantly improved. With the high accessibility to such digital technology, the acquisition of 3D model data in archaeology will be used as basic data for preservation and active research of cultural heritage.

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