Artec 스캐닝 기술을 사용하여 중국 사원의 아치형 입구를 웅장한 3D 모형으로 변환

과제: 3D 스캔을 통해 좁은 공간에서 크고 화려하게 조각된 아치형 입구를 3D로 스캔하기

솔루션: Artec Eva, Artec Space Spider 및 Artec Studio

결과: 휴대용 3D 스캐너의 조합을 사용하여 신성한 불교 유적지에 있는 건축 랜드마크의 매우 세부적인 수밀 3D 모형 제작

“진주를 가지고 노는 두 마리의 용이 하늘 높이 승천할 것입니다.” 중국의 위대한 예술가이자 석공인 후밍저우(Hu Mingzhou)는 이렇게 중국 북부 우타이산(Mount Wutai)의 신성한 지역에서 그의 이름을 영원히 남길 건축적 걸작품을 장식하는 장면을 구상했습니다. 100년 후, 과일, 꽃, 신화 속 동물과 실제 동물의 절묘한 다층 조각으로 장식된 그의 화려한 용을 테마로 한 아치형 문은 무형의 영역으로 돌아와 보존 프로젝트의 틀에서 가장 섬세한 3D 모형으로 재현되었습니다.

우타이산의 룽취안사(Longquan Temple) 앞 아치형 문

유네스코가 세계 유산으로 지정하고 중국 정부 관광청이 AAAAA(최상위) 관광 명소로 인정한 우타이산(또는 5 개의 테라스 산)은 중국의 4대 불교산 중 첫 번째입니다. 우타이산은 5개의 평평한 봉우리에 수도원이 지워지기 시작한 서기 1세기 초부터 전국에서 온 수백만 명의 순례자가 경의를 표하는 장소였습니다.

형상 전용 모드에서 룽취안사 아치형 문의 최초 3D 모형

오늘날 우타이산은 40개 이상의 사원이 있는 곳이며, 그중 룽취안사는 전설적인 후밍저우(1895~1968)가 기여한 독특한 건축 양식으로 구별됩니다.

후밍저우의 높아진 명성

학교 교사의 아들인 후밍저우는 10살 때 우타이산의 목공소에서 수습생으로 일하기 시작했습니다. 그는 석공 외에도 서예와 그림에 큰 관심을 보였습니다. 부지런하고 끈기 있으면서도 대담하고 자유분방한 젊은 후밍저우는 스승과 동료 모두에게 존경을 받았습니다. 그의 스승인 류위안청(Liu Yuancheng)은 "제자가 주인을 능가했다"며 그에 대해 말한 적이 있습니다.

그러나 후밍저우가 비로소 첫 번째 주요 프로젝트에서 신뢰를 얻은 것은 20대 중반이 되었을 때였습니다. 당시 룽취안사는 고(故) 푸지 스님을 위한 성소를 설계하고 건립하기 위해 입찰 공고를 냈습니다. 후밍저우는 다른 경쟁자들 속에서 자신의 프로젝트를 작성하고 발표했습니다. 이 프로젝트는 이웃 허베이성의 장인들이 제출한 프로젝트와 나란히 대회에서 1위를 차지했습니다. 애처롭게도 후밍저우는 수도원 원장과의 인터뷰 후 너무 어리고 경험이 없어서 거절당했습니다.

허베이 팀은 공사에 착수했지만, 공사가 순조롭게 진행되고 있을 때 특히 성소의 벽을 장식할 조각과 관련하여 요구 사항이 강화되었습니다. 프로젝트를 완료할 수 있는 숙련된 석공이 부족한 허베이 팀은 이 프로젝트를 중간에 포기했습니다. 수도원 원장은 후밍저우에게 의지해야 했습니다. 후밍저우는 오래 걸리지 않은 시간에 사방으로부터 재능 있는 조수를 모으고, 초기 스케치를 다듬고, 프로젝트를 가장 빠르게 진행하기 위해 작업자들에게 작업을 분배했습니다.  성역이 공개되었을 때, 모든 사람은 산줄기에서 콸콸거리며 흐르는 물이 특징인 석조물의 아름다움에 경탄했습니다.

걸작 아치형 문 제작

1년 후, 룽취안사 앞에 조각된 아치형 문을 건설하는 다음 입찰에서 후밍저우는 후자의 영광과 중요성을 높이기 위해 낙찰받았습니다. 이 예술가는 우선 노란색 밀랍으로 만든 축소된 프로토타입으로 아치형 디자인에 대한 자신의 비전을 구체화했습니다. 두 세계의 최고를 결합한 후밍저우는 중국의 전통 목공 무늬와 자신의 석조 기법을 접목시켰습니다. "보석 중의 보석이다!" 검토 패널 중 한 명이 프로토타입을 바라보며 이렇게 소리쳤습니다.

총 50명의 장인이 6년간 계속해서 후밍저우의 감독 아래 열심히 일했고, 1930년 가을 드디어 아치형 문이 완성되었습니다. 이 건축적 경이는 불교에서 신성하게 여기는 숫자인 108개의 계단으로 이루어진 계단 꼭대기에 자리 잡고 있습니다. 그것의 3개의 문은 앞면에 4개, 뒷면에 4개의 기둥으로 받쳐진 4개의 정사각형 모양의 교각으로 이루어져 있습니다. 기둥의 모든 면에는 용을 예술적으로 표현했습니다. 성문의 아치형 천장은 꼼꼼하게 조각한 만발한 모란, 잘 익은 감, 중국 전통 붓, 종이 부채, 귀중한 책 등으로 주목할 만합니다. 또한 아치형 문의 중앙에는 서로 다른 자세를 취한 돌로 조각된 사자 20여 마리가 있습니다.  그 중심에는 부처님의 생애를 그린 그림이 그려져 있으며, 그 위에 “부처님의 빛이 비친다”라는 지혜의 글귀가 새겨진 연꽃잎 모양의 수직 현판이 있습니다.

아치형 문 정문 위의 화려한 조각

공격 태세를 갖춘 사자의 모습

선택된 스캐닝 도전

이 문화적 보물을 보존하여 후세에 물려 주기 위해 이 모든 부산스러운 정교한 형태를 디지털 형식으로 재구성해야 했습니다.

두 가지 요구 사항이 설정되었습니다.

  • 첫째, 아치형 문의 각 요소는 최고의 정확도로 3D로 렌더링해야 했습니다. 최종 3D 모형의 격차는 허용되지 않았습니다.
  • 둘째, 마스터 3D 모형을 아치형 문을 구성하는 구조적 부분으로 분해하여 각각 개별적으로 검토 할 수 있도록 해야 했습니다.

3D 스캐닝 기술을 사용하는 것보다 두 가지 기준을 모두 충족하는 더 좋은 방법은 없었습니다. 휴대용 3D 스캐너를 사용하여 필요한 모든 각도에서 물체의 표면을 단면별로 캡처하여 물체 주위를 이동할 수 있습니다.

휴대용 3D 스캐닝은 Artec 3D 골드 파트너인 Beijing Onrol Technology Ltd.의 팀이 아주 능숙하게 수행할 수 있는 기능입니다. 이 회사는 꽤 까다로워 보이는 아치형 문 스캐닝 프로젝트를 계약했습니다. 이 회사는 두 개의 휴대용 3D 스캐너를 사용하기로 했습니다. Artec Eva와 Artec Space Spider입니다.

Artec Eva는 Space Spider보다 시야가 넓고 스캔 속도가 빨라 지정된 표면적을 더 빠르게 캡처할 수 있습니다. Space Spider의 강점은 더 높은 3D 포인트 정확도(최대 0.05mm)와 더 높은 3D 해상도(최대 0.1mm)입니다. 따라서 Eva는 아치형 문의 전체적인 스캔을 위해 선택되었고 Space Spider는 가장 복잡한 세부적인 부분을 디지털화했습니다.

3D 모형의 앞 부분 클로즈업

작업을 시작하기 전에 전체 구조를 실제로 위에서 아래로 3D 스캔할 수 있도록 해야 했습니다. 아치형 문 주변의 공간은 매우 좁아서 표준 비계 장비를 사용하여 상단에 도달할 공간이 충분하지 않습니다. 하지만 이 팀은 지상에서 스캔할 수 없는 영역, 특히 위에서 캡처해야 하는 처마에 접근할 수 있는 안전한 사다리 세트를 고안했습니다.

고려해야 할 또 다른 요소는 햇빛이었습니다. 햇빛은 3,000m 고도에서 정상 고도에서보다 밝아 보이며 특히 아치형 문에 풍부한 매끄럽고 광택이 나는 표면에서 더 강하게 반사됩니다. 이로 인해 스캐너 중 하나가 물체의 형상과 질감을 올바르게 캡처하지 못할 수 있습니다. Eva와 Space Spider 모두 수집한 3D 데이터를 Artec Studio 소프트웨어에 스트리밍합니다. Artec Studio 소프트웨어는 빛이 물체 표면에 도달한 후 스캐너에서 방출되는 구조광 광선의 모든 미미한 왜곡을 분석하여 물체의 모양을 재구성합니다. 일반적으로 음영을 사용하여 과다 노출을 방지할 수 있지만, 이 경우 공간이 많이 제한된 점을 고려해 이 옵션은 제외되었습니다. 구름이 없는 날에는 해가 진 후에 일부 스캔을 수행해야 했습니다.

밤에 Artec Eva 3D 스캐너로 아치형 문의 일부 캡처

14영업일 만에 스캔을 완료하여 약 500GB의 원시 데이터를 수집하였습니다. 이는 고급 스마트폰으로 찍은 약 10만 장의 사진과 같습니다. Eva와 Space Spider의 스캔은 모두 호환되며 Artec Studio에서 쉽게 융합할 수 있습니다. 소프트웨어를 출시할 때마다 데이터 처리 속도를 높이고 스캔 편집을 위한 새로운 도구를 가장 편리한 방법으로 제공하는 향상된 기능이 제공됩니다.

놀라운 결과

한 달 후, 프로젝트는 끝났고, 3D 모형의 품질에 고객은 놀랐습니다. 마치 후밍저우의 원래 석조물의 아름다움을 처음 보았을 우타이산 사원의 많은 승려와 라마승이 매료되었던 것처럼 말입니다.

아치형 문 3D 모형의 전면

아치형 문의 3D 모형은 앞으로 몇 세대 동안 보존되며 건축가, 예술가 및 중국 연구가가 우타이산 자체를 오르지 않더라도 연구할 수 있습니다. 마찬가지로 3D 모형을 교실에 전시하여 중국 역사 교사를 위한 보충 자료로 사용할 수 있습니다. 일반적으로 자세히 살펴볼 수 없는 아치형 문의 상단을 이제 고해상도로 볼 수 있다는 점이 특히 중요합니다. 3D 스캐닝 기술 덕분에 역사상 처음으로 이 랜드마크의 모든 부분을 이 이 랜드마크에 관심 있는 모든 사람이 선명하게 볼 수 있습니다.