• 보존과학회지
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• 제35권1호
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• pp.71-80
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• 2019

This study examined the applicability of digital technologies based on three-dimensional(3D) scanning, modeling, and printing to the restoration of damaged artifacts. First, 3D close-range scanning was utilized to make a high-resolution polygon mesh model of a roof-end tile with a missing part, and a 3D virtual restoration of the missing part was conducted using a haptic interface. Furthermore, the virtual restoration model was printed out with a 3D printer using the material extrusion method and a PLA filament. Then, the additive structure of the printed output with a scanning electron microscope was observed and its shape accuracy was analyzed through 3D deviation analysis. It was discovered that the 3D printing output of the missing part has high dimensional accuracy and layer thickness, thus fitting extremely well with the fracture surface of the original roof-end tile. The convergence of digital virtual restoration based on 3D scanning and 3D printing technology has helped in minimizing contact with the artifact and broadening the choice of restoration materials significantly. In the future, if the efficiency of the virtual restoration modeling process is improved and the material stability of the printed output for the purpose of restoration is sufficiently verified, the usability of 3D digital technologies in cultural heritage restoration will increase.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제55권3호
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• pp.6-20
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• 2022

고구려 벽화고분에 나타난 도상 자료인 절(節)에 대한 3D 디지털 복원을 시도하였다. 기존 연구는 그림 자료를 기반으로 하여 표면적인 디지털 복원을 진행하였는데, 근본적으로 문화유산에 대한 역사·문화적 이해가 부족하였다. 이러한 문제를 극복하려고 학제 간 연구를 시도하였다. 연구 대상인 절은 제왕의 권력을 상징하는 위세품이다. 절은 고구려 시대 깃발의 일종으로서, 세계유산인 안악 3호분에 의장기로 나타나고 있다. 동북아지역에서 고대 시기 절의 원형을 가장 잘 유지하고 있어 복원할만한 가치가 있다. 연구 방법은 문헌자료와 고고미술 관련 자료를 교차 검증하여 절에 대한 문화원형을 복원하였다. 문헌자료를 바탕으로 절에 대한 형태, 색깔 등을 추출하고 이를 다른 그림 자료를 통해 교차 검토하였다. 2D로 복원된 자료는 다양하게 활용하기가 어렵다는 한계를 가지고 있으므로 이를 그래픽자료인 3D로 디지털 복원하였다. 3D 자료는 동영상을 비롯하여 4차 산업혁명 시대에 부응하여 다양한 플랫폼에 적용하여 활용할 수 있다는 장점이 있다. 복원 과정을 통해 절이라는 도상 자료에 대한 문화재 가치를 심층적으로 인식하고 보다 구체적인 활용방안까지도 얻을 수 있게 되었다. 복원된 결과물은 3D 형태의 문화콘텐츠이다. 이는 우리 문화유산에 대한 문화 향유권 증진과 그 우수성을 대내외에 홍보할 수 있는 원천 자료로 활용할 수 있다. 후속 연구를 통해 차후 고구려 벽화무덤에 나타나는 도상 자료에 대한 디지털 복원 체계를 구축하고, 문화유산 3D 디지털 복원방식 확산에 기여하고자 한다.

• 보존과학회지
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• 제31권2호
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• pp.131-145
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• 2015

문화재 보존처리는 손상된 문화재의 수명을 연장하고 그 가치를 재조명하는 실질적 수단으로서 높이 평가 받고 있다. 그러나 보존처리 과정은 대부분 보존처리자의 경험과 기술에 의한 수작업에 의존하고 있어 이에 따르는 많은 시간과 노력이 요구된다. 최근에는 문화재의 재질 특성과 형상에 따라 보다 정확하고 손쉽게 보존처리를 진행할 수 있는 방법을 채용할 수 있게 되었다. 즉, 지금까지 수작업으로 이루어지는 보존처리과정을 3D 프린터를 이용하여 컴퓨터상에서 구현된 입체 형상 데이터를 실물로 출력하는 방법을 이용하는 것이다. 먼저 문화재의 결손 부분을 컴퓨터상의 데이터로 구축한 다음 3D 프린터로 출력하여 결손 부분을 손쉽게 성형 및 가공 과정을 거치는 것이다. 3D 프린터 적용결과 반복적인 출력 및 디지털데이터의 형태 및 수치 조정이 가능하였으며, 다양한 소재를 활용한 여러 가지 복원재료로 부터 시험출력을 통하여 문화재 복원의 완성도를 향상시킬 수 있었다. 본 연구에서 도자기 결손부분 복원을 위한 3D 프린터 적용 시험을 위하여 현대 재현품인 청자칠보무늬향로와 차륜식토기 2점을 인위적으로 파손시켰다. 복원결과 수작업에 비해 작업시간 단축 및 정확한 형태의 재현 등에서는 좋은 효과를 나타내었다. 반면 정밀한 접합 및 표면 질감을 생생하게 표현하기 위해서는 약간의 2차적인 수작업이 필요하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.408-416
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• 2012

최근에 문화콘텐츠에 대한 관심이 높아지면서 문화적 가치가 높은 고건축에 대한 3차원 복원이 활발하게 이루어지고 있으며 최근에는 새로운 IT기술과 장비를 활용하여 디지털 복원작업이 이루어지고 있다. 3D 스캐너를 이용한 3차원 복원방식은 외관에 관한 매우 정교한 데이터를 확보할 수 있지만 대용량의 데이터를 처리해야 하고 목가구에 대한 세부 정보의 부재로 인해 디지털 콘텐츠로 활용하는데 제약이 따른다. 우리나라의 전통 목조건축은 특성상 연결부재의 사용과 이들간의 결구방식이나 축조방법은 그 시대의 건축문화를 알아보는 중요한 자료이다. 따라서 본 연구에서는 목가구 방식에 의한 설계 도구를 개발하여 3차원 디지털복원은 물론, 기존의 방법에서 간과되었던 결구방식이나 축조방법에 대한 유용한 정보를 실시간으로 한 눈에 보여줄 수 있는 콘텐츠를 제작할 수 있는 새로운 방식의 3D 복원방법을 제안한다.

• 박물관보존과학
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• 제16권
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• pp.122-137
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• 2015

국립중앙박물관 소장 백자수주(덕수5531)는 1915년에 구입한 것으로 전체적으로 운룡문이 투각되어 있고 반파된 상태로 수구부분은 이미 복원된 상태이다. 본 논문은 수작업식 보존처리의 단점을 보완하기 위해 백자수주의 결손부분인 운룡문을 3D 스캐닝과 프린팅을 이용하여 복원하는 방법에 대하여 다루었다. 이에 대한 선행연구로서 이미 상용화된 6종의 출력 재료에 대하여 강도 실험을 실시하고, 수작업용 복원재료인 에폭시퍼티(Quick Wood^®)와 에폭시(Araldite AY103+HY956^®)의 강도와 비교하였다. 디지털 기술을 이용한 복원형 제작은 수작업보다 적은 시간과 노력으로 더 정확한 형태를 얻을 수 있음을 확인하였으며, 무엇보다도 비접촉식 복원방식이기 때문에 보존처리 과정에서 있을 수 있는 위험요소를 줄일 수 있었다. 특히, 디지털 원형 파일을 기록물로 남기고 이를 부차적인 콘텐츠로 사용할 수 있는 점이 주목할 만하다. 그러나 유물 보존처리 과정에 적용할 디지털 기술의 적용방법, 출력재질에 대한 평가와 적용, 출력물의 정형, 접합 및 표면채색 방법 등은 향후 좀 더 연구해야 할 과제이다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제28권9호
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• pp.27-34
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• 2023

본 논문은 인공지능(AI)을 이용하여 통일신라 석탑인 '경주 불국사 삼층석탑'의 복원을 위해 3D 모델링 과정을 연구했다. 기존의 3D 모델링 방식은 수많은 Verts와 Face를 생성하므로, 이로 인해 AI 학습에 상당한 시간이 소요한다. 이에 따라, Verts와 Face의 수를 낮추어 더 효율적인 3D 모델링을 수행하는 방식이 필요하다. 이를 위해, 본 연구에서는 석탑의 구조를 정점 및 면의 수로 분석하고, AI 학습에 최적화된 면수를을 최소화 하도록 모델링 방법을 연구했다. 더불어, 우리나라의 석탑 복원을 위한 인공지능학습에 최적화된 모델링 방법론을 제안하고, 인공지능 학습에 필요한 DataSet 을 확보하는 데 의미가 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.712-717
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• 2013

본 논문에서는 향상된 물체 인식을 위한 픽셀 복원 기반의 비선형 3D 상관기를 제안한다. 제안한 방법은 부분적으로 가려진 물체로부터 요소영상을 픽업하고 서브영상으로 변환하고 영역 매칭 알고리즘 방법을 이용하여 서브영상으로부터 장애물로 가려진 영역을 검출하고 제거한다. 그 다음 픽셀 복원 방법으로 각 서브영상에서 제거된 물체의 픽셀을 복원한다. 마지막으로, 재생된 참조영상과 재생된 영상 사이의 비선형 상호상관을 통하여 3D 물체의 인식 성능을 향상 시킨다. 제안된 방법의 유용함을 보이기 위해 기존 방법과 비교하여 기초적인 상관관계 실험을 수행하고 그 결과를 보고한다.

• 박물관보존과학
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• 제22권
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• pp.85-96
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• 2019

일부분만 편으로 발굴된 도자기의 경우 원형의 형태를 유추하기 어려워 복원에 한계가 있다. 수작업 방식에 한계가 있는 경우, 디지털 기술을 통해 복원이 이루어지고 있는데, 도자기의 원형을 추정하고 복원의 방향성을 설정한다. 본 연구에서는 디지털 기술에 대한 정보를 획득하고, 활용 가능성을 확인하기 위해 백자연적 편을 대상으로 디지털 복원을 진행하였다. 결과, 문양과 색상 정보가 입혀진 3차원 데이터를 획득하였으며 하나의 편을 통해 원형의 모습을 확인하였다. 이러한 기술은 유물과의 최소한의 접촉으로 손상 가능성을 최소화할 수 있다. 디지털 기술은 추정복원으로 왜곡의 위험성이 항상 존재하며 사용자의 숙련도에 따라 결과물의 차이가 나타나므로 주의가 필요하지만, 도면화 작업 등 활용 가능성이 뛰어날 것으로 판단된다.

• 보존과학회지
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• 제27권2호
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• pp.181-190
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• 2011

2006년 전남 고흥군 안동고분에서 발굴된 5세기의 백제 금동관모의 3D 스캐닝작업을 통하여 정밀실측 및 디지털 영상복원을 실시하였다. 3D 스캐닝은 대상물의 정밀한 형상을 3차원 공간상에 구현하여 디지털데이터로 보존하는데 목적이 있다. 데이터 구축은 3차원 형상과 색상정보를 획득하는 과정인 3D 스캐닝(부위별 원시 데이터 촬영) - 3D 모델링(원시 데이터 정합 및 비촬영부 재생과 손실부 복원) - CG영상 제작 순으로 이루어 졌다. 복원 CG영상은 원시데이터의 정합된 형상을 기초근거로 하였고 도면상(CAD)의 각 부재 실측 수치를 참고하여 제작하였다. 이때 비촬영 부분과 소실된 부분은 각 부재의 실측자료와 더불어 옛 백제지역에서 출토된 5~8세기의 관모들을 조사하여 복원하였다. 이러한 3D영상 복원은 손상된 유물의 복원방법 중 하나로써 고증과 검증을 통해 유물의 직접적인 손상 없이 유물을 재구성하여 복원함으로써 역사적 및 학술적 가치향상과 유물 복원에 의미가 있다고 하겠다.

• 대한두개안면성형외과학회지
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• 제16권1호
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• pp.11-16
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• 2015

Background: Source material used to fill calvarial defects includes autologous bones and synthetic alternatives. While autologous bone is preferable to synthetic material, autologous reconstruction is not always feasible due to defect size, unacceptable donor-site morbidity, and other issues. Today, advanced three-dimensional (3D) printing techniques allow for fabrication of titanium implants customized to the exact need of individual patients with calvarial defects. In this report, we present three cases of calvarial reconstructions using 3D-printed porous titanium implants. Methods: From 2013 through 2014, three calvarial defects were repaired using custom-made 3D porous titanium implants. The defects were due either to traumatic subdural hematoma or to meningioma and were located in parieto-occipital, fronto-temporo-parietal, and parieto-temporal areas. The implants were prepared using individual 3D computed tomography (CT) data, Mimics software, and an electron beam melting machine. For each patient, several designs of the implant were evaluated against 3D-printed skull models. All three cases had a custom-made 3D porous titanium implant laid on the defect and rigid fixation was done with 8 mm screws. Results: The custom-made 3D implants fit each patient's skull defect precisely without any dead space. The operative site healed without any specific complications. Postoperative CTs revealed the implants to be in correct position. Conclusion: An autologous graft is not a feasible option in the reconstruction of large calvarial defects. Ideally, synthetic materials for calvarial reconstruction should be easily applicable, durable, and strong. In these aspects, a 3D titanium implant can be an optimal source material in calvarial reconstruction.