일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2020.4.10

3D 적외선 스캔 카메라로 건물을 통째로 기록
취재진 회의실을 촬영 시도

이번 디지털 활용은 3차원(3D) 적외선 스캔 카메라를 사용한 건물 내부의 정확한 기록에 관한 것이다.

최근에는 기존 건물을 리모델링 하거나 재건축하기 전 또는 해체하기 전에 건물 내부 정보를 3D 모델로 저장해 놓으려는 움직임이 활발하다. 재해가 많은 일본에서는 역사적인 건물이 피해를 입어 손상되기 전에 그 건물의 정보를 남겨두는 중요성도 주장되기 시작했다.

그렇다고 스냅샷 같은 사진을 많이 찍는다고 해도 건물 전체를 정확하게 기록하는 것은 어렵다. 공간의 연결과 사이즈감을 알기 어렵기 때문이다. 그것이 3D 적외선 스캔카메라를 사용하면 건물 내부를 통째로 3D 입체영상 데이터로 기록할 수 있다. 바로 "디지털 트윈(전자적으로 재현한 쌍둥이의 의미)"이다. 게다가 조작은 간단하다.

촬영한 사진을 이음새 없이 합성해 주는 편리한 클라우드 서비스도 마련되었다. 화상 합성 클라우드를 태블릿에서 사용하면 입체 화상이 즉석에서 완성된다. 같은 3D 스캔이라도 ‘점군데이터’의 취득과는 달리, 사진이므로 현물을 있는 그대로의 모습으로 기록할 수 있다는 것도 장점이다. 누구나 실내 모습을 바로 이해할 수 있는 등 알기 쉽다는 점이 특징 중 하나이다.

건물의 형상을 측정∙기록하는 방법은 점군데이터를 포함해 여러 가지가 있다. 필자가 이번에 도전한 것은 3D 적외선 스캔 카메라와 화상 합성 클라우드를 이용한 촬영이다.

건축에 종사하는 관계자 간에 건물의 3D 모델을 공유하는 서비스를 2019년말에 전개하기 시작한 다이세이(大成)건설에 협력을 의뢰. 재빨리 취재를 위해 방문한 도쿄 니시신주쿠(西新宿)에 있는 다이세이 본사의 회의실을 통째로 3D모델로 만들어 보기로 했다. 사전 렉처 없이 곧장 실전에 들어갔으나, 금세 조작할 수 있었다.

사용한 기재는, 미 Matterport의 3D 적외선 스캔 카메라다. 본체는 높이 230mm, 폭 260mm, 깊이 110mm 정도의 검은색 상자와 같은 장치다. 전면에 카메라가 6개, 적외선 센서가 3개 달려 있다. 1대 가격은 약 50만엔. 전문 카메라맨이 쓰는 촬영 기자재와 크게 다를 바 없는 가격이다.

원래 용도는 다르지만, 필자는 2020년 1월에 "측량 로봇"을 이용해 위치설정 등을 체험했다. 이 때의 측량 로봇은 1대가 300만엔 이상으로 고액이었다. 측량기라 계측 오차는 거의 없지만 값이 비싸다.

Matterport의 3D 적외선 스캔 카메라는 건설업계용으로 용도가 제한되어 있는 것은 아니다. 하지만 일본의 종합건설 업체에서의 도입 실적이 늘어났다.

한 발 앞서 이용이 시작된 곳은 부동산업계. 집을 팔거나 빌려줄 때 물건의 내부 관람 대신에 먼저 3D 이미지를 고객에게 보여줄 수 있어 편리하다. Matterport의 보급 담당 조직도 국내에 막 개설되었다.

Matterport에 관해서는 이것저것 말로 설명하는 것보다, 어쨌든 화상을 보는 것이 이해가 빠르다. 필자가 촬영한 회의실 사진 중 하나가 다음과 같다.

별첨된 사진만 보면, 회의실 끝에서 광각렌즈를 끼운 카메라나 360도 카메라로 촬영한 사진으로밖에 보이지 않을 수도 있다. 그러나 실제로는 회의실 안을 걸어 다니는 듯한 화상을 볼 수 있다. 사진을 보는 방향이나 각도를 아이패드(iPad)의 화면에서 자유롭게 바꿀 수 있다. 예를 들어 회의실을 반대 방향으로 보거나 바로 옆이나 대각선, 천장에서 보는 것과 같은 표시도 가능하다.

주목할 것은 사진 앞부분에 표시된 테이블의 치수(1.78m)이다. 아이패드로 사진의 2점을 지정하면 길이가 표시된다. 이 사진은 회의실에 있는 모든 물건의 치수까지 거의 정확하게 기록하고 있어 길이를 알아내는 데 사용할 수 있어 매우 편리하다.

치수를 표시할 수 있는 것은 적외선 센서로 카메라로부터의 거리를 재면서 사진을 촬영하고 있기 때문이다. 그러나 Matterport의 경우, 적외선 센서가 도달하는 범위가 수m 정도로 한정되어 있기 때문에 좁고 긴 회의실을 완벽하게 기록하려면, 1회의 촬영으로는 무리가 있다. 이 회의실은 카메라의 설치 위치를 바꾸면서 최소한 회의실의 네 귀퉁이를 포함한 78개소로 카메라를 옮겨 촬영해야 했다. 본체 무게는 3kg 남짓이며 삼각대를 더하면 10kg 안팎이지만, 운반하는 것은 그리 힘들지 않다.

-- 회전하는 카메라의 뒤를 쫓아가듯 조작자는 위치 설정 --
삼각대에 올려놓은 Matterport는 아이패드로부터의 지시에 따라 자동적으로 한 바퀴 회전해 촬영한다. 동시에 적외선 센서가 물건과의 거리를 측정. 그 결과를 아이패드로 보내온다. 조작자는 자신이 찍히지 않게, 카메라의 뒤를 쫓듯 서있는 위치를 바꾼다. 필자도 촬영하면서 Matterport 주위를 몇 번이나 돌았다. 그러나 익숙해지면 간단하다.

사람이 찍히지 않게 하는 것은 물건이 가려지지 않게 하기 위해서다. 동시에, ‘움직이고 있는 것’은 센서로 위치를 특정할 수 없기 때문에 에러가 되어 버리기 때문에 이를 막기 위해서이기도 하다. 서두에서 필자를 포함한 3명이 찍힌 사진은 예외적인 것이다. 사용되고 있는 건물의 촬영에서는 사전에 "인파"를 내보내는 수고를 감수해야 하며 그것이 노하우이기도 하다.

촬영을 마치면, 아이패드로부터 화상 합성 클라우드로 사진 데이터를 전송한다. 그러면 화상을 자동으로 연결시켜 다시 보내준다. 12분이면 합성사진이 나온다.

방 안을 삼각대를 가지고 이동하면서 이 작업을 반복한다. 그러자 퍼즐 조각이 1개씩 채워지듯이 회의실 전체가 3D 화상으로 나타난다(이번에는 일부러 사람도 찍혔다). 이 때 올린 입체영상 일부가 엉성한 것은 촬영 횟수를 최소화했기 때문이다. 더욱 횟수를 거듭할수록 세세한 부분까지 완전하게 채워진다.

입체 화상이 만들어지면 각도를 자유롭게 선택해 화상을 볼 수 있게 된다. 예를 들어, 인형놀이에서 사용하는 장난감 방처럼 방을 옆이나 비스듬히 들여다볼 때와 같은 이미지를 볼 수 있다. ‘돌 하우스’ 뷰라고 불리는 것이 이 기능이다. 입체 이미지이기 때문에 가능한 것이다.

건축의 평면도처럼 실내를 바로 위에서 내려다본 영상도 표시할 수 있다. 가운데 갈색의 직사각형은 회의실 장방형 탁자이다. 실내 장식과 물건들까지도 기록에 남는다.

이처럼 Matterport와 아이패드, 화상 합성 클라우드를 이용하면 그 자리에서 입체 화상을 작성할 수 있다. 처음으로 촬영한 필자조차 회의실 전체를 찍는 데 30분이 채 걸리지 않았다.

-- 방에서 방으로 이미지 연결하면 '워킹스루' 동영상이 된다 --
내가 촬영한 곳은 회의실뿐이지만 기록하고 싶은 건물 전체를 촬영하는 장면을 상상해 보자. 각 방과 복도를 차례로 촬영해가며 합성 클라우드로 연결해 나가면 계층 구조도 반영한 형태로 건물 전체의 입체 화상을 작성할 수 있다.

예를 들어 건물의 지하공간을 모두 촬영해 이미지를 연결하면 공간 전체를 재현할 수 있다. 그러면 상하 좌우의 어느 방향에서도 입체 화상을 볼 수 있게 된다.

고화질의 사진을 매끄럽게 합성해 나가기 때문에 지하 공간을 걷는 것 같은 ‘워킹스루’ 동영상도 만들 수 있다. Matterport는 4K 카메라를 탑재하고 있어 화상이 선명하다.

4K 캠코더로 찍은 동영상으로 착각할 것 같지만 완전히 다르다. 360도 사진과 동시에 사물과의 거리 및 위치 정보를 기록해 정확한 입체 화상으로 변환할 수 있다. 그것이 캠코더 촬영과의 결정적인 차이점이다.

3D 4K 카메라와 적외선 센서로 건물을 기록해 두면 나중에 자료 가치가 올라갈 수 있다. 일본에서는 역사적 건축물들이 속속 해체되고 있고 프랑스 노트르담 대성당이나 오키나와 현 슈리성(首里城)의 화재와 같은 비극이 발생한 다음의 건축물 복원이나 재건이 시작되면 입체 화상에서 치수와 색상, 장식까지 현물 그대로의 정보를 손에 넣을 수 있다. CAD나 BIM(빌딩·인포메이션·모델링)같은 설계 소프트웨어에서는 남길 수 없는 정보가, 입체 화상에는 포함되어 있다. 그것이 사진의 힘이다.

더구나 신사 불각이나 성 등 오래된 건물은 정확한 도면 같은 것이 존재하지 않는다. 앞으로의 수리를 생각하면 입체 화상으로 정확하게 기록을 남겨 두는 것은 다음 세대로의 정보 계승으로 이어진다. 단지 건물의 사진뿐만이 아니라, 천장을 떼어냈을 때의 입체 화상이나, 복구 작업의 중도 경과의 360도 화상 등도 귀중한 자료이다. 좀처럼 촬영할 수 없는 데다가 장인의 노하우를 사진 변화에서 읽을 수 있기 때문이다. 기능 전승이나 인재 교육에도 사용할 수 있다.

-- 철거된 체육관 입체영상 속에서 ‘가상 동창회’를 개최 --
입체 화상이나 워킹스루 동영상의 용도는 다방면으로 확대될 전망이다. 올린 영상을 보고 게임 세계의 던전(지하 소굴)과 같다고 느끼는 건 필자뿐만이 아닐 것이다.

사실적인 건물의 입체 영상을 사용한 액션 게임이나 탈출 게임 등은, 금방이라도 만들 수 있을 것 같은 예감이 든다. 자리에 함께 했던 사진작가들은 과거에 동굴 내부를 Matterport로 촬영해 터널과 같은 입체 영상을 만들었다. 화상이 리얼하고 고화질인 만큼, 동굴 탐험을 유사체험하기 쉽다.

다이세이건설에서 3D 촬영 서비스를 주도하고 있는 건축총본부 생산기술추진부 다나카(田中) 차장은 해체 전의 체육관 입체 화상을 Matterport로 기록했을 때의 이야기를 들려줬다.

“동아리 활동에서 사용했던 부실 및 복도, 계단 등을 비롯해 벽이나 바닥의 흠집 및 때가 뭍은 것까지 건물 전체를 사실적으로 기록해 놓은 것에 가치를 찾게 되는 때가 머지않아 도래할 것이다. 수 년 뒤에는 추억으로 채워진(지금은 없어진) 체육관의 입체 화상 안에서 졸업생의 아바타가 모여, 가상 동창회를 개최하는 등의 쓰임새가 등장할 수도 있다. 그 때 준공 사진과 같은 깨끗한 화상이 아닌, 동아리 방의 리얼한 모습을 남겨두는 것에 가치가 창출된다. 향후에는 고객에게 ‘해체되기 전의 있는 그대로의 모습을 촬영해 놓으세요’라고 권장하고 싶다”.

기록으로 남겨둬야 할 것은 역사적 건축물뿐만이 아니다. 사람의 기억 속에 남아있는 건물의 풍경을 철거하기 전에 입체 화상으로 보존해 놓는 것이 ‘추억’이라는 가치를 만들어 낼지도 모른다고 필자는 생각했다.

 -- 끝 --

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