Prologue:
학생 신분에서 3D LiDAR 측량은 흥미롭지만 아직은 생소한 방법이라고 생각합니다. 이 인터뷰는 실제로 우리나라에서 3D 스캐닝 장비를 접목하여 다양한 분석과 설계를 하고 있는 분의 인터뷰입니다.
1. 3D 레이저 스캐닝이 생소한분들을 위해 간략히 설명해 주세요.
3D 레이저 스캐닝은 LiDAR(Light Detection And Ranging)기술을 활용한 대상을 측량하는 방법입니다. 이 방법은 항공, 드론, 지상 3가지 경로로 사용할 수 있습니다. 특히, 지상LiDAR는 가장 정밀하고 정확한 측량 결과를 제공합니다.
3D 레이저 스캐닝의 원리는 장비로부터 발사된 레이저가 측량 대상에 닿고 반사되어 돌아오는 거리값을 측정하여 대상의 물리적인 형태를 정밀하게 측량하는 것입니다. 이 과정에서 얻은 스캔 결과물은 x,y,z 좌표를 갖는 3D 모델의 점-구름 형태로 구현됩니다(그림 1).
지상LiDAR의 측량 방법은 삼각대에 장비를 결합하고 측량 지점을 직접 선택하여 이동하면서 측량합니다(그림 2). 측량 방법은 단순하지만 이를 통해 얻는 결과물은 굉장히 파워풀합니다.
2. 구체적인 질문에 앞서 자기소개 부탁드립니다.
네 안녕하세요. 저는 조경학과를 졸업하고 석사학위 수여 후 현재는 ‘3D 레이저 스캐닝을 활용한 조경설계 및 시공 전문업체 아이틀스(ITLs)’의 기술팀을 책임지고 있는 양종은입니다.
3D 레이저 스캔 기술을 통한 조경분야를 진일보시키고자 하는 자세로 현재 일에 임하고 있습니다. 사실은 레이저 스캔이라는 매력에 푹 빠져서 헤어 나오지 못하고 있죠. 인터뷰 내용을 통해 여러분들도 이 기술의 매력에 푹 빠져들 것이라고 생각합니다.
3. 3D 레이저 스캐닝을 조경설계에 사용하게 된 계기가 있나요?
3D 레이저 스캐닝을 조경설계에 사용하게 된 가장 큰 3가지 계기가 있습니다. 우선 첫 번째는 지도교수님의 권유와 노력입니다. 대학교 3학년 때 교수님께서 해외 조경학과에서는 설계 스튜디오를 진행하기 전에, 대상지의 특징을 파악하기 위해 3D 레이저 스캐닝을 한다는 말씀을 하셨습니다. 그때 굉장히 신기했습니다. 동시에 해외는 역시 테크니컬 한 기술을 접목하는구나라고 생각이 들었고, 기회가 된다면 나도 꼭 이러한 기술을 조경에 접목하고 싶다는 생각을 하였습니다. 그런데 때마침 교수님께서 학교에서 지상LiDAR 장비를 구매하니 앞으로 필요할 때 장비를 대여해서 사용할 수 있다고 하셨습니다. 저는 교수님께 장비를 사용할 의사를 밝히고 그 뒤로 꾸준히 장비를 사용하게 되었습니다. 후일담으로 이런 고가의 장비를 학교로 들여오기까지 굉장히 노력을 많이 하셨다고 들었습니다.
두 번째 계기는 대상지 현황에 대한 이해와 자료의 부족입니다. 이 부분은 제가 조경설계를 진행하려는데 가장 이해가 안가고 납득할 수 없었던 부분입니다. 설계를 하는데 대상지에 대한 자료가 턱없이 부족하다는 것입니다. 기껏해야 얻을 수 있는 자료는 수치지형도(국토지리정보원), 로드뷰, 답사를 통한 자료(사진, 줄자 등)뿐입니다. 처음에 제대로 된 조경설계 프로젝트를 시작했을 때 든 생각은 ‘고작 이런 자료들만을 가지고 어떻게 대상지를 이해하고, 무슨 설계를 하라는 거지.....? 나만 이해할 수 없는 것인가..?’ 라는 생각을 했습니다. 대상지는 구석지고 소규모였기에 수치지형도로는 경계와 면적도 제대로 알 수 없었습니다. 로드뷰를 통해서도 당연히 얻을 수 있는 정보는 없었습니다. 그나마 답사를 통해서 대상지를 알아봤으나, 그마저도 답사 자체에 대한 미숙함과 장비의 부족으로 인해 고난과 역경만 가득했던 것 같습니다. 기본적으로 대상지의 물리적인 내용은 물론이거니와 존치하고 있는 나무, 동선의 위치, 맞닿고 있는 건물의 높이와 길이, 맨 홀의 위치 등....한 번의 답사만으로는 전혀 충분하지 않았습니다. 그러다보니 답사를 내일도, 모레도, 다음주에도 가면서 답사만 하다가 프로젝트 기한의 절반을 날려버린 기억이 있습니다. 3D 레이저 스캐닝을 어떻게 활용하는지 알게 되었을 때에 조경 설계에 반드시 필요하겠다는 생각이 들었습니다.
마지막 계기로는 대상지에 대한 답사를 한 번만 하면 된다는 레이저 스캐닝의 강점이었습니다. 답사를 여러 번 가느라 시간을 허비하지 않고, 3D 레이저 스캐닝을 한다면 측량 후에는 답사를 가지 않아도 됩니다. 기본적으로 대상지 답사에는 많은 도구를 챙겨가서 특정 공간이나 사물에 대한 사진을 많이 찍게 됩니다. 답사 후에 내용을 정리하고 설계를 진행하다 보면, 정작 기본적이면서 놓치기 쉬운 요소들로 인해 발목을 잡히곤합니다. 하지만 3D 레이저 스캐닝을 하면 대상지의 물리적인 정보는 모두 알 수 있기때문에 1-2일만 컴팩트하게 소요하여 대상지 답사를 끝낼 수 있습니다.
정리하자면 3D 레이저 스캐닝을 조경 설계에 사용해야 하는 가장 큰 이유는 짧은 시간 안에 대상지를 정밀하게 측량할 수 있기 때문입니다.
4. 3D 스캐닝으로 스캔한 자료를 보통 어떤 툴을 거쳐서 작업하시나요?
스캔한 로우데이터는 정합과정을 거쳐 완전한 현황 모델로 제작합니다. 완성된 현황 모델은 캐드나 라이노에서 주로 다루어집니다. 평면도와 단면도를 바로 확인할 수 있고, 대상지를 구성하고 있는 물체 간의 거리, 높이 등 물리적·공간적 특징을 한눈에 볼 수 있습니다. 라이노에서 활용한다면 측량 결과를 기반으로 다시 현황을 모델링하는 역설계(Reverse Engineering, 이미 존재하고 있는 대상물을 도면화하고 모델링하는 기법이다. 대상물의 기존 디자인이나 구조를 파악하기 위해 활용되는 과정으로 지상라이다를 활용하는 대표적인 방법이다.)를 통해 우리가 활용하기 좋은 3D 디지털 모델로 구축하여 설계에 활용할 수 있습니다.
5. 위 작업 과정에서 3D 레이저 스캐닝의 가장 큰 강점이 드러나는 단계는 어디라고 생각하시나요?
당연히 측량 후에 평면과 단면을 확인하는 것과 역설계를 할 때입니다. 그 이유는 우리가 일반적인 답사를 통해서는 간파하기 어려운 것들을 확인할 수 있기 때문입니다. 가령 나무와 나무 사이의 거리, 수관 폭, 수고, 나무의 기울어짐 정도, 정확한 위치 등 공간을 구성하는 많은 요소들의 물리적 특징을 알 수 있습니다. 사소해 보이지만 조경 설계를 위해 가장 기본적으로 알아야 할 내용입니다. 나아가 디자인을 실제로 구현하기 위한 필수적인 특징이라고 생각합니다.
6. 3D 레이저 스캔이라는 객관적인 자료를 어떻게 자신만의 디자인에 녹이는지 궁금합니다.
보존적 설계를 통해 디자인을 진행합니다. 어느 대상지든 그 대상지만이 갖는 특징이 있습니다. 이 특징은 여러 복합적인 요인들로 구성됩니다. 그렇기 때문에 좋은 부분이 있고 안 좋은 부분이 분명히 있습니다. 조경을 하는 사람들은 이러한 특징을 잘 식별해야 합니다. 대상지가 갖는 좋은 특징이 있는데 그것들을 모두 무시하고 설계를 한다는 것은 분명 잘못된 방향입니다. 반대도 마찬가지입니다. 우리는 이런 특징을 정확하게 잡아 강조할 부분을 드러내며 대상지와 자연스럽게 스며들 수 있도록 합니다.
사실 일반적인 조경 설계에서 3D 레이저 스캐닝을 사용하는 것은 설계의 퀄리티를 올리기 위한 하나의 방법일 뿐 디자인에 녹여내는 것은 다른 영역입니다. 뒤에 우리가 해왔던 사례들을 소개하며 얘기를 하는게 나을 것 같네요. 구체적으로 얘기를 하기에는 대상지마다 갖고 있는 특징이 너무나 다르기 때문에 말로는 설명이 어렵네요 ㅎㅎ. 한 가지 확실한 건 대상지의 사소하지만 큰 특징을 캐치하여 디자인을 합니다.
7. 3D 레이저 스캐너의 활용을 가장 직관적으로 보여준 작품이 담장복원 사례인 것 같은데요. 작품에 대한 섦여 부탁드립니다. (흔적을 강조하게 된 이유, 여러 겹인 이유, 소재 등이 궁금합니다.)
이 작품은 DDT(Design The Trace) Project입니다. 보시면 아시겠지만 설치예술에 가깝죠(사실 돈과 공간만 됐다면 정원이 됐을겁니다). 본 프로젝트를 간단히 소개하자면, 해당 대상지는 보기 싫게 부서진 벽면이라는 특징이 있습니다. 벽면은 원래 옆에 카페가 있던 자리까지 이어졌으나 카페 건물이 들어서면서 벽면을 부신 것으로 추측합니다. 부서진 이유는 카페사장님도 정확히 모르고 계시더라구요. 한때는 든든하게 우리를 지켜 주던 돌벽도 시간이 지남에 따라 물리적인 변화로 인해 기능을 상실하고 누구도 눈길을 주지 않고 그저 보기 싫은 형태로 망가지게 되었죠. 그러나, 우리는 ‘망가진 흔적’에 주목했습니다. 우선을 3D 레이저 스캐닝을 진행하였고 역설계를 하여 벽면의 앞, 뒤 선을 분석했습니다. 그리고 형태에 맞게 흔적은 강조하며 벽면의 기능은 살릴 수 있었습니다. 과거의 흔적을 통해 미래의 기회로 변환시킬 수 있었던 사례입니다. 이 흔적은 이제 단순히 망가짐이 아니라 누군가한테는 영감을 주고, 누군가에게는 자랑과 홍보의 대상이 되며, 누군가의 주목을 받는 영광의 스포트라이트가 되었죠.
처음에는 교수님과 그냥 커피를 마시며 이야기하고 있었는데 교수님께서 갑자기 부서진 벽면을 보시면서 저 라인에 맞는 디자인을 할 수 있지 않냐고 얘기를 하셨어요. 그래서 저도 벽면이 보기 싫은 것도 있었고, 벽이 깔끔하게 마감되어서 벽 뒷 공간도 기능을 했으면 좋겠다는 생각을 했죠. ‘그런데 어떻게 하죠?’라고 되물었더니 레이저 스캐닝이 되니까 가능하다고 하셨어요. 이렇게 진행하게 된 프로젝트입니다.
여러 레이어를 겹쳐서 제작한 이유는 스캔을 하고 벽을 분석하는 과정에서 기울기가 꽤 기울어져있다는 것을 알았죠. 그냥 보기에는 수직으로 올곧게 있는 것 같지만 그렇지 않더라구요. 자주 가던 곳이고 자주 봤던 것인데도, 자세히 볼 일이 없고 비좁은 공간이라 인식하지 못 했던 부분이었습니다. 그래서 가장 앞에 판에서부터 조금씩 크기를 키워서 벽의 기울어진 정도와 맞게 벽이 너무 튀어나오지 않고 적당히 가려지도록 설치한 것입니다(이로 인해 제작도 더 힘들고 비용도 더 나오게 됐죠 ㅎㅎ). 3D 레이저 스캐닝을 통해서 벽면의 디자인선을 파악하고, 기울기까지도 분석할 수 있었기에 가능했던 프로젝트입니다.
소재는 나무와 스테인레스를 사용하였습니다. 제작에 있어서 고려해야 할 것은 주변과 어울리는 색감과 관리의 유용함이었습니다. 우리는 흔히 스테인레스라하면 세련되고, 녹도 슬지 않아 관리가 간편한걸로 알고 있죠. 스테인레스만 사용한다면 대상지와는 어색하게 됩니다. 저렇게 노후된 벽면의 끝에 스테인레스 재질의 설치물이 있다면 너무 과해 보입니다. 오히려 부자연스러운 무게감을 줬을 겁니다. 그렇기 때문에 가벼워 보이는 질감의 우드를 섞어 제작하였습니다. 우드는 관리가 어렵기 때문에 오일스텐을 발라 제작하였습니다. 오일스텐은 벽면 뒤로 이어져 있는 주황색과, 저 너머에 보이는 성당 건물의 색, 스테인레스와의 조화를 고려하여 어색하지 않은 색감을 선택했습니다.
8. 2023 조경디자인캠프 과정 중에, 낙동강 하구 맥도의 지형을 3D스캐너를 이용하여 새롭게 디자인하게 된 것이 흥미로웠는데요. 디벨롭 과정에 대해 설명해주세요.
이 프로젝트는 직접적인 디자인에 3D 레이저 스캔을 녹인 사례입니다. 이 프로젝트는 2023 조경 디자인캠프의 공주대학교 거점의 팀에서 진행하였습니다. 프로젝트를 진행함에 있어 일반적인 과정보다는 조금 특이한 과정을 통해 학생들에게 이런 것도 가능하다는 것을 보여주고 싶었습니다. 해당 프로젝트는 지형 디자인에 초점을 맞추었습니다. 우선은 다른 팀들처럼 사이트 분석을 진행하였습니다. 본 거점을 총괄하시던 김무한 교수님께서 대상지를 분석한 내용을 토대로 대상지에 맞는 지형을 모래를 통해 직접 손으로 제작해보자고 하셨습니다. 그렇게 학생들은 지형을 직접 제작하게 되었습니다. 지형을 디자인하기 위한 주안점은 낙동강 물의 유출입이 가능할 수 있는 기수역 역할과 대상지를 아우르는 주 동선의 형태였습니다. 여러 지형 디자인이 나왔습니다. 가장 합리적인 디자인안을 채택하여 완성된 모래를 3D 레이저 스캐닝 했습니다. 스캔한 데이터를 기반으로 등고를 추출하였습니다. 추출한 지형을 토대로 세부적인 동선과 녹지, 산책로, 활동 공간까지 결정하여 마무리한 프로젝트입니다. 학생들이 직접 손으로 지형을 디자인하고 자신이 디자인한 모래가 설계를 위한 등고까지 완성되는 것을 보고 반응도 굉장히 좋았고, 어려웠던 캠프 과정에서 조금이라도 재미를 느꼈던 순간이 아닐까 감히 생각해봅니다. 학생들의 반응뿐만 아니라 본 캠프의 주관을 맡았던 HLD의 소장님 두분과, 공주대학교 거점의 튜터를 맡아주신 LP SCAPE의 박경의 대표님도 긍정적인 반응을 보였습니다.
저는 프로젝트에 직접 참여하지는 않았지만 옆에서 조수 역할하며 지켜봤습니다. 직접 지형을 제작하여 소규모 스튜디오를 진행하는 이런 과정을 보는 게 처음이었기에 저도 신기했어요. 이 프로젝트를 통해 디자이너가 직접 손으로 제작한 물리적인 모델을 3d 스캐너를 동해서 설계 아이디어까지 구현시킬 수 있다는 것을 보여주었습니다. 그리고 해당 디자인 프로세스는 해외 저널인 MIT PRESS의 DESIGN ISSUES(A&HCI)에 「integrating technology and art in landscape design」 라는 제목으로 실렸습니다. 레이저 스캐닝을 활용한 디자인 프로세스 중 하나로 자리할 수 있다고 생각합니다.
9. 최근 itls 팀의 2023 순천만국제정원박람회 실외정원 작품이 2023 세계조경가협회에서 주관한 2023년 IFLA APR LA AWARDS에서 수상한 것으로 알고 있는데요. 이 작품에는 어떤 방식으로 3d 스캐닝이 사용되었나요?
이 작품은 ‘Garden Customizing : 우리 고객은 다도해를 좋아해요’라는 이름의 작품입니다. 공주대학교 조경학과 김무한교수님의 환경행태연구실 ITLs팀이 설계하고 시공하였습니다. 이 작품은 정원의 시작 부분인 컨셉 단계부터 3D 레이저 스캐닝을 활용하였습니다. 시작은 정원을 만드려는 고객을 설정하였습니다. 이 고객은 대한민국 남해의 다도해를 보고 감명을 받아 다도해 컨셉의 정원을 의뢰한 것에서부터 시작합니다. 우리는 모래를 통해 다도해를 연상시키는 형태를 만들었습니다. 디자인을 하기 위한 주안점은 적절한 크기와 간격의 다도해의 표현과 육지와 맞닿는 해안선의 표현이었습니다. 여러 디자인 중에서 고객이 가장 마음에 들어하는 디자인안을 채택하여 3D 레이저 스캐닝을 하였습니다. 스캔한 결과물은 8번 사례(낙동강 하구 맥도 지형 스캔)와 동일하게 등고를 추출하였습니다. 모래 언덕의 등고선은 다도해로 표현하였고, 바닥 부분의 등고는 해안선을 표현하였습니다. 여기서 7번 사례(담장 레이저 스캔)와 다른 점은 다도해와 해안선을 단순히 지형으로서의 표현이 아닌 시설물로 표현했다는 것입니다.
이 작품을 통해 디자이너의 손에서 모래로 제작된 디자인 컨셉이 설계 내용까지 연결되고 정원 컨셉에 맞는 시설물까지 시공될 수 있음을 보여줌과 동시에 3D 레이저 스캐너가 정원의 컨셉과 설계단계에서도 활용될 수 있음을 충분히 보여줍니다. 해당 작품은 IFLA(세계조경가협회)에서 개최한 ‘2023 IFLA Asia Pacific LA Award’에서 3D 레이저 스캐닝 기술을 활용한 정원의 컨셉 도출 및 전개 방안과 작품의 퀄리티를 인정받아 수상할 수 있었습니다.
10. 인체 맞춤형 의자 제작의 모티브가 된 것이 있었나요? 실제로 판매까지 하고 계신가요?
본 의자는 ‘Healing Garden Sofa’라는 이름으로 설계부터 제작까지 직접한 제품입니다. 시설물 설계단계에서 3D 레이저 스캐너가 사용되었습니다. 이 의자를 만들게 된 계기는 정원에서 사용하기 위한 특별한 의자를 만들고 싶었습니다. 그러다 보니 사람의 인체에 맞는 형태가 가장 편안한 의자가 아닐까? 라는 생각에서 시작되었습니다. 그래서 인체 커스터마이징 의자를 만드는 것입니다. 이것을 표현하기 위해 가장 적합한 것은 빈백이었습니다. 빈백이라는 제품에 사람이 앉았다가 일어섰을 때 남아있는 빈백의 형태를 3D 레이저 스캔을 하여 의자를 디자인했습니다. 해당 제품은 디자인 특징을 인정받아 디자인 특허로 등록되었습니다.
11. 레이저 스캐닝이 조경계에는 아직 생소한 도구인데요. 여러 군데에 사용해 보고 작품에 녹여내면서 시행착오가 있었을 것 같습니다. 어떤 어려움이 있었나요?
일단은 장비 운용유지에 대한 어려움입니다. 즉, 돈이 많이 들어가죠. 장비와 PC의 가격, 각종 소프트웨어의 비용이 적진 않습니다. 물론 비용의 문제는 장비를 사용해서 얻을 수 있는 가치와 비교한다면 아무것도 아닙니다. 하지만 처음에 부담이 됩니다. 제일 큰 어려움은 활용의 어려움이죠. 처음에는 어떤 것을 위해서 활용해야 할지도 모르고, 활용을 하기 위해서 데이터를 어떻게 후처리해야 하는지도 모릅니다. 안다고 해도 데이터의 용량을 컨트롤하기도 꽤나 어렵습니다.
12. ITLS팀에 대해 더욱 궁금해진 분들이 많을 것 같은데요. 이전의 작품들과 앞으로의 소식은 어디서 볼수 있나요?
아이틀스의 소식은 itls_0101에서 확인하실 수 있습니다. 또한 장비 운용에 대한 소식은 itls_lidar_trip에서 확인하실 수 있습니다. 현재 홈페이지는 준비중에 있습니다. 많은 관심 부탁드려요.
