문화유산 분야의 이미지 데이터베이스와 활용 사례 (4)   지난 호에서는 옛 사진 데이터베이스의 중요성과 그 활용 가능성에 관하여 광화문과 광화문 현판 복원 사례를 통해서 살펴 보았다. 사진을 어떤 목적으로 어떻게 촬영할 것인가 하는 문제와 사진 이미지 데이터베이스 구축의 필요성에 관해서 소개하였다. 또한 이미지 데이터베이스의 활용에 있어서 메타 데이터(meta data)와 올바른 태깅(tagging)의 중요성에 관해서 생각해 보았다. 이미지 데이터를 통한 역사 퍼즐을 풀어가는 데에서 발생할 수 있는 다양한 문제점을 예시하고, 다른 기록 자료와의 상호 검증 필요성도 강조하였다. 문화유산 복원의 정의와 현실적인 문제점 등에 관해서도 간단하게 소개하였다.  이번 호에서는 종이의 역사, 동아시아의 전통 종이, 한지 제지 공정, 한지의 다양한 명칭, 한지의 특징, 한지의 원료, 한지의 색상, 빛의 투과 특성, 전통 한지의 우수성에 관해서 간단하게 정리해 본다. 아울러 우리의 소중한 문화유산인 전통 한지에 관한 데이터베이스 구축의 중요성과 문화유산 분야에서의 활용 사례에 관하여 살펴 본다. 한지 데이터베이스 구축에 있어서 어떠한 정보를 어떻게 정리하는 것이 앞으로 문화유산 분야에서의 활용에 도움이 될 것인가에 관해서 생각해 본다.    ■ 연재순서 제1회 이미지 데이터와 데이터베이스의 중요성 제2회 서화, 낙관, 탁본 데이터베이스 제3회 옛 사진 데이터베이스 제4회 한지 데이터베이스 제5회 고지도 데이터베이스  제6회 고서 자형 데이터베이스 제7회 필사본 고서 데이터베이스  제8회 목판본 고서 데이터베이스  제9회 금속활자본 고서 데이터베이스  제10회 근대 서지 데이터베이스  제11회 도자기 데이터베이스 제12회 안료 데이터베이스   ■ 유우식 웨이퍼마스터스의 사장 겸 CTO이다. 동국대학교 전자공학과, 일본 교토대학 대학원과 미국 브라운대학교를 거쳐 미국 내 다수의 반도체 재료 및 생산설비분야 기업에서 반도체를 포함한 전자재료, 공정, 물성, 소재분석, 이미지 해석 및 프로그램 개발과 관련한 연구를 진행하고 있다. 경북대학교 인문학술원 객원연구원, 국민대학교 산림과학연구소 상임연구위원, 문화유산회복재단 학술위원이다. 이메일 | woosik.yoo@wafermasters.com  홈페이지 | www.wafermasters.com   그림 1. 한지의 다양한 활용 사례(서화, 책, 등, 한옥 문, 신발, 가방, 불경 등) 종이의 역사 종이의 역사를 소개하기에 앞서 우리의 전통 종이인 한지의 다양한 활용 사례를 <그림 1>에 소개하였다. 한지는 우리에게 익숙한 전통적인 서화, 책, 한옥 재료, 불경을 비롯하여 현대적인 디자인을 가미한 등의 갓, 신발, 가방 등 다양한 응용제품의 소재로 사용되고 있다. 전통적인 방법으로 만든 종이는 일반적으로 사용되는 양지(洋紙)와 달리 독특한 질감과 특성을 가지고 있어 문화유산의 보수, 서화 작품의 소재로 사용될 뿐만 아니라, 새로운 종이를 재질로 한 새로운 제품의 개발에도 활용될 가능성이 높아 각광받는 재료이다. 고대부터 그림 또는 문자를 바위, 벽돌, 동물 가죽, 나무, 대나무 조각 등 다양한 소재에 기록으로 남겨 두었다. 고대 이집트에서는 양가죽을 종이처럼 만든 양피지(羊皮紙, parchment)가, 아시아에서는 얇은 대나무 조각을 재료로 한 죽편(竹片)이 사용되었다. 기원전 3000년경에 고대 이집트에서는 파피루스(papyrus)라고 하는 풀의 섬유로 종이와 비슷한 것을 만들어 사용하였으며, 오늘날 영어에서 ‘종이’를 뜻하는 ‘paper’의 어원이 되었다. 양피지는 우리말로 번역하면서 양의 가죽으로 만들어 종이처럼 사용되는 물건을 종이에 비유하면서 한자로 종이를 의미하는 지(紙)가 붙었을 뿐, 실제로 종이는 아니다. 현재 사용되고 있는 종이는 식물에서 셀룰로스(cellulose, 섬유소)를 추출하여 얇은 평면의 막 형태로 만든 것이다. 종이를 처음으로 만든 사람은 중국의 채륜(蔡倫)으로 알려져 있다. 삼(麻 : 마), 아마(亞麻) 등에서 섬유를 분리하여 얇은 막의 형태로 걸러서 떠내어 건조시키는 방법으로 만들었다. 이러한 방법은 한국과 일본에도 전해져, 동아시아 각국에서는 지역에 자생하는 식물을 재료로 하여 종이를 만들어 사용하게 되었다. 종이의 발명으로부터 약 600년 후인 710년경에는 중국인 포로에 의해서 현재의 우즈베키스탄 사마르칸트까지 전파되었다. 12세기 즈음에 이르러 무어인이 종이 만드는 기술을 에스파냐에 도입하면서 점차 유럽에 전파되었다. 그 후 약 7세기 동안 유럽에서는 식물 섬유와 넝마를 원료로 수작업으로 유럽의 전통 종이가 만들어졌다. 산업혁명이 일어난 19세기에는 제지 작업의 기계화가 시작되었으며, 양지의 대량생산으로 이어졌다.    한국, 중국, 일본의 전통 종이 한국, 중국, 일본 모두 전통적인 방식의 수작업으로 전통 종이가 생산되고 있다. 한국의 전통 종이를 한지(韓紙), 중국의 전통 종이를 선지(宣紙, Xuan Zhi), 일본의 전통 종이를 화지(和紙, わし)라고 구별하여 부른다. 동아시아 삼국의 종이는 모두 오랜 역사와 전통을 가지고 있으며, 기본적으로 닥나무를 이용해 종이를 만드는 것은 비슷하지만 각국의 닥나무 품종, 제조 과정이나 첨가되는 재료들이 달라지면서 각 나라 전통 종이의 고유한 특징을 가지게 되었다.   그림 2. 동아시아 전통 종이의 명칭, 원료 및 특징   <그림 2>에 동아시아 전통 종이의 명칭과 특징을 간단하게 정리하여 소개하였다. 우리나라의 경우에도 한지를 만드는 공방이 전국 각지에 분포하고 있으며, 각 공방마다 다른 재료와 제지 공정으로 종이를 만들기 때문에 획일적으로 한지의 특징을 표현할 수는 없다. 다만 한국, 중국, 일본의 전통 종이의 일반적인 특징의 차이를 정리하면 다음과 같이 요약할 수 있다. 한지는 주로 닥나무를 원료로 만들어 보존성이 탁월하고 질기면서도 유연한 특징을 가지고 있다. 문자의 기록, 서화용뿐만 아니라 건축, 공예, 예술 등 여러 분야에서 활용되고 있다. 한지는 중국이나 일본의 전통 종이 제지법과 다르게 한지 두 장을 서로 붙여서 한 장을 만드는 합지(合紙) 방식이 사용된다. 표면을 매끄럽게 하기 위한 도침(搗砧 : 종이나 가죽 따위를 다듬잇돌에 올려놓고 다듬어서 윤기가 나고 매끄럽게 함) 과정을 거치기도 한다.  중국의 선지는 죽피(竹皮), 마피(麻皮), 청단피(靑檀皮), 상피(桑皮)에 볏짚이나 밀짚 등을 섞은 원료로 만든다. 중국의 청단(靑檀)은 느릅나무과의 나무로 한반도에는 자생하지 않는 식물이다. 선지는 한지보다 섬유의 길이가 짧아 종이의 질은 약하지만, 먹 번짐이 고르고 우수하여 서화용으로 적합하다.  일본의 화지는 왜(倭)닥피, 안피(雁皮 : 산닥나무 껍질), 삼지(三枝) 닥피를 원료로 만들며, 부드럽고 유연하다. 종이를 쌍발 뜨기 방식으로 뜨기 때문에 얇은 종이를 여러 번 뜰 수 있어, 종이의 질을 균일하게 할 수 있는 특징이 있다. 표면 처리로 표면을 고르게 하여 섬세하다. 그러나 먹 번짐이 좋지 않아 먹을 이용하여 글을 쓰거나 그림을 그리는 것에는 그다지 적합하지는 못하다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

문화유산 분야의 이미지 데이터베이스와 활용 사례 (3)   지난 호에서는 서화, 낙관, 탁본 데이터베이스의 중요성과 문화유산 분야에서의 활용 사례에 관하여 살펴보았다. 사회적으로 문제가 되었던 인감도장의 진위문제 판단을 위한 이미지 분석을 통한 유사도 조사 사례도 소개하였다. 또한 근래에 문제가 되었던 천경자 화백과 이우환 화백의 작품으로 위작 시비가 일었던 사례도 간단하게 살펴보았다. 이번 호에서는 옛 사진 데이터베이스의 중요성과 그 활용 가능성에 관하여 살펴보도록 한다. 사진을 어떤 목적으로 어떻게 촬영할 것인가 하는 문제도 함께 생각해 본다. 목적 없이 촬영되는 사진이 과연 존재할까 하는 문제도 함께 생각해 보려고 한다. 그리고, 촬영된 이미지 데이터를 효과적으로 활용하기 위하여 필요한 관련 지식, 경험, 안목의 중요성에 관해서도 소개한다.   ■ 연재순서 제1회 이미지 데이터와 데이터베이스의 중요성 제2회 서화, 낙관, 탁본 데이터베이스 제3회 옛 사진 데이터베이스 제4회 한지 데이터베이스 제5회 고지도 데이터베이스 제6회 고서 자형 데이터베이스 제7회 필사본 고서 데이터베이스 제8회 목판본 고서 데이터베이스 제9회 금속활자본 고서 데이터베이스 제10회 근대 서지 데이터베이스 제11회 도자기 데이터베이스 제12회 안료 데이터베이스   ■ 유우식 웨이퍼마스터스의 사장 겸 CTO이다. 동국대학교 전자공학과, 일본 교토대학 대학원과 미국 브라운대학교를 거쳐 미국 내 다수의 반도체 재료 및 생산설비분야 기업에서 반도체를 포함한 전자재료, 공정, 물성, 소재분석, 이미지 해석 및 프로그램 개발과 관련한 연구를 진행하고 있다. 경북대학교 인문학술원 객원연구원, 국민대학교 산림과학연구소 상임연구위원, 문화유산회복재단 학술위원이다. 이메일 | woosik.yoo@wafermasters.com 홈페이지 | www.wafermasters.com   역사 퍼즐(시간적 공간적 퍼즐) 조각 퍼즐(jigsaw puzzle)은 완성된 이미지를 여러 조각으로 분할하여 분할된 이미지를 여러 가지 조합으로 평면에 배치하여 본래의 이미지가 되도록 만들어 가는 게임이다. 모든 이미지는 어느 특정한 시각에서의 정보이다. 즉, 조각 퍼즐은 어느 특정한 시각의 이미지 정보를 공간적으로 분리해 놓은 것을 맞춰가는 것이다. 퍼즐의 모든 조각은 동일한 시각 또는 정지된 이미지의 일부이다. 동영상에서 한 장의 이미지를 뺐다면 그 이미지는 시간의 흐름 속에서 바로 앞의 장면과 바로 다음 장면의 사이에 해당하는 정보이다. 시간적인 전후 관계를 맞춰 가는 시간적 퍼즐이다. 역사 연구는 이러한 시간적, 공간적, 사회적, 문화적 다차원 퍼즐이라고 할 수 있다. 2023년 10월15일 광화문 월대(月臺)가 복원되고 새로운 현판이 공개되었다. 역사적 기록을 통한 고증을 거쳐 1865년에 흥선대원군에 의해서 경복궁 중건이 시작되어 1867년에 완성될 당시의 모습으로 복원되었다. 중건 당시의 완벽한 모습은 아니지만 조금씩 원형에 가까워져 가고 있다.   그림 1. 광화문 사진으로 풀어 보는 역사 퍼즐(사진이 촬영된 순서 맞추기)   <그림 1>에 다른 시기에 촬영된 다섯 장의 광화문 사진을 소개하였다. 광화문의 모습이 시대에 따라 어떻게 변화되었는지, 시간을 축으로 역사 퍼즐에 도전해 보는 것도 좋을 것 같다. 어떤 순서로 사진이 촬영된 것이며 어느 시기에 촬영된 것인지 함께 생각해 보자. 모든 사진이 촬영된 시기에 직접 현장을 방문한 사람이라면 쉽게 알 수 있는 문제이지만, 사진이 촬영된 시기의 폭이 약 100년 가까이 되니 현장을 방문했던 사람이라도 이미 고인이 되었거나 기억이 분명하지 않을 수도 있다. 사진의 특징, 풍경, 건물, 차량 등 다양한 정보와 자신이 알고 있는 역사적 사실(데이터베이스)을 바탕으로 추정하는 과정을 거쳐서 결론을 얻게 될 것이다. 자신이 내린 결론에 확신이 없는 경우도 있을 것이고, 확신하지만 데이터베이스나 기억이 사실과 달라서 오답을 하는 경우도 있을 것이다. 역사적 사실을 잘 알지 못하는 사람이라면 다섯 장의 사진 중에서 네 장(B, C, D, E)의 사진에는 큰 서양식 건물이 찍혀 있지만, 첫 번째 사진(A)에는 서양식 건물이 사라졌다는 사실로 힌트를 삼을 것이다. 또한 서양식 건물만 찍혀 있는 오래된 것 같은 사진(E)도 있으므로, 광화문이 서양식 건물을 세운 다음에 건립된 것으로 판단할 수도 있을 것이다. B, C, D의 사진은 지나가는 행인의 옷차림, 차량의 유무, 차량의 모델 등을 바탕으로 촬영된 순서를 유추하게 될 것이다. 사진 A는 광화문을 남겨두고 서양식 건물만 철거하는 가장 마지막에 촬영된 것으로 추정하게 될 것이다. 이러한 내용을 바탕으로 다섯 장의 사진이 촬영된 순서를 추정하면 E → B → D → C → A로 보는 것이 합리적이다. 실제의 촬영순서는 B → E → D → C → A이다. 사진에서 서양식 건물은 일제강점기에 지어진 조선총독부 건물이다. 당시에는 동양 최대의 근대식 건축물로 1912년 독일인 게오르그 라란데(Georg de Lalande)가 설계하고, 1916년에 광화문 뒤편 경복궁 내에 공사를 시작하여 1926년에 완공되었다.(B) 1945년 해방 후에는 미 군정 청사로, 1950년 6월 25일에 발발한 한국전쟁 직후에는 서울이 함락되어 조선인민군 청사로, 같은 해 9월 28일에는 UN군이 서울을 수복하여 1962년부터 대한민국 중앙청(정부 청사)으로 사용되었다. 1986년부터는 국립중앙박물관으로 사용되었으며, 김영삼 대통령 재임시절인 1995년 8월 15일에 철거를 시작하여 1996년에 철거가 완료되었다. 건물 철거 후 첨탑 부분은 천안 독립기념관에 전시되고 있다.   ■ 상세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

문화유산 분야의 이미지 데이터베이스와 활용 사례 (2)   지난 호에서는 이미지 데이터베이스와 문화유산 분야에서의 활용 사례를 소개하기에 앞서, 이미지 데이터와 데이터베이스의 중요성에 관하여 간단하게 소개하였다. 유로화 동전의 디자인을 예로 들어 이미지 데이터의 정보, 이미지 데이터의 정확도와 가치, 곡식과 금을 예로 든 순도의 중요성, 효용성과 가치에 관하여 설명하였다. 이미지 데이터와 추가 정보(metadata), 이미지 태깅(tagging)시의 중요성과 주의점을 간단한 손가락 표현인 V 사인과 엄지척 사인 두 가지의 경우를 예로 들어 소개하였다. 이번 호에서는 서화, 낙관, 탁본 데이터베이스의 중요성과 문화유산 분야에서의 활용 사례에 관하여 살펴보고자 한다. 아울러 회화 작품의 이미지 데이터베이스의 중요성도 살펴본다.   ■ 연재순서 제1회 이미지 데이터와 데이터베이스의 중요성 제2회 서화, 낙관, 탁본 데이터베이스 제3회 옛 사진 데이터베이스 제4회 한지 데이터베이스 제5회 고지도 데이터베이스 제6회 고서 자형 데이터베이스 제7회 필사본 고서 데이터베이스 제8회 목판본 고서 데이터베이스 제9회 금속활자본 고서 데이터베이스 제10회 근대 서지 데이터베이스 제11회 도자기 데이터베이스 제12회 안료 데이터베이스   ■ 유우식 웨이퍼마스터스의 사장 겸 CTO이다. 동국대학교 전자공학과, 일본 교토대학 대학원과 미국 브라운대학교를 거쳐 미국 내 다수의 반도체 재료 및 생산설비분야 기업에서 반도체를 포함한 전자재료, 공정, 물성, 소재분석, 이미지 해석 및 프로그램 개발과 관련한 연구를 진행하고 있다. 경북대학교 인문학술원 객원연구원, 국민대학교 산림과학연구소 상임연구위원, 문화유산회복재단 학술위원이다. 홈페이지 | www.wafermasters.com   그림 1. 수 많은 인장이 찍혀 있는 김정희의 그림 ‘불이선란(不二禪蘭)’   서화와 인장 우리나라를 비롯해 중국, 대만, 일본, 베트남 등의 한자 문화권 국가에서는 서화 작품에 여러 가지의 인장이 찍혀 있는 경우가 많다. 이러한 인장을 낙관(落款)이라고 부른다. 글씨나 그림을 완성한 다음 작품을 완성한 시기와 장소, 자신의 이름, 호 등을 작품에 쓰고 인장을 찍는 것을 낙관이라고 한다. 작자가 누구이며 언제 완성한 것인지를 적는 의미 외에도 작품을 완성하는 의미를 지닌다. <그림 1>에 많은 인장이 찍혀 있는 조선 후기의 대표적인 서예가, 금석학자, 고증학자, 화가, 실학자였던 추사 김정희의 그림인 ‘불이선란(不二禪蘭)’을 예시하였다. ‘불이선란’은 김정희의 마지막 난초 그림으로 2023년 6월에 문화재청이 보물 지정을 예고하였다. 하나의 그림에 무려 15개의 인장이 찍혀 있다. 모두가 김정희의 인장일까? 모두 같은 날 찍은 낙관일까? 자세한 것은 뒤에 소개하기로 하고, 우선 낙관이라는 이름의 유래를 살펴보자. 낙관은 ‘낙성관지(落成款識)’의 줄임말로 알려져 있다. 옛날 중국에서 구리 또는 청동으로 만든 그릇이나 솥과 같은 동기(銅器) 등에 글자를 새기는 풍습이 있는데, 새겨진 글자를 각명(刻銘) 또는 명문(銘文)이라고 한다. 새겨진 글자 중에서 글자의 모양을 파서 새긴 글자를 음각자(陰刻字)라고 하는데 이것을 ‘관(款)’이라고 부르고, 글자 주변을 파서 글자의 모양이 튀어 나오도록 새긴 글자를 양각자(陽刻字)라고 하며 이것을 ‘지(識)’라고 하는 데에서 유래한 것으로 알려져 있다. 낙관은 서화에만 있는 것이 아니라 도자기의 밑면에서도 자주 볼 수 있다. 요즈음 제작된 도자기나 찻잔의 밑면을 보면 제작자의 낙관 또는 제작회사의 상호가 표시되어 있는 경우가 많다. 일종의 품질 보증 역할을 겸하고 있다. 추사박물관을 취재한 2022년 11월 29일자 KBS 뉴스에 의하면, 김정희의 친필 기록을 해석한 결과 ‘추사’는 김정희의 호가 아닌 것으로 밝혀졌다고 한다. 1809년 김정희가 스물 네 살 때 아버지를 따라 청나라에 가서 그곳 사람들과 필담으로 주고 받은 대화에 의하면, 청나라 인사가 자기소개를 청하자 이름(名)은 정희, 자(字)는 추사, 호(號)는 보담재(寶覃齋)라고 스스로 밝혔다고 한다. 우리가 알고 있는 ‘추사’는 김정희의 호가 아니었다. 거의 200년만에 밝혀진 사실이다. 이처럼 널리 알려진 상식도 사실과 다른 경우가 의외로 많다. 여기서 ‘자’는 성인이 되는 관례(冠禮)를 치르면 어른이 지어준 별칭이고, ‘호’는 누구나 허물없이 부르고 쓸 수 있도록 지은 별명이다.   낙관의 구분과 의미 서화에 낙관을 찍기 시작한 것은 송나라 시대부터라고 알려져 있다. 낙관은 작품의 작가, 제작시기 및 진위여부를 판단하는 중요한 근거가 된다. 오늘날 우리가 사용하는 도장과 같은 기능을 하고 있다고 볼 수 있다. 서화에 낙인된 낙관의 개수, 위치 및 길이로 구분하여 여러 가지 명칭으로 구분할 수 있다. 낙관은 손으로 쓰는 수인(手印)인 경우도 많으나, 대부분의 작품에서 손으로 쓰더라도 도장을 찍는 경우가 많아서 도장을 낙관이라고 생각하는 경우가 많다. 손으로 낙관을 적는 수인의 경우 작품에 작가의 정보만 낙인하는 경우는 단관(單款)이라고 하며, 작품을 받는 사람의 정보까지 기록하는 경우를 쌍관(雙款)이라고 하여 구별한다. 작품을 받을 사람의 정보를 먼저 기록하고 작가의 정보를 나중에 기록하는 관례에 따라서 받을 사람에 관한 정보를 상관(上款)이라고 하고, 작가의 정보를 하관(下款)이라고 한다. 관기(款記)의 길이로 구분하여 길이가 긴 장관(長款)과 길이가 짧은 단관(短款)으로 구별하기도 하는데, 길고 짧음의 기준이 명확하지 않아 자의적인 해석을 하게 되는 경우가 많다. 낙관에 사용되는 도장을 기능별로 구분하면 작가의 이름을 음각으로 새긴 성명인(姓名印), 작가의 호를 양각으로 새긴 호인(號印), 서화의 첫머리에 찍는 두인(頭印), 서화 수집가가 자신이 소장하고 있음을 나타내는 소장인(所藏印)으로 크게 나뉜다. 특별한 형식을 정하지 않고 찍는 낙관은 유인(遊印)이라고 부르며, 좋아하는 문구나 글자를 새겨서 사용하는 경우가 많다.   그림 2. 김정희의 ‘불이선란(不二禪蘭)’도에 찍힌 15개의 낙관과 의미   김정희의 그림 ‘불이선란’에 찍힌 낙관 ‘불이선란’에는 모두 15개의 낙관이 찍혀 있다. 작품이 완성되었을 때부터 15개가 찍힌 것일까? 모두 작자인 김정희의 낙관일까? 약 200년 전에 활동하던 선조의 작품을 자세히 살펴보자. 현대에도 한 사람이 여러 개의 도장을 갖는 경우가 많다. 막도장, 인감도장 등 용도에 따라서 사용한다. 요즈음에는 서명으로 대신하는 경우도 많지만 도장을 한두 개쯤은 가지고 있을 것이다. 김정희는 71세까지 생존했으므로 여러 개의 도장이 있어도 전혀 이상할 것은 없다. 그렇다고 자신의 작품에 가지고 있는 도장을 전시하듯 낙관을 마구 찍어대지는 않았을 것이다. 시대에 따라서 좋아하는 글귀도 달라지는 법이므로, 작품 활동 시기에 따라서 유행처럼 낙관의 조합도 달라질 수 있는 것이다. 다행스럽게도 15개의 낙관은 여러 가지 낙관의 데이터베이스를 바탕으로 누구의 것인지 어떤 의미로 찍은 것인지 확인되었다.(그림 2)   ■ 상세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

문화유산 분야의 이미지 데이터베이스와 활용 사례 (1)   이번 호부터 이미지 데이터베이스와 활용 사례에 관해서 소개하고자 한다. 이학 또는 공학 분야의 전문가에게는 조금 낯설기도 하고 뜬금없는 이야기로 들릴 수 있으나, 문화유산 분야에서 이미지 데이터의 활용 가능성에 관한 내용을 연재할 예정이다. 예전에는 대상물의 시각적 정보를 수작업으로 스케치하는 단계에서 기계적인 방법으로 기록하는 수단으로 유리 건판이나 필름을 이용한 사진 기술을 개발하여 사용해 왔다. 사진은 촬영 당시의 상태를 기록한 타임 캡슐이다. 과거에 촬영된 사진을 어떻게 활용할 것이며 앞으로 촬영하게 될 사진에서는 어떤 정보를 추가해서 기록하면 좋을까? 이미지 데이터와 효과적인 활용을 위한 이미지 데이터베이스에 관하여 살펴보자.   ■ 연재순서 제1회 이미지 데이터와 데이터베이스의 중요성 제2회 서화, 낙관, 탁본 데이터베이스 제3회 옛 사진 데이터베이스 제4회 한지 데이터베이스 제5회 고지도 데이터베이스  제6회 고서 자형 데이터베이스 제7회 필사본 고서 데이터베이스  제8회 목판본 고서 데이터베이스  제9회 금속활자본 고서 데이터베이스  제10회 근대 서지 데이터베이스  제11회 도자기 데이터베이스 제12회 안료 데이터베이스   ■ 유우식 웨이퍼마스터스의 사장 겸 CTO이다. 동국대학교 전자공학과, 일본 교토대학 대학원과 미국 브라운대학교를 거쳐 미국 내 다수의 반도체 재료 및 생산설비분야 기업에서 반도체를 포함한 전자재료, 공정, 물성, 소재분석, 이미지 해석 및 프로그램 개발과 관련한 연구를 진행하고 있다. 경북대학교 인문학술원 객원연구원, 국민대학교 산림과학연구소 상임연구위원, 문화유산회복재단 학술위원이다. 이메일 | woosik.yoo@wafermasters.com  홈페이지 | www.wafermasters.com   그림 1. 유럽 각국의 통화(동전) 및 결제수단의 변화   유럽 여행 유럽은 아시아와 이어진 대륙으로 우랄산맥과 캅카스산맥, 우랄강, 카스피해, 흑해와 에게해에 이르는 지역이다. 유럽의 면적은 1018만㎢로 지구 표면적의 2% 또는 육지 전체 면적의 약 6.8%에 해당한다. 1914년부터 1918년까지 일어난 제1차 세계대전, 1917년의 러시아 혁명, 1939년부터 1945년까지 일어난 제2차 세계대전, 1989년에 일어난 베를린 장벽의 붕괴를 시작으로 냉전 체제가 무너지면서 여러 나라들이 분리 독립하여 현재 유럽은 약 50개국으로 이루어져 있다. 면적과 인구면에서는 러시아가 가장 크고 바티칸 시국이 가장 작다. 유럽의 인구는 세계 인구의 약 11%에 해당하는 7억 3900만 명으로 아시아와 아프리카 다음으로 많다. 유럽의 정치 경제 통합을 실현하기 위하여 1993년 11월 1일 발효된 마스트리흐트 조약에 따라 유럽 12개국이 참가하여 연합 기구인 유럽연합(EU)이 출범했다. 2023년 현재 유럽연합 가입국은 27개국이다. 27개국을 모두 합치면 인구는 약 5억 명에 달한다. 유럽연합 가입국 27개국 중 20개국에서 공통화폐로 유로(Euro)를 사용하고 있다. 유로화는 1999년 1월 1일에 유로회원국의 통화로 승인되어, 2002년 1월 1일부터 통용되기 시작하였다. 유럽연합이 출범하고 유로화가 도입되기 전인 2002년까지는 여행이나 출장으로 유럽을 방문하는 경우 나라마다 다른 지폐와 동전을 사용해야 했다.(그림 1) 유럽에는 작은 나라들이 국경을 맞대고 있고 국경을 건너서 여러 나라를 통과하는 일이 많아서, 유럽 여행을 마치면 많은 나라의 지폐와 동전이 쌓이곤 했다. 금액이 큰 것은 신용카드를 사용할 수 있었지만 일용 잡화나 식품을 구입할 때는 신용카드를 사용하기 어려워 현금을 준비해야 했기 때문에, 자연스레 현지의 지폐와 동전이 쌓일 수 밖에 없었다. 단기간의 여행인 경우에는 현지 화폐에 적응되지 못한 상태라서 지폐를 주고 거스름돈을 받게 되니 동전만 잔뜩 모이는 경우가 많았다. 이제는 대부분의 유럽 국가에서 유로화가 통용되고 현금보다는 신용카드 또는 스마트페이 등 결제수단이 다양해져서, 동전을 많이 가지고 다니지 않아도 되게 되었다. 정보통신 기술의 발달로 여행의 모습도 많이 달라지고 편리해졌다.   데이터와 데이터베이스 유로 동전은 액면가에 따라서 직경도 두께도 재질도 디자인도 다르다. 앞면의 디자인은 공통이나 뒷면은 나라별로 다른 디자인을 채용하고 있다.(그림 2) 유로화 동전이 유럽 전역에서 통용되므로 공통분모는 동전의 앞면이다. 뒷면은 나라마다 디자인이 다르므로 수십 가지의 디자인을 액면가마다 전부 외울 수도 없는 노릇이다. 또한 한 나라에서 여러가지 디자인을 도입하기도 하여 뒷면의 디자인은 자연스럽게 증가하게 된다. 유럽연합 27개국 중에서 20개국에서 유로화를 사용하고 있으며 7개국에서는 자국의 통화를 사용하고 있다. 유럽연합 회원국이 아니면서도 특별한 협정에 의하여 유로화를 발행하고 사용하는 나라도 있다. 모나코, 산마리노, 바티칸 시국이다. 2 유로 동전의 경우 바티칸 시국이 2002, 2005, 2006, 2013, 2015, 2017년에 새로운 디자인의 동전을 발행하여 6가지 디자인을 사용하고 있다. 교황이 바뀌거나 특별한 이벤트가 있을 때 새로운 디자인을 도입했기 때문이다. 동전 하나하나를 데이터라고 한다면 동전의 액면가, 앞뒷면의 디자인, 발행년도, 발행 국가 등에 관한 정보는 데이터베이스라고 할 수 있다.(그림 2) 우리가 동전을 보고 액면가를 인식하는 것은 동전의 이미지 데이터를 이미지 데이터베이스와 비교하여 데이터의 의미를 확인하여 사용하는 것이고, 그 동전을 받은 상대방도 마찬가지로 이미지 데이터를 자신의 이미지 데이터베이스와 비교하여 판정하는 방법으로 거래가 이루어진다. 기계가 동전을 받아들이는 경우에도 같은 방식이 적용되지만, 동전의 크기나 무게와 같은 추가적인 정보로 데이터의 신뢰성을 높이고 있다.   그림 2. 유럽 각국에서 통용되는 유로화 동전의 앞면과 뒷면(실제 동전의 크기는 액면가에 따라 다름)      ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

이미지 정보의 취득, 분석 및 활용 (12)   지난 호에서는 ‘정보의 가시화’ 또는 ‘정보의 시각화’와 그 중요성에 관하여 여러 가지 사례를 바탕으로 소개하였다. 데이터의 시각화 사례를 다양한 주제의 인포그래픽(infographic)을 통하여 살펴보았다. 정보의 시각화 과정에서 여러 가지 정보가 의도와 다르게 왜곡되거나 해석될 소지가 있다는 점을 지적하였다. 정보의 수집 못지 않게 정보의 분류와 올바른 태깅(tagging)이 중요하다는 것을 강조하였다.  이번 호에서는 올해의 연재를 마치면서 ‘입체 이미지 정보의 유혹과 과제’라는 주제로 ‘입체 이미지 정보의 자료화’와 ‘정보의 입체적 시각화’에 동반되는 여러 가지 문제점과 제약에 관해서 소개하고자 한다. 그리고, 다차원 정보의 효과적인 시각화에 따른 과제와 전망에 관해서도 소개하고자 한다.   ■ 연재순서 제1회 측정의 목적(호기심, 정보 수집) 제2회 단위(비교의 기준) 제3회 길이 측정 제4회 무게 측정 제5회 시간 측정 제6회 에너지 측정 제7회 정적 측정과 동적 측정 제8회 측정 결과의 분석 제9회 분석 결과의 활용 제10회 제어(수동, 자동, 반자동, 학습형) 제11회 정보의 가시화 제12회 입체 이미지 정보의 유혹과 과제   ■ 유우식 미국 웨이퍼마스터스(WaferMasters)의 사장 겸 CTO이다. 동국대학교 전자공학과, 일본 교토대학 대학원과 미국 브라운대학교를 거쳐 미국 내 다수의 반도체 재료 및 생산설비분야 기업에서 반도체를 포함한 전자재료, 공정, 물성, 소재분석, 이미지 해석 및 프로그램 개발과 관련한 연구를 진행하고 있다. 일본 오사카대학 대학원 공학연구과 공동연구원, 경북대학교 인문학술원 객원연구원, 국민대학교 산림과학연구소 연구원, 문화유산 회복재단 학술위원이다.  이메일 | woosik.yoo@wafermasters.com 홈페이지 | www.wafermasters.com   그림 1. 외형만으로는 과육의 색상이나 씨의 유무를 판단하기 어려운 다양한 품종의 수박   겉모습과 실체  사물, 현상 또는 사람의 겉모습만으로 실체를 파악할 수 있을까? 경험과 지식을 통해서 추정은 가능하지만 실체를 정확하게 알 수는 없다. 추정한 결과가 높은 확률로 맞는 경험을 한 사람은 자신의 판단에 확신을 가질 것이고, 그렇지 못한 사람은 겉모습을 바탕으로 판단하는 것에 주저하게 될 것이다. <그림 1>에 소개한 다양한 종류의 수박 사진만 보아도 일반적으로 생각하는 수박의 이미지와 다른 것도 포함되어 있어 당황스럽기까지 하다. 새로운 품종의 수박을 개발하여 과육의 색이나 외형이 달라진 것이지만 우리가 일반적으로 수박이라고 생각하는 특징을 가지고 있기 때문에, 수박이라고 분류해도 그럴 수 있겠다고 생각하게 된다. 이런 경험을 자주 하게 되면 점점 수박에 대한 정의와 개념에도 변화가 생기게 된다. 한 가지 분명한 것은 겉모습만으로 실체를 올바르게 알 수 없다는 것이다. 겉모습은 많은 특징 중의 하나일 뿐이다. 과육이 노란 수박만 경험해 온 사람에게는 수박의 과육은 노란색이어야만 할 것이다. 그런 사람에게 빨간색 과육의 수박이 수박으로 인정받기 위해서는 다른 특징을 종합적으로 비교해서 수박으로 인정받아야 할 것이다. 시한폭탄처럼 생긴 수박도 잘라도 보고 맛도 보고 한 다음에나 수박으로 인정될 것이다. 학습에 의해서 어떤 개념을 접하고 한정된 경험을 하게 되면 사물, 현상 또는 사람에 대한 판단 기준이 제한적이지만, 다양한 경험을 하게 되면 대체로 다양성을 받아들이는 방향으로 변화하게 된다. 아마도 학생 시절에는 교과과정에 따른 학습에 의해서 옳고 그름의 경계가 명확하다고 느끼지만, 시간이 지나면서 다양한 경험을 통해 모든 경계가 모호한 것임을 느껴가는 경험을 했을 것이다. 모든 사물에는 이름이 붙어 있지만 그것도 누군가에 의해서 구분되어 이름이 붙여졌을 뿐, 그다지 큰 의미는 없는 경우가 대부분이다.  누군가가 수박의 특징에 대해서 이야기하라고 하면 어떻게 답하게 될까? 아마도 학습이나 경험을 통해서 알게 된 수박의 형태, 크기, 구조, 색상, 맛 등에 관한 정보를 나열하게 될 것이다. 모든 특징을 전부 알지도 못하거니와 모든 경우를 나열할 수도 없으므로, 알고 있는 범위에서 가장 확률이 높은 특징을 몇 가지 나열하는 정도가 될 것이다. 이것은 본인이 가지고 있는 수박의 판단 기준이라고 할 수 있을 것이다. 다른 사람이 조금 다른 수박에 대한 판단 기준을 가지고 있다고 하더라도 그다지 이상한 일도 아니다. 이미지 정보의 겉모습과 실체도 이와 같이 보는 이의 경험과 지식에 따라서 다르게 판단될 수 밖에 없는 것이다.   그림 2. 수박의 활용 목적과 용도에 맞게 절단하는 다양한 방법   목적에 맞는 활용 계속해서 수박 이미지를 예로 들어 정보의 활용에 관해서 생각해 보자. 눈 앞에 수박이 하나 있다고 하자. 관상용일 수도 있고 간식용일 수도 있을 것이다. 어쩌면 수박이 있는지도 모르고 지나치게 될 지도 모른다. 수박을 음식물로 섭취의 대상으로 생각한다면 어떤 방법으로 어떻게 잘라서 어느 부분을 먹을까 고민해야 할 것이다. <그림 2>에 다양한 수박 절단 방법을 예시하였다. 같은 수박이라도 자르기 쉬운 방법으로 자를 것인가, 먹기 좋게 자를 것인가, 보기 좋게 자를 것인가, 다른 요리에 사용하기 좋게 자를 것인가, 관상용으로 자를 것인가를 정해야 할 것이다. 그런 판단을 하기 위해서는 목적이 정해져야 할 것이다. 수박을 보고 목적을 생각하는 경우도 있을 것이고, 목적을 정해 놓고 수박을 생각하는 경우도 있을 것이다.  이미지 정보 또한 이와 같아서, 이미지를 보고 정보를 추출하는 방법도 있고 특정의 정보를 추출하기 위해서 이미지를 고르는 경우도 있을 것이다. 추출하고자 하는 정보가 정해졌다면 그 정보를 최소한의 노력으로 추출할 수 있는 방법으로 이미지를 취득할 수 있는 촬영 방법을 고려하는 일부터 시작하지 않을까 싶다.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

이미지 정보의 취득, 분석 및 활용 (11)   지난 호에서는 ‘제어’의 개념에 관하여 간단히 설명하고 고대 그리스 알렉산드리아 신전에서 사용되었다고 하는 자동문의 동작 원리, 증기기관의 원심조속기를 비롯하여 다양한 방식의 제어 사례를 소개하였다. 모든 제어에 필요한 기본적인 구성 요소의 기능과 역할에 관하여 살펴보고 수동, 자동, 반자동, 적응형, 학습형 등 다양한 제어 방식의 차이점과 특징에 관해서도 다루었다. 인간의 경험, 심리 상태로 인한 개인차와 선택적 거부 습성이 제어 결과에 미치는 영향에 관해서도 알아 보았다. 이번 호에서는 ‘구슬이 서말이라도 꿰어야 보배’라는 속담이 있듯이 ‘정보의 가시화’와 그 중요성에 관하여 여러 사례를 바탕으로 소개한다. 데이터 가시화, 시각화의 중요성은 인포그래픽스(infographics)라는 새로운 분야를 탄생시켰다. 수집된 정보를 시각적으로 잘 표현하여 이해하기 쉽고 활용하기 쉽게 하기 위한 노력이 정보의 수집 이상으로 중요하다.   ■ 연재순서 제1회 측정의 목적(호기심, 정보 수집) 제2회 단위(비교의 기준) 제3회 길이 측정 제4회 무게 측정 제5회 시간 측정 제6회 에너지 측정 제7회 정적 측정과 동적 측정 제8회 측정 결과의 분석 제9회 분석 결과의 활용 제10회 제어(수동, 자동, 반자동, 학습형) 제11회 정보의 가시화 제12회 입체 이미지 정보의 유혹과 과제   ■ 유우식 미국 웨이퍼마스터스(WaferMasters)의 사장 겸 CTO이다. 동국대학교 전자공학과, 일본 교토대학 대학원과 미국 브라운대학교를 거쳐 미국 내 다수의 반도체 재료 및 생산설비분야 기업에서 반도체를 포함한 전자재료, 공정, 물성, 소재분석, 이미지 해석 및 프로그램 개발과 관련한 연구를 진행하고 있다. 일본 오사카대학 대학원 공학연구과 공동연구원, 경북대학교 인문학술원 객원연구원, 국민대학교 산림과학연구소 연구원, 문화유산 회복재단 학술위원이다. 이메일 | woosik.yoo@wafermasters.com 홈페이지 | www.wafermasters.com   그림 1. 나무위키에 소개된 라면의 재료, 구성, 제조 방법, 조리 방법, 소비 특성 등에 관한 서술적인 설명문   ‘정보’와 ‘인포그래픽’ ‘정보’는 일상생활부터 전문영역에 이르기까지 매우 다양한 뜻으로 사용된다. 예를 들면 언어(말과 글), 개인 식별, 화폐, 금융, 법률, 규칙, 지식을 비롯하여 자연 환경 속의 빛이나 소리, 냄새, 맛, 압력 등 오감을 자극하는 신호와 생체의 신경, 호르몬 등의 생체 신호에 이르기까지를 정보라고 할 수 있다. 이 연재에서는 이미지 정보의 취득, 분석 및 활용이라는 주제로 정보에 접근하고 있으므로 시각적인 정보에 초점을 맞추어 이야기하고자 한다. 전자공학, 컴퓨터공학, 정보공학 분야에서는 정보(情報, information, info, info.)에 대해 특정 목적을 위하여 광(光) 또는 전자적 방식으로 처리되어 부호, 문자, 음성, 음향 및 영상 등을 표현하는 모든 종류의 자료(데이터, data) 또는 지식을 가리킨다. 탐구 대상에 관한 힌트가 될만한 것이라면 무엇이든 정보라고 할 수 있다. 경우에 따라서는 힌트가 되지 못하는 정보도 있을 것이므로 정량화할 수 있는 모든 것을 정보라고 할 수 있을 것이다. 우리가 감각으로 느끼는 모든 것은 정량화된 정보이지만, 여러 종류의 정보를 바탕으로 인식하고 그 의미를 부여하기 때문에 판단 결과는 늘 정성적인 느낌으로 다가온다. 그 느낌을 타인과 공유하거나 전달하기 위해서는 언어적인 표현을 하게 된다. 주로 말과 글로 전달하지만 의미가 보다 잘 전달될 수 있게 하기 위하여 표정이나 손짓 발짓 몸짓 등의 제스처를 사용하기도 하고, 그림이나 그래프 숫자를 사용하여 의미를 전달하고 전달된 내용을 확인하곤 한다. 정보의 홍수 속에 살아가는 현대 사회에서는 정보를 시각화하는 것을 의미하는 인포그래픽(infographic :  정보를 나타내는 information과 graphic의 합성어로 시각디자인을 의미)의 중요성이 대두되고 있다. 좋은 인포그래픽은 처음 보는 사람도 직관적으로 쉽게 정보를 얻을 수 있게 디자인되어 있다. 해석에 시간이 오래 걸린다면 정보 전달 효율이 떨어지는 것이므로 좋은 인포그래픽이라고 하기 어렵다. 같은 정보라도 관심의 대상에 따라서 효율적인 정보 전달에 적합한 디자인이 필요하다. 통계의 차트도 인포그래픽의 고전적인 형태라고 볼 수 있다. 주변에서 쉽게 볼 수 있는 기본적인 인포그래픽으로는 지하철이나 버스 노선도를 꼽을 수 있다. <그림 1>에 우리나라 사람들의 대중적인 사랑을 받고 있는 라면에 관하여 나무위키에서 소개한 서술적인 정보를 표시하였다. 일부 단어와 표현은 하이라이트하여 단정적인 내용을 구별하기 쉽게 하였다. 내용을 읽어본 후 개인적인 경험과 지식을 바탕으로 라면을 상상해 보고 설명이 적절한지, 설명이 부족한 부분은 없는지 생각해 보는 것도 인포그래픽의 중요성을 이해하는데 도움이 될 것 같다. 아마도 라면의 맛, 냄새, 온도를 떠올리며 입가에 미소를 짓거나 침샘을 자극할 수도 있을 것이다.   정보의 다양성 라면을 어떻게 정의할 것인가? 직접 경험한 사람은 본인의 경험을 바탕으로 서술할 것이고, 경험하지 못한 사람은 여러가지 정보를 찾아본 후 그 정보를 바탕으로 라면에 관해서 상상하게 될 것이다. 어디까지가 라면에 관한 정보가 될까? 나무위키에 소개된 라면이라는 제목에 소개된 여러가지 항목을 <그림 2>에 정리하였다.   그림 2. 라면의 특징을 설명하고 다양한 정보를 소개하기 위해 사용된 목차   여러 사람들이 편집한 것으로 집필자가 중요하다고 생각되는 항목을 소개할 수 있도록 분류하여 목차를 만든 것이다. 일반 소비자에게는 전혀 관심이 없는 내용도 있을 것이고 라면의 역사, 문화적 의미에 관심이 많은 사람이라면 항목을 추가하고 싶어지는 사람도 있을 것이다. 라면은 지속적으로 새로운 제품도 나오고 유행도 바뀌기 때문에 시기를 특정하지 않고 정의하는 것 자체가 어려운 일이 될 수 있다. 이것은 비단 라면에만 국한된 것이 아니다. 우리가 사용하고 있는 언어 자체도 시대에 따라서 그 의미도 달라질 수 있기 때문에, 무언가를 언어적으로 정확하게 서술한다는 것은 매우 어려운 일이다. 때로는 새로운 용어를 만들어 설명할 수 밖에 없는 경우도 생기게 된다. <그림 2>의 목차만 보더라도 10년 전에는 등장하지 않았을 법한 라면 제조사의 이름이 눈에 띈다.   ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.

이미지 정보의 취득, 분석 및 활용 (10)   지난 호에서는 시각적 자극을 통해서 얻어지는 시각 정보의 ‘분석과 분석 결과의 활용’에 관하여 무지개, 해무리, 착시 현상, 신기루와 같은 자연 현상부터 빛과 그림자의 예술적인 응용을 예로 들어 살펴보았다. 현상의 관찰도 중요하지만 눈에 보이는 것이라고 하더라도 진실과 다를 수 있으며 눈에 보이지 않지만 실제로 일어나고 있는 현상도 많기 때문에, 다양한 관점에서 심도 있는 분석이 중요하다는 것을 강조하였다. 이번 호에서는 ‘제어’의 개념에 관하여 이야기하고 제어에 필요한 기본적인 구성 요소의 기능과 역할에 관하여 살펴보고자 한다. 수동, 자동, 반자동, 적응형, 학습형 등 다양한 형태의 제어 방식에 관하여 여러 가지 사례를 예로 들어 소개한다.   ■ 연재순서 제1회 측정의 목적(호기심, 정보 수집) 제2회 단위(비교의 기준) 제3회 길이 측정 제4회 무게 측정 제5회 시간 측정 제6회 에너지 측정 제7회 정적 측정과 동적 측정 제8회 측정 결과의 분석 제9회 분석 결과의 활용 제10회 제어(수동, 자동, 반자동, 학습형) 제11회 정보의 가시화 제12회 입체 이미지 정보의 유혹과 과제   ■ 유우식 미국 웨이퍼마스터스(WaferMasters)의 사장 겸 CTO이다. 동국대학교 전자공학과, 일본 교토대학 대학원과 미국 브라운대학교를 거쳐 미국 내 다수의 반도체 재료 및 생산설비분야 기업에서 반도체를 포함한 전자재료, 공정, 물성, 소재분석, 이미지 해석 및 프로그램 개발과 관련한 연구를 진행하고 있다. 일본 오사카대학 대학원 공학연구과 공동연구원, 경북대학교 인문학술원 객원연구원, 국민대학교 산림과학연구소 연구원, 문화유산 회복재단 학술위원이다.  이메일 | woosik.yoo@wafermasters.com  홈페이지 | www.wafermasters.com   제어란 무엇일까? ‘제어(制御, control)’라는 단어를 사전에서 찾아보면 여러 가지 뜻이 있으나, 이 글에서 다루는 의미는 ‘기계나 설비 또는 화학 반응 따위가 목적에 알맞은 작용을 하도록 조절함’이 가장 적합한 설명이다. ‘상대편을 억눌러서 제 마음대로 다룸’, ‘감정, 충동, 생각 따위를 막거나 누름’이라는 뜻도 아울러 소개되어 있다. 자연스럽게 평형을 이루었거나 정적(靜的)인 상태라면 굳이 제어를 생각할 필요는 없다. 제어 대상을 현재 상태에서 희망하는 상태(목표치)로 변화시키기 위해서 대상에 힘 또는 에너지를 공급하거나, 공급되는 에너지를 차단하거나 감소시키는 방법으로 목표치에 도달하게 조절하는 것이 제어라고 할 수 있다.    그림 1. 원시적 무기와 현대 무기의 발사체 제어 방식 비교    <그림 1>에 나열한 여러 가지 형태의 무기 이미지를 모아서 에너지의 조절(제어) 방식에 따라 구별해 보았다. 돌, 화살, 총탄 모두 외부에서 어떤 힘이 가해지지 않으면 움직이지 않는다. 미사일의 경우에도 내부에서 연료를 연소해서 추진력이 생기지 않으면 미동도 하지 않는다. 물리학에서 이야기하는 관성의 법칙, 즉 ‘물체가 밖의 힘을 받지 않는 한 정지 또는 등속도 운동의 상태를 지속하려는 성질’을 가지고 있기 때문이다. 무기의 특성상 목표물까지 날아가서 목표물에 명중하기 위해서는 외부 또는 내부에서 힘을 가하여 원하는 방향으로 원하는 속도로 날아가도록 해야 한다.  <그림 1> 왼쪽에 있는 돌, 화살, 총탄의 경우에는 발사할 때의 힘으로 속도가 정해지고 발사 각도로 발사기를 떠나게 되면 주변 환경의 변화에도 무방비 상태이며, 중력의 영향으로 계속 낙하하면서 목표물에 도달하거나 지상에 떨어질 때까지 포물선 궤도로 나아갈 뿐이다. 이동하는 목표물을 겨냥할 경우에는 발사체를 발사할 당시의 예상과 다른 방향으로 이동하면 목표물을 맞출 수도 없다. 발사체를 떠나는 순간 우리가 할 수 있는 일은 없다. 반면, 오른쪽에 표시된 미사일의 경우에는 자신의 위치와 목표물을 위치를 실시간으로 추적하면서 목표물에 명중할 수 있도록 연료의 연소량을 조절(제어)하여 발사 후의 상황 변화에 대응하여 목표물을 맞추는 방법이 사용된다. 발사 후에도 상황 변화에 맞추어 어느 정도의 범위 내에서 목표물에 명중할 확률이 가장 높은 경로로 발사체의 속도와 방향을 실시간으로 자동 계산하여 제어하는 방식이다. 많은 종류의 센서와 복잡한 제어 알고리즘을 갖춘 전자 제어 시스템이 필요하다.   고대 그리스의 자동 제어 전자 제어 시스템이 없었을 때에는 제어가 불가능했을까? 그렇지 않다. 고대 그리스 알렉산드리아 신전에서 증기의 힘을 이용한 자동문과 그 동작 원리를 <그림 2>에 소개한다. 그리스-이집트의 수학자이며 발명가인 헤론(Heron, 서기 10년~70년)이 개발한 것으로 알려져 있다. 신전의 제단에 불을 붙이면 제단 아래의 공기가 덥혀져 공기의 압력이 상승하고, 제단 아래에 있는 물탱크의 물이 신전 문의 회전축과 연결된 양동이에 채워지도록 고안되었다. 양동이에 물이 차면 그 무게로 양동이가 중력에 의해서 아래로 내려가고, 회전문의 회전축에 감긴 밧줄이 당겨져 문이 열리게 된다.    그림 2. 고대 그리스 알렉산드리아 신전에서 증기의 힘을 이용한 자동문     ■ 기사 상세 내용은 PDF로 제공됩니다.

이미지 정보의 취득, 분석 및 활용 (9)   지난 호에서는 시각적인 자극을 통해서 이루어지는 관찰 및 측정에 관해서 살펴보았다. 정보의 올바른 관찰과 분석이 선행되어야 분석 결과의 의미 있는 활용이 가능하다. 눈에 보이는 것이라도 정보의 진위를 포함하여 측정의 원리와 한계를 이해하고, 신뢰성을 고려한 신중한 분석이 필요하다. 이번 호에서는 이미지 데이터의 ‘분석’ 및 ‘분석 결과의 활용’에 관하여 살펴보고, 분석 결과의 활용시에 고려해야 할 여러가지 사항에 관해서 분석 결과의 성공 및 실패 사례를 통하여 소개한다.   ■ 연재순서 제1회 측정의 목적(호기심, 정보 수집) 제2회 단위(비교의 기준) 제3회 길이 측정 제4회 무게 측정 제5회 시간 측정 제6회 에너지 측정 제7회 정적 측정과 동적 측정 제8회 측정 결과의 분석 제9회 분석 결과의 활용 제10회 제어(수동, 자동, 반자동, 학습형) 제11회 정보의 가시화 제12회 입체 이미지 정보의 유혹과 과제   ■ 유우식 미국 웨이퍼마스터스(WaferMasters)의 사장 겸 CTO이다. 동국대학교 전자공학과, 일본 교토대학 대학원과 미국 브라운대학교를 거쳐 미국 내 다수의 반도체 재료 및 생산설비분야 기업에서 반도체를 포함한 전자재료, 공정, 물성, 소재분석, 이미지 해석 및 프로그램 개발과 관련한 연구를 진행하고 있다. 일본 오사카대학 대학원 공학연구과 공동연구원, 경북대학교 인문학술원 객원연구원, 국민대학교 산림과학연구소 연구원, 문화유산 회복재단 학술위원이다. 이메일 | woosik.yoo@wafermasters.com 홈페이지 | www.wafermasters.com   그림 1. 먹음직스런 페퍼로니 피자의 이미지(실물일까? 모형일까? 이미지의 이미지일까?)   눈에 보이는 것은 사실일까? ‘바보상자(idiot box)’라는 말이 있다. 예전에는 텔레비전을 뜻하는 말로 자주 사용되었다. 실제로 텔레비전은 무수한 정보들과 오락거리를 일방적으로 쏟아낸다. 시청자 스스로 아무 생각도 할 필요가 없게 만든다. 텔레비전에서 정리ㅎㅏㄱㅗ 방송해 준 내용이 곧 사실처럼 여겨지기 때문에 바보상자라고 불리게 되었다. 지금은 그 자리를 스마트폰이나 유튜브가 대신하고 있는 것 같다. 보고 싶은 것만 보고, 믿고 싶은 것만 믿게 한다. 자신과 같거나 비슷한 생각을 하는 사람들과의 연대가 더욱 강해져서 진영논리로 발전되어 사회가 양분되어 가는 느낌이다. 모두가 자신의 관점이 옳다고 주장한다. 같은 현상을 보고도 입장에 따라서 해석이 달라지는 것을 쉽게 볼 수 있다. <그림 1>에 먹음직스런 페퍼로니 피자의 이미지를 소개하였다. ‘먹음직스런’이란 표현도 이미 비슷한 피자를 먹어보아 그 맛을 상상할 수 있는 사람의 표현임은 말할 나위도 없다. <그림 1>의 이미지가 무엇인지 상상도 할 수 없는 사람에게는 그저 정체미상의 이미지에 불과하다. 또 한 가지 생각해 볼 것은, 과연 <그림 1>이 실물의 이미지인지 모형의 이미지인지, 그것도 아니면 사실적인 그림이나 사진을 이미지로 만들어 낸 것인지 알아낼 수 있을까 하는 것이다. <그림 1>을 보고 0.01초도 안되는 순간에 우리는 외형, 색상 분포, 8등분한 모양을 보고 잘 구워진 먹음직한 페퍼로니 피자라고 생각했을 것이다. 이것은 과거의 경험과 기억 속의 정보의 대조를 통해서 거의 반사적으로 판단한 결과이다. 그 어디에도 사실 관계를 확인하려는 노력은 없었을 것이다. 어디까지나 추정이다. 이러한 현상은 일상에서 매 순간 무한 반복된다. 그러한 즉흥적인 판단 결과는 과연 어느 정도 믿을 수 있는 것일까? 실생활에 큰 지장이 없는 정도의 신뢰성을 가지고 있기 때문에 불편을 느끼지 못하는 것이고, 대부분의 경우에는 설사 틀렸다고 하더라도 생사에 영향을 줄 만큼 심각한 사태로 발전하지 않기 때문에 매우 둔감해져 있다. 그러나 사안에 따라서는 느낌 또는 눈썰미에 의한 판단의 결과가 매우 심각한 사태를 불러오기도 한다.   무지개와 색상 우리나라를 포함해서 대부분 나라의 학교에서는 무지개의 색상을 ‘빨주노초파남보’의 일곱 가지로 가르치고, 그 색상의 순서까지 외우게 한다.(그림 2) 그러나 실제 무지개를 보면 색상이 그다지 선명하지도 않으며, 색을 일곱 가지로 나누어야 하는 합리적인 이유를 발견하기 어렵다. 다만 누군가가 그렇게 나눠놓은 것을 무작정 따라서 배우고 마치 상식인 것처럼 생각하고 있다. 학교에서는 당연하다는 듯이 그런 답을 요구하는 시험 문제도 출제되니 외울 수 밖에 없는 것도 사실이다. 그런데 일곱 가지 조명이 있는 것도 아닌데 어떻게 갑자기 일곱 가지 색깔이 나타났는지에 대한 이해는 부족하다. 굳이 알아야 할 필요는 없을 지도 모르겠지만, 자연현상의 원리를 이해한다면 그 원리의 이해를 바탕으로 새로운 응용도 가능해지기 때문에 알아 두면 크게 손해날 일은 없다.   그림 2. 우리나라와 서양에서 일반적으로 이야기하지만 실제와는 다른 일곱 가지의 무지개 색   ■ 기사 상세 내용은 PDF로 제공됩니다.

이미지 정보의 취득, 분석 및 활용 (8)   지난 호에서는 정적 측정(static measurement)과 동적 측정(dynamic measurement)의 차이에 관하여 소개하고, 시각적으로 인식할 수 있는 이미지를 바탕으로 한 정적 측정과 동적 측정시의 문제점과 주의해야 할 점에 관해서 살펴보았다. 이미지 센서의 종류와 동작 원리의 차이점 및 이미지의 왜곡 현상에 관해서도 소개하였다. 현상의 해석에 있어서 다양한 측면의 관찰과 기본 원리에 대한 이해가 우선되어야 한다는 점을 강조하였다. 이번 호에서는 관찰 및 측정 결과의 분석과 활용에 관해서 생각해보고자 한다. 시각 정보를 이용한 관찰 또는 측정 결과를 단순하게 믿기보다는, 측정의 원리와 한계를 이해하고 측정 결과의 신뢰성을 고려한 분석이 필요하다는 사실을 인식하는 계기가 되었으면 한다. 올바른 정보의 분석이 선행되어야 올바른 적용과 활용도 가능해진다.   ■ 연재순서 제1회 측정의 목적(호기심, 정보 수집) 제2회 단위(비교의 기준) 제3회 길이 측정 제4회 무게 측정 제5회 시간 측정 제6회 에너지 측정 제7회 정적 측정과 동적 측정 제8회 측정 결과의 분석 제9회 분석 결과의 활용 제10회 제어(수동, 자동, 반자동, 학습형) 제11회 정보의 가시화 제12회 입체 이미지 정보의 유혹과 과제   ■ 유우식 | 미국 웨이퍼마스터스(WaferMasters)의 사장 겸 CTO이다. 동국대학교 전자공학과, 일본 교토대학 대학원과 미국 브라운대학교를 거쳐 미국 내 다수의 반도체 재료 및 생산설비분야 기업에서 반도체를 포함한 전자재료, 공정, 물성, 소재분석, 이미지 해석 및 프로그램 개발과 관련한 연구를 진행하고 있다. 일본 오사카대학 대학원 공학연구과 공동연구원, 경북대학교 인문학술원 객원연구원, 국민대학교 산림과학연구소 연구원, 문화유산 회복재단 학술위원이다. 이메일 | woosik.yoo@wafermasters.com 홈페이지 | www.wafermasters.com   그림 1. 한국을 제외한 114개국 5만명을 대상으로 한 매운 맛에 관한 설문조사   측정보다 관찰이 우선 ‘측정’은 일정한 양을 기준으로 하여 같은 종류의 다른 양의 크기를 재는 것을 말한다. 기계나 장치를 사용하여 재기도 하며 측정 결과는 정량적으로 표현된다. ‘관찰’은 사물이나 현상을 주의하여 자세히 살펴보는 것을 말한다. 느낌에 의존하며 느낌의 표현이 사용된다. 관찰에는 특별한 도구가 필요하지 않으나 측정에는 도구가 필요하다. 무엇을 측정할 것인가를 결정하기 위해서도 관찰이 필요하므로, 관찰이 측정보다 우선된다. 관찰은 관찰자의 느낌이 정성적인 해석으로 연결되어 관찰자의 매우 주관적인 판단으로 이어지게 된다. 눈대중 또는 목측이 이에 해당한다. 이러한 관찰 결과 표현상의 주관성, 개인차의 문제점이 발생할 수 밖에 없다. 관찰자에 따른 개인차를 줄이기 위한 방법의 하나로, 일정한 양을 기준으로 하여 같은 종류의 다른 양의 크기의 대소관계를 정량적으로 표현할 수 있도록 고안된 방법이 측정이다. 측정은 객관성을 확보하기 위한 방법이며 수치화된 결과로 표시되는 특징을 가지고 있다. 측정의 정확도와 정밀도를 높이는 방법이 개량에 개량을 거듭하여 많은 분야에서 정밀 측정에 필요한 도구들이 개발되어 활용되고 있다. 산업 현장의 품질 관리는 측정으로 시작해서 측정으로 끝난다고 해도 과언이 아니다. 그렇다고 관찰이 무시될 수 있는 것도 아니다. 모든 것을 측정 도구로 측정할 수도 없고 가능하다고 하더라도 효율적이지 않다. 측정 장치가 문제를 일으키는 경우도 많다. 측정 장치에 문제가 생기면 측정 결과도 영향을 받게 된다. 관찰과 측정 모두가 상호보완적으로 이루어질 때, 진정한 의미의 품질 관리가 가능해진다. 측정이 나뭇잎을 보는 것이라면 관찰은 나무를 보는 것과 같다. 측정이 매우 단순한 잣대로 한 가지의 대상에 대한 기준치와의 비교를 염두에 둔 것이라면, 관찰은 전체적인 조화를 판단하는 것과 같다. 분석적이며 세분화된 서양의학과 직관적이며 조화를 추구하는 동양의학의 차이로 비유할 수도 있을 것 같다. 같은 대상을 두고 현미경 관찰 → 육안 관찰 → 항공사진 → 위성사진의 순서로 미시세계에서 거시세계로 관찰할 것인가, 위성사진 → 항공사진 → 육안 관찰 → 현미경 관찰의 순서로 거시세계에서 미시세계로 관찰해 갈 것인가의 문제일 뿐이다. 관찰자의 개인적인 느낌을 배제하고 기준과의 비교를 통하여 객관의 영역으로 가져올 방법을 찾아 갈 것인가, 개인적인 경험을 바탕으로 주관적인 판단을 중시할 것인가의 차이라고 할 수 있다. <그림 1>에 2022년에 실시된 매운 맛에 관한 설문조사를 포스터 이미지의 형태로 표현해 보았다. 그림 속의 이미지는 얼마나 맵게 느껴질까? 그림에서는 매운 맛을 혀로 느낄 수 없으니 자신의 경험에 근거하여 판단하게 될 것이므로 개인차가 매우 클 것이다. 포스터에 사용된 붉은 고추와 고추가루는 이미지일 뿐 실물이 아니다. 정교하게 만들어진 모형을 촬영한 것이나 디자인한 것일 수도 있지 않을까?   다양한 관찰 방법 - 여론 조사도 관찰이자 측정 매운 맛을 느끼는 정도는 개인차가 매우 크다. 단순하게 매운 맛이라고 표현하지만 고추의 매운 맛과 고추냉이(와사비)의 매운 맛은 다르며 산초도 다르다. 우리나라에서도 흔히 맛 볼 수 있는 중국음식인 마라탕은 초피, 팔각, 정향, 회향 등을 넣고 가열해서 향을 낸 기름을 사용한다. 이렇게 향을 낸 기름에 고춧가루와 두반장을 넣고 육수를 부은 다음 기호에 따라 야채, 고기, 버섯, 두부, 완자, 해산물 등을 원하는 대로 넣어 끓이는 음식으로, 혀가 마비되는 듯하게 저린 매운 맛을 내는 특징이 있다. 매운 맛은 그 강도 뿐 아니라 매운 맛의 종류까지도 구별해야 하는데, 이런 구별 없이 자극의 정도로만 매운 맛을 평가하는 것이 올바른 평가 방법인지 의문스럽기는 하다. 특정한 종류의 매운 맛에 익숙해지면 처음 매운 맛을 경험했을 때와는 다르게 혀의 감각이 둔감해져서, 그다지 자극이 크게 느껴지지 않는다.   ■ 기사의 상세 내용은 PDF로 제공됩니다.

이미지 정보의 취득, 분석 및 활용 (7)   지난 호에서는 에너지의 개념과 에너지의 기준 단위인 1 줄(J)의 정의에 관해서 소개하고 에너지(energy), 일(work), 힘(force), 동력(power) 사이의 관계를 살펴보고 ‘에너지 측정’ 및 에너지의 각종 단위 간의 환산방법 등을 정리하여 소개하였다. 아울러 에너지 변환 방식 및 에너지 변환 효율 등에 관해서도 소개하였다. 이번 호에서는 정적 측정(static measurement)과 동적 측정(dynamic measurement)에 관해서 생각해 보고자 한다. 이번 호의 내용이 이미지 정보의 취득, 분석 및 활용을 전제로 소개하고 있으므로, 시각적으로 인식할 수 있는 이미지를 바탕으로 한 정적 측정과 동적 측정시의 문제점과 주의해야 할 점에 관해서 살펴 본다.   ■ 연재순서 제1회 측정의 목적(호기심, 정보 수집) 제2회 단위(비교의 기준) 제3회 길이 측정 제4회 무게 측정 제5회 시간 측정 제6회 에너지 측정 제7회 정적 측정과 동적 측정 제8회 측정 결과의 분석 제9회 분석 결과의 활용 제10회 제어(수동, 자동, 반자동, 학습형) 제11회 정보의 가시화 제12회 입체 이미지 정보의 유혹과 과제   ■ 유우식 미국 웨이퍼마스터스(WaferMasters)의 사장 겸 CTO이다. 동국대학교 전자공학과, 일본 교토대학 대학원과 미국 브라운대학교를 거쳐 미국 내 다수의 반도체 재료 및 생산설 비분야 기업에서 반도체를 포함한 전자재료, 공정, 물성, 소재분석, 이미지 해석 및 프로그램 개발과 관련한 연구를 진행하고 있다. 일본 오사카대학 대학원 공학연구과 공동연구원, 경북대학교 인문학술원 객원연구원, 국민대학교 산림과학연구소 연구원, 문화유산 회복재단 학술위원이다. 이메일| woosik.yoo@wafermasters.com 홈페이지 | www.wafermasters.com   잔상 잔상(afterimage)은 시각적 외부자극이 사라진 뒤에도 감각 경험이 지속되어 나타나는 현상이다. 촛불을 한참 바라본 뒤에 눈을 감아도 그 촛불의 상이 나타나는 현상 등이다. 눈의 망막을 통해 이미지를 전달받으면 사물이 시야에서 사라져도 뇌에 그 이미지가 잔상으로 잠시 지속된다. 시각적 자극은 이미 눈앞에서 사라졌지만 여전히 시각적 자극이 존재하는 것처럼 느끼게 된다. 강한 빛이나 색상을 접하면 이러한 현상은 더 두드러지게 나타난다. 어떤 밝은 빛을 보다가 다른 곳이나 흰색 종이나 천으로 눈을 돌리면 앞서 보았던 색의 보색(complementary color)이 순간적으로 나타나는 느낌이 든다. 의사가 수술실에서 강한 조명 아래서 붉은 피를 보다가 의사의 흰 가운을 보면 초록색의 잔상이 남게 된다. 이러한 보색잔상(complementary afterimage) 효과를 줄이기 위하여 의사의 수술복은 초록색으로 디자인된 것이다. 번개는 구름과 구름, 구름과 대지 사이에서 고전압으로 대전된 정전기가 방전되면서 순식간에 일어나는 현상이다. 강한 번개가 치면 오랫동안 밝게 빛나는 것 같은 느낌을 받는다. 매우 짧은 시 간에 일어나는 방전 현상임에도 불구하고 잔상 때문에 상당히 긴 시간 동안 번개가 지속된 것으로 느끼게 된다. 강한 번개로 섬광의 밝기가 매우 밝은 경우 잔상도 오래 간다. 육안으로는 실제로 번개가 어떻게 방전이 시작되어 어떻게 끝났는지를 확인하는 것은 쉽지 않다. 다만 번개가 가지를 치면서 밝은 빛이 하늘에서 지상으로 이동하는 것을 기억하는 정도에 그치고 만다.   그림 1. 낙뢰를 2만 5000 FPS(40 ㎲ 간격)로 고속 촬영한 사진   <그림 1>에 2만 5000 FPS(frames per second), 즉 1초에 2만 5000장의 속도로 고속촬영한 번개의 사진을 시간 순서대로 예시하였다. 처음에는 구름 사이에서 작은 불꽃으로 시작된 것이 점점 가지를 치면서 지상으로 내려가가다 120 ㎲(1만 분의 1.2초) 후에 최대의 방전이 발생하고, 이후에는 남아 있는 정전기가 방전을 일으킨 경로로 에너지를 소진하는 형태로 마무리짓는 것을 확 인할 수 있다. 고속 촬영 장치의 도움 없이 이렇게 시시각각 진행되는 과정을 관찰할 수는 없다. 그렇다고 잔상이 꼭 나쁜 것도 아니다. 잔상이 없다면 영화도, TV도, 애니메이션도, 컴퓨터 화면도 단지 조잡하고 우스꽝스런 행위예술에 지나지 않았을 것이다. 불행인지 다행인지 우리 눈은 시각적 자극에 잘 속아주기도 하고, 산업계에서는 우리 눈을 속이는 방법을 활용하여 콘텐츠를 만들어 잘 속아주는 우리를 대상으로 상업화에 열을 올리고 있다. 영화의 경우 대개 24 FPS이다. 최신의 TV에서는 화면을 업데이트하는 비율(refresh rate)을 60 Hz(초당 60회) 또는 120 Hz(초당 120회)까지 할 수 있도록 설계되어 있다. 동영상이 부드럽고 자연스러워 보이도록 하기 위함이다. 이러한 점에서 보면 눈에 보이는 것이 사실이라고 믿는 것도 매우 위험한 일임을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 시각적 이미지를 바탕으로 판단하는데 어떠한 문제점들이 있으며, 어떠한 점에 주의해야 하는지 살펴보도록 하자.     ■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.