홍익대학교 송규만
5.1 디지털 건축과 공간 소개
5.1.1. 디지털 기술의 진화
건축디자인분야에 가장 많은 여향을 미친 대표적 디지털 기술로는 CAD (Computer Aided Design)를 필두로, 2차원 그래픽/ 3차원 모델링/ VR (Virtual Reality)기술이라고 할 수 있겠습니다.
CAD의 시작을 MIT의 Ivan Edward Sutherland가 1963년 개발한 SKETCHPAD로 볼 수 있습니다. SKETCHPAD는 TX-2라는 거대한(1000 평방피트) 컴퓨터에 의해서 작동합니다. Light Pen이라는 펜 모양의 입력장치를 손으로 들고 그려서 그림을 그릴 수 있습니다. 서덜랜드는 68년 하버드 대학에서 VR(가상현실)의 시초라고 할 수 있는 HMD(헤드 마운트 디스플레이)를 개발합니다. 사용자는 이 장치를 머리에 쓰고 가상현실을 체험할 수 있습니다. 1969년에는 인터넷의 시초라 할 수 있는 아르파넷(ARPANET)이 출범합니다. UCLA와 SRI연구소간에 2 노드를 이은 것이 아르파넷의 시작입니다.(위키백과)
초창기 CAD시스템은 거대하고 고사양의 컴퓨터(매우 고가인)가 필요 했기에 대중화 되지 못했지만 1977년 애플사의 APPLEⅡ가 발표되고 개인용 컴퓨터시대가 열린 이후로 좀 더 전문적인 건축 제도용 프로그램으로 발전하기 시작했습니다. AutoDesk, VersaCad등의 회사들은 건축 도면을 그리기 위한 소프트웨어들을 개발하기 시작했습니다.
아르파넷은NSFnet을 거쳐 발전하다 93년 브라우저인 모자이크(Mosaic)가 출시함에 따라 폭발적으로 성장하여 지금의 인터넷에 이르게 됩니다.(위키백과)
한편 VR은 MIT의 앤드류 리프만( Andrew Lippman)의 Aspen Movie Map으로 발전하게 됩니다. Aspen Movie Map는 78년에 개발된 최초의 하이퍼미디어 시스템으로 콜로라도 주의 아스펜시를 가상으로 여행할 수 있게 해주는 시스템입니다. VR은 Aspen Movie Map을 거쳐 92년 SIGGRAPH의 CAVE로 발전하게 됩니다. CAVE는 큐브형의 방에 사용자가 들어가 체험하게 되는 몰입도가 높은 VR입니다.
PC의 성능이 높아지고 CAD가 발전함에 따라 CAD는 단순히 도면을 그리기 위한 도구에서 커뮤니케이션을 위한 렌더링 이미지를 만드는 도구로 발전하고 더 넘어서 인간의 머리로는 사고할 수 없는 형태, 공간감 등을 도출해 내기 위한 도구로 발전해 갑니다.
컴퓨터 창조적 도구로써의 사용과 네트워크기술의 발달은 디지털 건축의 태동을 알리는 효시입니다.
5.1.2 디지털 스페이스
디지털 스페이스(Digital space)는 사이버스페이스(Cyberspace), 가상현실(Virtual Reality)이라는 말과 혼용되어 사용되고 있습니다.
사이버스페이스는 전화의 발명에서부터 그 징후를 보이기 시작했고 컴퓨터와 인터넷의 발전에 따라 그 실체를 드러냈습니다. 사이버스페이스라는 용어를 처음으로 사용한 사람은 윌리엄 깁슨(William Gibson)입니다. 깁슨은 소설 ‘Neuromancer'에서 처음 이 용어를 사용하였습니다. 깁슨에 따르면 사이버스페이스는 디지털화 된 정보들이 만들어내는 가상현실(virtual reality)이 현실세계에서는 없었던 새로운 공감각적인 환상을 만들어 내는 곳이다. 이 보다 몇 년 후인 1991 마이클 베네딕트(Michael Benedikt)는 '사이버스페이스: First Steps" 라는 책에서 “정보 기반의 우주에서 사람들이 탐험해 다니는 무한한 인공의 세상(an infinite artificial world where humans navigate in information-based space)”이라고 정의 했습니다. 베네딕트는 현실세계의 컴퓨터간의 통신기술에 의한 연계에 의해서 만들어지는 차원이라는 측면을 강조합니다. 약간의 차이는 있지만 두 의견 모두 컴퓨터와 컴퓨터들과의 연계가 만들어 내는 정보들의 세계라는 측면을 강조하고 있습니다.
위에서 언급된 세 가지 용어들은 아직 명확하게 구분할만한 정의가 내려지지 않았습니다. 하지만 가상현실은 나머지 둘과는 약간 다른 측면을 강조한 표현입니다. 사이버, 디지털스페이스가 컴퓨터와 네트워크에 의해 열린 공간이라면 가상현실은 그 속에 존재하는 경험이라고 할 수 있습니다.(차은주, 2007, 디지털 공간에 나타난 노마드적 표현 특성에 관한 연구)
5.1.2.1 디지털 스페이스의 특성
사이버스페이스는 현실세계의 물리적 법칙이 적용되지는 않지만 차원성을 가지는 공간입니다.(김희주, 2003, 디지털 건축에 의한 공간디자인 형태특성에 관한 연구) 디지털 스페이스에 연결된 컴퓨터들은 어떠한 물리적 구조도 따르지 않습니다. 또한 디지털 스페이스의 주체는 비트로 이루어진 정보들이기 때문에 현실세계의 좌표(경도나 위도 등)를 이용하여 그 위치를 특정할 수 없습니다. 그 자료가 저장된 서버 컴퓨터, 정보가 이동하는 광케이블, 그 정보가 표현되는 모니터 화면 모두 디지털 스페이스가 위치하는 장소가 아니기 때문입니다. 디지털 스페이스 안에서 나는 언제라도 어디에라도 존재 할 수 있으며 동시에 여러 장소에 존재할 수도 있습니다. 물론 절대적인 시각이나 날짜의 개념도 없습니다. 이러한 디지털 스페이스를 존재하지 않는다고 치부해 버리기에는 이미 실생활의 여러 공간들을 디지털 스페이스가 대체하고 있습니다. 윌리엄 미첼((William J. Mitchell)은 그의 저서 ‘City of Bits’에서 현실세계의 전통적 건축공간들을 어떻게 디지털 스페이스가 대체하고 있는지 많은 예를 들어 설명하고 있습니다. 미술관에서 전자 박물관으로 감옥에서 전자 감시 프로그램으로 은행창구에서 ATM기기로의 대체 등 아직은 먼 이야기처럼 들리는 것도 있지만 이미 현실화 된 것들도 많습니다.
디지털 스페이스와 현실 공간의 건축에 있어서의 결정적 차이점들은 다음과 같습니다.
디지털 스페이스는 중력이 없습니다. 현실공간의 건축물은 모두 중력에 절대적으로 영향을 받습니다. 이는 현실의 건축과 디지털 공간의 건축이 절대적으로 다를 수 밖에 없는 절대적, 필연적 이유 입니다. 또한 디지털 스페이스는 스케일의 개념이 없습니다. ‘1’이라는 수치가 1mm로 1m로도 설정하기에 따라 바뀔 수 있으며 이 공간의 주체도 ‘육체에 한정된 인간’이기보다는 아바타에 가깝습니다. 이는 현실의 건축물을 이용하는 주체가 육체를 가진(스케일을 갖는) 인간인 점과 큰 차이를 보입니다. 이외에도 디지털스페이스는 날씨, 절대시각, 시간 등으로부터 자유롭습니다.
5.1.3 디지털 건축
디지털 테크놀로지는 1980년 초부터 퍼스널컴퓨터가 보급되면서 누구나 이용할 수 있는 기술로 급속히 발전하였고 1990년대 소개된 인터넷의 보급으로 정보화/네트워크시대가 열리면서 건축분야에는 디지털 건축이라는 새로운 패러다임이 생겨났습니다. 그러나 아직까지 '디지털건축'이라는 어휘의 정의와 범위는 뚜렷하지 않고 광의적으로 쓰이고 있습니다. 디지털 건축은 컴퓨터, 네트웍, 그리고 인터액티브 기술의 발전과 더불어 그 정의와 특성이 변화하고, 건축분야에서의 적용 범위가 끊임없이 확대되어지고 있습니다.
건축에 있어 디지털 건축은 크게 두 가지로 정의 내릴 수 있습니다. 첫째, 건축설계를 위한 도구로서의 디지털 공간과 기술, 둘째, 건축적 공간 구축의 대상으로서의 디지털 공간과 기술입니다.
5.2설계도구로써의 디지털 기술과 공간
건축가는 설계를 위한 도구로서 디지털 기술을 크게 두 가지 목적으로 이용합니다. 첫째, 디지털 기술을 통해 도면을 디지털화하여 설계업무를 효율적으로 수행하고 3차원 모델링/애니메이션/Virtual Reality기술 등을 이용해 건축물의 시공에 앞서 설계안을 검토하고 건축주나 시공사를 설득하고 커뮤니케이션 하는데 효과적으로 이용하게 되었습니다. 둘째, 디지털 기술이 생겨나기 이전에 불가능하였던 건축물의 설계나 설계자를 대신해 설계를 해주는 창의적 도구로 쓰게 됩니다. 창의적 도구로 디지털 기술을 활용함으로 인해 예전에 불가능하였던 형태와 공간을 가진 건축물의 설계가 가능하게 되었고, 건축물이 설계되고 완성되는 과정에 획기적인 변화를 가져왔습니다. 또한 건축가의 생각을 도와주는 도구로서 인간두뇌의 한계를 벗어난 새로운 디자인을 해주기도 합니다.
대표적인 디지털 건축가로, 프랭크 게리 Frank Gehry는 비정형적이고 복잡한 건축형태를 구현하기 위해 손으로 만든 건축모형을 스캐닝 한 후, 3차원 디지털 모델로 변환하여 도면화 시킵니다. 그렉 린 Greg Lynn은 3차원 컴퓨터 애니메이션 기술을 이용한 형태의 변형을 통해 건축물의 새로운 디자인을 만들어 냅니다. UN studio는 컴퓨터를 이용한 다이어그램에서 건축형태를 추출합니다. 이와 같이, 컴퓨터가 없었던 과거에는 생각조차 할 수 없었던 새로운 방식의 건축공간의 설계가 여러 디지털 건축가에 의해 소개 되고 있습니다.
5.2.1 Design Computerization
앞서 살펴본 바와 같이 CAD는 이미 건축에서 필수적인 도구가 되었습니다. 또한 CAD를 이용하는 방법이나 이용하는 측면에 있어서 여러 가지 유형으로 분류할 수 있습니다. 먼저Design Computerization과Design Computation으로 크게 분류할 수 있습니다. Design Computerization은 컴퓨터를 디자인의 효율성 측면에서 사용하는 것이고 Design Computation은 인간의 머리로만은 사고할 수 없었던 영역을 컴퓨터의 계산을 통해서 개척해 나가는 것입니다.
Design Computerization은 단순히 제도판과 잉킹펜을 대체하여 디자인을 도와주는 측면에서부터 구성원 간에 커뮤니케이션에 활용하는 측면까지 다양합니다. 전통적인 방식의 종이도면과 청사진을 대체해서 AutoCad등의 2D 도면 작성 기능은 도면의 생산 속도나 관리 등을 더 빠르고 간편하게 만들었습니다. AutoCad, 플로터, 인터넷의 활용으로 도면은 순식간에 복제, 수정되고 세계 어느 곳에서나 공유 및 출력이 가능하게 되었습니다. Cad도면내의 선은 단순한 기하학적인 선을 넘어서 객체정보를 담 게 됩니다. 이를 BIM(Building Information Modeling)체계라고 합니다. BIM을 통해서 Cad는 단순한 도면을 그리기 위한 도구에서 견적, 설계오류 및 간섭체크, 시공성 검사 등 사람이 해야 할 별도의 작업마저 대체하기 시작합니다. BIM을 통해 한 가지 도면을 여러 사람이 동시에 작업할 수 있으며 한 장의 도면에서만 수정을 하면 다른 도면들도 이에 맞게 자동으로 수정되는 등 BIM의 활용성은 무궁무진합니다.
CAD는 단순한 도면작성 도구에서 벗어나 커뮤니케이션 도구로 발전되어 왔습니다. 특히 3D모델링과 렌더링기술은 빠른 속도로 발전하고 있습니다. 과거 건축가와 건축주의 의사소통이 주로 투시도, 스케치에 의해서 이루어졌다면 이제는 3D 렌더링 이미지가 대신합니다. 2D 렌더링 이미지뿐만 아니라 마치 실제 완공된 집을 미리 가보는 듯한 VR(가상현실)도 이미 아파트 분양 시장에서 활용되고 있습니다.
5.2.2. Design Computation
컴퓨터가 없이는 성립 자체가 불가능한 건축물들이 있습니다. 이러한 불가능을 가능케 하는 디자인 기술이 Design Computation입니다. 모형제작은 가능하지만(모형을 통해 형태 구상은 까지는 가능한 단계) 컴퓨터 없이는 형태를 도면화 하지 못하는 수준에서부터 컴퓨터가 없이는 상상하기 조차 힘든 형태를 컴퓨터 연산을 통해 창조해 나가는 수준까지 컴퓨터에 의존하는 정도는 다르지만 이 모두가 Design Computation의 영역이라 할 수 있습니다.
전자의 대표적인 예로 프랭크 게리를 들 수 있습니다. 수직 수평에 익숙해져 있는 우리의 눈에 게리의 건물은 3차원적이며 매우 현란합니다. 게리는 건물의 형태를 모형을 통해서 구상하고 이를 내시경카메라로 모형 내부를 들여다보며 공간감과 유입되는 빛을 확인해 나가며 형태를 잡아갑니다. 모형에 의한 형태가 결정되면 카티아(Catia-항공기 제작을 위해 만들어진 3D Cad프로그램의 일종)라는 프로그램을 사용하여 역학구조계산과, 외장재 설계, 축소모형 제작, 도면 생산등을 수행합니다. 카티아가 없었더라면 게리의 구겐하임 미술관은 존재할 수 없었습니다..
흔히들 말하는 ‘디지털 건축가’들이 주로 속하는 영역이 후자라고 할 수 있습니다. 대표적인 디지털 건축가로 그렉 린, 마르코스 노박, Kostas Terzidis, NOX, UN STUDIO 등을 들 수 있습니다.
5.3. 설계대상으로서의 디지털 공간
디지털 테크놀러지는 1980년초부터 퍼스널컴퓨터가 보급되면서 누구나 이용할 수 있는 기술로 급속히 발전하였고 1990년대 소개된 인터넷의 보급으로 정보화/네트워크시대가 열리면서 건축분야에는 디지털 건축이라는 새로운 패러다임이 생겨났습니다. 그 이후 '디지털건축'이라 광의적이고 포괄적인 어휘가 건축분야에서 쓰여지게 되었고 기술의 발전과 더불어 적용범위가 확대되어 지고 있습니다. 그러나 아직까지 디지털 건축에 대한 명확한 범위나 정의가 내려지지 않았고, 디지털 공간 또한 컴퓨터와 인터액티브 기술의 발전과 더불어 그 정의와 특성, 그리고 건축에서의 적용 범위가 확대되어 지고 있습니다.
건축에 있어 디지털 건축은 크게 두가지로 정의 내릴 수 있습니다. 첫째, 건축설계를 위한 도구로서의 디지털 공간과 기술, 둘째, 건축적 공간 구축의 대상으로서의 디지털 공간과 기술입니다.
5.3.1. 디지털과 물리공간의 접변 (digital-enhanced physical space)
가상현실 기술이 발달함에 따라서 가상현실과 현실을 구분하기 어려울 정도에 이르렀습니다. 이미 이러한 징후들은 우리의 실생활에 다가왔습니다. TV에서 나오는 가상스튜디오와 실제스튜디오의 조화는 이제 우리에게 너무나 익숙한 예입니다. 현실공간과 가상공간이 완전히 양분되어 있던 종전과는 다르게 현실도 가상도 아닌 중간적 성격의 공간들의 양상이 보이기 시작했습니다. 폴 밀그람(Paul Milgram)과 후미오 키시노(Fumio Kishino)는 이러한 차원들을 그림xx 와 같이 정의하고 현실과 가상의 애매한 경계를 Mixed Reality라고 명명했습니다.
완전한Virtual Environment의 대표적 예로써 첫 장에서 언급한 CAVE를 들 수 있습니다.
CAVE는 큐브형의 방에 사용자가 들어가 체험하게 됩니다. 이 방에는 고해상도 프로젝터를 설치하여 모든 면에 이미지를 투사하게 되고 사용자는 특수 안경을 쓴 상태에서 2D가 아닌 3D이미지를 볼 수 있습니다. 사용자의 움직임은 센서를 통해 측정되고 사용자의 움직임에 따라서 이미지뿐만 아니라 소리까지 변화하게 됩니다. 결국 사용자는 자신의 움직임에 연동되는 3D 이미지 와 3D 사운드를 체험하게 되어 높은 몰입도를 갖게 됩니다.(위키백과)
증강현실(Augmented Reality)는 이미 우리에게 단순한 오락의 의미를 넘어서 생활정보, 교육용 소프트웨어, 예술의 한 분야로 발전해 가고 있습니다. 최근 증강현실을 이용한 게임 소프트웨어들이 많이 나오고 있는데 소니 플레이스테이션의 아이 펫(Eye Pet)은 그 한 예입니다. 카메라와 연동되어 사용자의 동작이나 환경에 따라 원숭이처럼 생긴 전자 애완동물과 다양한 인터액션을 즐길 수 있습니다. 또한 소리에도 반응하고 사용자가 종이에 그림을 그리면 그 그림을 인식하여 애완동물이 따라 그리기까지 합니다.(조재준, 조옥희,2009)
구글맵(Google Map)은 실생활에 활용도가 높은 증강현실의 사례입니다. 기본적인 지도정보와 항공이미지를 중심으로 장소성이 있는 정보들이 자신의 위치에 해당하는 곳의 지도에 표시되게 됩니다. 아이폰을 들고 구글맵을 실행시키면서 그 해당 위치를 걷게 되면 현실과 가상의 정보가 혼재된 공간을 느끼면서 자신이 필요로 하는 정보들을 많이 얻을 수 있습니다. 구글맵 속의 공간은 단순한 가상의 지도도 현실의 공간도 아닌 새로운 공간이라 할 수 있습니다.
증강현실의 교육 분야의 사례로는 Metaio사의 3D인터랙티브라는 소프트웨어를 들 수 있습니다. 이는 평범한 책 한 권에 적용해 인쇄 혹은 출판물에서 구현될 수 없는 다양한 방식으로 사용자가 원하는 생생한 정보를 제공하는 소프트웨어입니다. 컴퓨터에 설치된 웹카메라를 향해 책을 펼치면 모니터에 보여지는 책 위로 3D 오브젝트가 나타납니다. 이 오브젝트는 사용자가 원하는 방향으로 돌려가며 확인가능하며 확대/축소도 가능합니다. 소리가 들리기도 하며 영상으로 재생도 가능합니다.(조재준, 조옥희,2009)
5.3.2 정보공간 (information space)
디지털공간은 물리공간과 다른 특성을 지니고 있습니다. 디지털 공간에는 물리공간과 같은 중력과 같은 물리법칙이나 비, 바람, 온도와 같은 환경의 변화도 없습니다. 또한 돌, 금속, 나무와 같은 물질의 특성 또한 없는 공간입니다. 디지털공간은 인간이 거주하고 자연환경과 물리법칙이 지배하는 물리공간과 다르게 정보를 담는 공간이며 다차원의 공간입니다. Benedict는 사이버공간을 인간이 navigate하는 무한하게 펼쳐진 정보기반의 공간이라고 정의하였습니다 (1991). 인터넷의 탄생으로 인해 정보의 망은 수많은 하이퍼링크로 연결되어 색, 소리, 이미지, 글자로 표현되어 인간과 상호작용을 합니다. 인간은 디지털 공간과의 상호교류(human-computer interaction)를 통해 필요한 정보를 얻고, 즐기고, 교육받고, 대화를 합니다. 디지털 공간을 통한 정보의 전달과 상호작용은 정보의 물리적 위치와 관계없이 순간적으로 이루어지며 물리적환경의 제약을 받지 않으며 시간적 제약도 없습니다. 이러한 디지털공간에서의 정보를 조직화하고 인간이 쉽게 이해하고 전달할 수 있는 방식으로 시각화하고 상호교류할 수 있는 사용자 인터페이스 디자인은 건축가가 다루어야 할 새로운 분야입니다. 이미 소프트웨어나 웹싸이트를 형성하는 여러 요소들이 기존 건축에서 쓰이는 언어를 쓰고 있습니다. 데이터의 구조는 information architecture로 지칭하며 information architecture를 조직화하고 디자인하는 전문가를 information architect라 부릅니다. 웹싸이트를 구성하는 요소도 Site, window, platform,과 같은 건축언어를 쓰며 그 기능 또한 기존 건축의 그것과 다르지 않습니다. 디지털공간은 어떤 종류의 데이터도 표현이 가능한 다차원적 공간입니다 (Bertol 1997). 공간적으로 x,y,z축의 좌표계를 가지고 있으며 정보를 표현할 수 있는 시각적 언어인 오브젝의 형태, 크기, 색, 텍스츄어, 소리, 움직임, 등 다차원적인 정보 표현 기법이 있습니다. 전달하고자 하는 정보의 성격, 내용, 양, 등에 따라 인간이 가장 직관적으로 정보를 얻고 이해할 수 있는 시각적 표현 기법과 효율적인 상호교류 방식을 디자인하는 것은 물리세계의 건축공간 구성의 기법과 다르지 않습니다. 그러므로,
흔히 말하는 전통적인 미디어인 인쇄매체상의 정보 표현을 위주로 하는 전통적인 정보 디자인과는 다르게 디지털 공간의 정보 시각화 (information visualization)는 다차원적 공간에 인간-컴퓨터의 상호작용, 데이터베이스 구조와 동적인 정보 표현기법을 디자인에 고려해야 한다. 그러므로 지금까지 건축가가 다루어 온 건축디자인의 고려사항과 프로세스가 일치한다고 할 수 있다.
World Internet Traffic Flow
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