Visual Semantics and Multimodal Perception of Digitally Reconstructed Garden Scenes of Jiucheng Palace
본 연구는 디지털로 재구성된 구청궁(Jiucheng Palace) 정원 장면의 공간적 표현과 경험적 효과를 정량적으로 평가하기 위해, 전통적인 형태적 정확성을 넘어 역사적 시각화를 최적화하고자 딥러닝, 안구 추적, 뇌파(EEG), 그리고 주관적 평정(subjective ratings)을 통합한 다중 모달 인지 프레임워크를 제안한다.
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더 이상 존재하지 않는 정원 한가운데 서 있다고 상상해 보십시오. 천 년이 넘는 시간 동안 중국 산시성의 구층궁(Jiucheng Palace)은 황제들이 휴식과 정치적 피난처를 찾던 웅장한 황실 별장이었습니다. 오늘날에는 건물의 석조 기초와 고대 언덕의 희미한 윤곽만이 남아 있을 뿐입니다. 이 잃어버린 장소가 과거에 어떤 느낌이었는지 이해하기 위해, 연구자들은 디지털 도구를 사용하여 이를 3차원으로 재건하고, 정원이 원래 어떤 모습이었을지를 보여주는 가상 장면들을 만들어냅니다. 하지만 디지털 모델은 그것이 제공하는 경험의 질만큼만 가치가 있습니다. 만약 재건된 모습이 컴퓨터 화면상으로는 정확해 보이지만 원래 공간의 느낌을 포착하는 데 실패한다면, 그것은 본질을 놓친 것입니다. 여기서 지각의 과학이 등장합니다. 이 과학은 단순하지만 어려운 질문을 던집니다. 우리가 역사적인 정원의 디지털 재현물을 볼 때, 우리의 눈과 뇌, 그리고 감정은 실제로 그 장면에 대해 무엇을 말해주는가 하는 점입니다.
서안 북서대학교의 연구팀은 재건된 구층궁을 연구함으로써 이 질문에 답하고자 했습니다. 그들은 단순히 건물의 모양이 올바른지 확인하는 수준을 넘어섰습니다. 대신, 그들은 사람들이 가상 정원을 어떻게 경험하는지 측정하는 새로운 방법을 구축했습니다. 그들은 재건된 장면에서 발견되는 세 가지 뚜렷한 유형의 장면에 집중했습니다. 건물과 포장된 길로 이루어진 영역, 산과 물이 만나는 영역, 그리고 나무와 식생으로 가득 찬 영역입니다. 관찰자의 반응을 이해하기 위해, 그들은 단순히 사람들에게 의견을 묻는 것에 그치지 않았습니다. 그들은 신체의 즉각적이고 불수의적인 반응을 측정하기 위해 현대적인 도구들을 결합하여 사용했습니다. 그들은 사람들이 어디를 얼마나 오래 보는지 추적했고, 마음이 얼마나 편안한지 혹은 몰입되어 있는지를 알기 위해 뇌파를 측정했으며, 장면이 불러일으키는 감정에 대해 상세한 질문을 던졌습니다.
연구진은 디지털 모델로부터 15개의 서로 다른 이미지를 제작했는데, 이때 조명과 시점이 동일하게 유지되도록 하여 오직 풍경 자체만이 차이점이 되도록 했습니다. 그런 다음 48명의 자원봉사자를 초청하여 센서를 착용한 채 이 이미지들을 보게 했습니다. 자원봉사자 중 일부는 정원 설계나 건축 전문가였고, 다른 이들은 해당 분야의 특별한 훈련을 받지 않은 사람들이었습니다. 참가자들이 사진을 보는 동안, 시선 추적 장치는 그들의 시선이 특정 지점에 머무는 모든 순간을 기록했고, 뇌 센싱 장치는 뇌의 전기적 활동을 측정했습니다. 그 후, 참가자들은 "열린" 대 "닫힌", 또는 "차분한" 대 "긴장된"과 같은 반대되는 단어 쌍을 사용하여 공간에 대해 느낀 감정을 설문지로 작성했습니다.
결과는 사람들이 서로 다른 유형의 장면을 어떻게 경험하는지에 대한 명확한 패턴을 드러냈습니다. 산과 물을 특징으로 하는 이미지들은 일관되게 가장 높은 찬사를 받았습니다. 참가자들은 이 장면들이 다른 장면들보다 더 몰입감이 있고 정서적으로 긍정적이라고 설명했습니다. 연구진이 뇌 데이터를 살펴보았을 때, 그들은 일치하는 신호를 발견했습니다. 산과 물의 장면은 이완 및 차분한 주의 집중과 관련된 특정한 유형의 뇌파를 더 강하게 유발했습니다. 반면, 건물과 돌길로 가득 찬 장면은 명확하고 질서 정연했지만, 동일한 안도감이나 정서적 연결을 생성하지는 못했습니다. 주로 나무와 식생으로 채워진 장면은 중간 정도의 위치를 차지했는데, 자연스러운 느낌은 주었으나 산과 물의 조합이 주는 특유의 불꽃 같은 생동감은 부족했습니다.
흥미롭게도, 사람들이 이미지를 바라보는 방식은 그들이 느끼는 감정만큼 크게 변하지 않았습니다. 시선 추적 데이터에 따르면 사람들은 세 가지 유형의 장면 모두에 대략 비슷한 시간을 할애했으며, 시선의 움직임 패턴도 유사했습니다. 이는 눈이 정원을 표준적인 방식으로 스캔할 수는 있지만, 뇌와 마음은 보이는 내용에 따라 다르게 반응한다는 것을 시사합니다. 연구는 물의 존재가 핵심 요소임을 밝혀냈습니다. 가시적인 물의 비율이 높은 장면일수록 더 아름답고 진정한 정원에 가깝다고 평가되었습니다. 반대로, 건물이나 포장된 통로가 너무 많은 장면은 정원 분위기를 불러일으키는 능력이 낮게 평가되었습니다. 또한 연구진은 이미지 속 하늘의 개방성이 뇌가 공간을 처리하는 방식과 연결되어 있다는 것을 발견했는데, 이는 탁 트인 하늘 아래에 있다는 느낌이 경험의 중요한 부분임을 시사합니다.
이러한 발견을 향후 프로젝트에 유용하게 만들기 위해, 팀은 간단한 점수 산정 시스템을 개발했습니다. 그들은 어떤 디지털 정원 장면에도 계산할 수 있는 두 가지 숫자를 만들었습니다. 첫 번째 숫자는 모든 설문 답변과 뇌 데이터를 결합하여 관찰자가 장면으로부터 얻는 전반적인 느낌을 측정하는 "정원 경험" 점수입니다. 두 번째 숫자는 이미지의 구성 요소, 즉 보이는 물, 건물, 그리고 열린 공간의 양을 살펴봄으로써 해당 장면이 정원으로서 얼마나 잘 작동할지를 예측합니다. 이 시스템을 사용하여, 연구진은 산과 물의 장면이 경험과 구성 요소 체크 모두에서 가장 높은 점수를 기록하며 가장 성공적임을 확인했습니다. 건물 중심의 장면은 가장 낮은 점수를 받았습니다.
이 연구는 우리가 화면을 통해 잃어버린 역사적 정원을 다시 살리려 할 때, 건물을 정확하게 구현하는 것만으로는 충분하지 않다는 점을 시사합니다. 중국 정원의 마법은 자연 세계와 인공 환경 사이의 관계, 특히 물, 산, 그리고 식생이 어떻게 배치되어 있는가에 달려 있습니다. 만약 디지털 재건이 건축물에 너무 치중하고 물의 흐름과 풍경의 개방성을 무시한다면, 그것은 정확해 보일 수는 있어도 공허하게 느껴질 것입니다. 인간의 반응을 측정하는 이러한 새로운 방법들을 사용함으로써, 연구자들은 이제 디지털 모델을 미세하게 조정할 수 있습니다. 그들은 시점이나 보이는 물의 양을 조절하여, 최종 이미지가 단순히 그 장소의 역사를 보여주는 것을 넘어 그곳에 있는 듯한 '느낌'까지 포착할 수 있도록 할 수 있습니다. 이러한 접근 방식은 디지털 헤리티지 프로젝트의 타당성을 검증하여, 그들이 오늘날의 사람들에게 과거의 진정한 정신을 전달할 수 있도록 보장하는 길을 제시합니다.
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