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소식

Korea Institute of Ocean Science & Technology

해양과학, 관찰의 시대에서 체험의 시대로

  • 조회 : 3706
  • 등록일 : 2016-07-26
3D로 재구성한 해양 콘텐츠 『해운대 해양생물 - 살아있는 입체 도감』
                
                
                                                                       

KIOST, 전 국민이 공감할 수 있는 체험형 해양과학 콘텐츠를 제작하다


“탐험하라, 꿈꾸라, 발견하라.” 소설가 마크 트웨인이 남긴 말이다. 안전한 항구를 떠나 바람을 타고 신대륙을 발견한 개척자의 정신으로 해양 전문 과학기술 연구·교육기관으로 도약하고자 하는 KIOST는 최근 반세기 동안 꾸준히 진행된 기후변화에 의한 해양생물 다양성의 변화에 주목해왔다. 특히, 환경 변화에 따른 해양생태계의 반응을 분석하고, 이에 대한 대응기술을 연구하고 있는 KIOST 생태기반연구센터의 유옥환 책임연구원은 해양생물의 중요성과 가치를 전 국민이 공감할 수 있도록 ‘신해양과학콘텐츠 개발 프로젝트’에 나섰다. 크기가 작아서 현미경이 아니면 볼 수 조차 없었던 생물들을 포함하여 국민들이 보다 더 쉽고 재미있게 관찰하고 체험할 수 있는 해양생물의 3D 모형과 영상을 제작한 것이다.

 


사진1. 생태기반연구센터 유옥환 책임연구원

 

 

“세계 어디에서도 동물성 플랑크톤이나 저서동물과 같은 소형 생물의 입체 정보는 찾기 힘듭니다. 전 세계 최초로 시도했다고 볼 수 있는 이번 3D 모델링 작업의 대상으로 부산 해운대 지역의 해양 생물을 택한 것은 해운대가 국민들의 관심이 압도적으로 높을 지역일 뿐만 아니라 오는 2017년에 KIOST 본원 이전 후 맞이할 부산캠퍼스 시대에의 대비이기도 합니다.” 

- 생태기반연구센터 유옥환 책임연구원 -



해운대가 살아있다! 보이지 않던 생물들을 직접 보고 만질 수도 있다면?

눈에 보이지 않는 생물들을 입체모형으로 만지고 체험할 수 있다면 어떨까? 누구나 쉽게 관찰하고 즐길 수 있는 교육형 콘텐츠 제작을 목표로 우선 부산 및 제주 연안에 출현하는 해양생물종의 목록을 만든 유옥환 책임연구원(이하 유옥환 박사)와 연구팀은 2015년 7월 1일 ~ 2016년 6월 30일까지 『해운대 해양생물 - 살아있는 입체 도감』 이라는 제목의 연구과제에 착수했다. 이후 부산 해운대 주변 지역에 출현하는 식물플랑크톤, 동물플랑크톤, 중형저서동물, 대형저서동물, 자치어/어류, 해조류의 6개 분류군 21종의 해양 생물에 대한 3D 영상의 제작 프로세스를 구축한 이들은 해양 생물들이 움직이는 모습과 세부 구조를 관찰할 수 있는 가상현실 영상을 만들고, 이 중에서 특별히 선별한 7종의 경우 3D 모형 시제품도 제작하기에 이르렀다.

 

 

 

 


(좌) 사진 2. 3D 프린팅 모형으로 제작된 완보동물 / (우) 사진3. 푸렁통구멍

 

 


(좌) 사진 4. 전갱이 / (우) 사진 5. 감성돔을 포함한 4종의 3D 모형 시제품

 

 
 
해양과학과 3D 프린팅 기술의 융합 프로젝트인 『해운대 해양생물 - 살아있는 입체 도감』 은 크게 2개로 나눠진 팀이 협력하며 연구를 수행했다. 먼저 연구 팀은 생물그룹에 적합한 3D 모델 과정과 관련 자료를 측정했고, 이를 토대로 해양관측자료실 최현우 실장을 중심으로 데이터 운영 팀과 외부 전문업체가 협력하여 3D 모델 제작과 VR, 홈페이지 구축 등을 수행했다.



(좌) 사진 6. 유옥환 박사 / (우) 사진 7. 해양관측자료실 최현우 실장

“지금까지 3D 모델로 만들어진 것은 스캔이 가능한 크기의 생물이지만, 주로 스캐너로 할 수 없는 크기의 생물을 대상으로 한 이번 연구에서는 체계적인 자료를 만드는 데에 대한 고민이 많았습니다. 특히, 2mm 이하의 생물의 입 부분이 잘 표현될 수 있게 하기 위해서 여러 번의 생물 전처리 과정을 시도하고 시행착오를 겪은 끝에 완성할 수 있었습니다.” 
- 생태기반연구센터 유옥환 박사(좌) -

“해양미생물의 깊은 속성은 전문가도 알기 어렵기 때문에, 세밀하게 3D 모델을 제작하는 외부 팀을 이해시키고 설명하는 것은 만만치 않았습니다. 수많은 회의와 업체 방문은 물론이고. 각 부위의 사진과 그림에 종이로 직접 모형을 만들기까지 했죠. 다만, 작아서 보이지 않는 해양 생물들도 그 중요성은 다른 것 못지않기에 모든 과정을 즐겁게 할 수 있었습니다.”
- 해양관측자료실 최현우 실장(우) -


(좌) 사진 8. 동물플랑크톤(중국노벌레)의 3D VR / (우) 사진 9. 중형 저서동물(완보동물)의 3D VR

 

 

 

보다 생생한 3D 모형 구현을 위해 SLA 방식의 3D 프린터 사용
실제 해저 환경을 그대로 옮긴 듯한 몰입형 콘텐츠 제작에 심혈을 기울이기도

 

채취된 표본의 샘플로만 관찰이 가능하던 해양 생물들을 각고의 노력끝에 생생하게 볼 수 있는 3D 영상과 직접 만져볼 수 있는 3D 모형으로 구현해 낸 유옥환 박사와 연구팀. 특히 작은 생물의 가느다란 신체 부위까지 정확하게 구현하고, 보다 생생한 모형을 제작하기 위해 입력된 모델의 데이터를 기초로 재료를 분사하며 모형을 만드는 SLA(Stereo Lithography Apparatus) 방식의 3D 프린터를 사용했다. 또한, 3D로 제작된 해양생물 21종이 포함된 해양 환경을 몰입형 가상현실 영상으로 제작했는데, 실제 바닷 속에 있는 듯한 체감 효과를 제공하기 위해 해저 환경을 구체적이고 꼼꼼하게 전달하는 데에 무척이나 애를 썼다고 한다.

 

 


(좌)사진 10. (전용 안경을 착용하여) 감상 가능한 해양생물 3D 몰입형 실감 콘텐츠 / (우)사진 11. 해양생물(세가지 긴뿔옆새우) 동영상

 


사진 12. 해양생물(세가지 긴뿔옆새우) 상세정보

 

 

온라인으로 누구나 이용할 수 있는 살아있는 입체 도감
개인 활용 및 다방면의 교육 콘텐츠로 이용 가능해

 

이렇게 제작된 해양생물 도감은 KIOST 홈페이지를 통해 누구나 이용할 수 있도록 제공할 예정이다. 대상 생물들의 학명을 비롯한 상세정보는 물론이고, 360도로 회전하는 3D 실감콘텐츠를 통해 단면 사진으로는 알 수 없던 미생물들의 움직임도 면밀히 관찰할 수 있다. 게다가 이 모든 3D 모델링 자료와 영상은 연구자나 전공자 외에도 해양과학에 관심 있는 학생들과 일반인 누구나 개인 PC로 다운로드가 가능하므로, 나만의 3D 모형을 제작하거나, 다방면의 비상업적 교육용 콘텐츠로 활용할 수 있다. 또한, 전용 장비(오큘러스)를 착용하면 몰입형 가상현실을 체험할 수 있는 소프트웨어도 제작하여 활용할 예정이다.

 



미래 환경 변화에 대한 기초 연구 자료 & 이색 해양교육 콘텐츠로 널리 활용되길

 

이번 연구를 통해 개발한 기술과 콘텐츠는 미래 환경 변화에 대한 주요 해양생물 변화 예측을 위한 기초자료로 활용되거나, 미세 해양생물 형상을 통한 연구 능력 향상과 폭넓은 해양교육 콘텐츠 개발을 이끌 것으로 기대된다. 또한 금번 연구에서 나아가, 보다 다양한 해양생물에 대한 3D 모델을 구축하고 지속적인 연구와 프로젝트를 이어감으로써 해양생물에 대한 국민의 관심을 증대시키고, 신경제 활성화를 견인하는 또 다른 원동력이 되길 바란다.

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최종수정일 :
2017-02-15