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과제현황 목록

과제기본정보

저용량 클라우드 기반의 3차원 문화재 공간정보 기술3년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술사업화지원 과제번호 22TBIP-C158929-03
국가과학표준분류 1순위 None | None | None 적용분야 교통/정보통신/기타 기반시설
2순위 농림·수산 | None | None 실용화대상여부 비실용화
3순위 농림·수산 | None | None 과제유형 개발
과제명 저용량 클라우드 기반의 3차원 문화재 공간정보 기술
주관연구기관 뉴레이어(주)
총괄연구 책임자 성명 정성헌
소속 뉴레이어(주) 직위 부장
기관 대표번호 053-710-8864 FAX -
총 연구기간 2020-06-25 ~ 2022-12-31
당해연도 연구기간 2022-01-01 ~ 2022-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
3차년도 195,000,000 10,500,000 94,500,000 105,000,000 300,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 ○ “3차원 문화재 모델링” 관련 유사연구
- 드론, 사진촬영을 통한 문화재의 모델링 구축 관련 연구가 다수 수행되었으나, 대부분 건축물을 대상으로 3D Mesh 구축 및 텍스쳐 융복합을 통한 모델링 구축 등의 연구가 다수 진행됨
- 설계도면이 없는 목조건물 문화재의 경우 건축물의 역설계를 위해 BIM 기술을 적용한 시뮬레이션 기법에 대한 연구가 진행됨
- 포인트 클라우드 데이터를 활용한 고정밀 모델링 구축 연구가 수행되었으나, 저용량 데이터 변환 기술을 활용한 문화재 데이터 구축 및 관리, 서비스는 확인되지 않음
- 건축물 외형을 중점으로 구축하고 있으며, 건축물 실내？외 공간정보 구축 및 건축물이 아닌 규모가 작은 문화재(도자기 등)의 3D 모델 개발 연구는 현재 진행되지 않고 있음
○ “디지털트윈 기반의 3차원 공간정보” 관련 유사연구
- 디지털트윈 연구는 스마트시티 관련 연구와 연계되어 화재 및 재난 지원 통합플랫폼 기술, 에너지 플랫폼 기술, 시뮬레이션 VR 콘텐츠 개발, 자동화 및 자동제어 등의 연구가 다수 진행됨
- 3차원 공간정보 관련 연구는 실감형 콘테츠와의 연계를 통한 공간정보 플랫폼, 대용량 포인트 클라우드를 이용한 솔류션 개발, 3차원 공간정보 생성 및 처리 기법 등 매우 다양하게 나타남

○ 건축물 외형뿐만 아니라 실내？외 공간을 현실과 비슷한 3차원 GIS기반의 디지털트윈으로 구축하여 공간상 문화재간의 위치정확도 향상
○ 급속히 발달한 AI 기반의 사진 정보 추출 기술을 본 연구 개발에 접목해 복원된 3차원 문화재의 형태 정확도를 높이고 극실사급 3D 시각화에 필요한 3차원 표면 재질 정보를 추출함
○ 단순히 3차원 문화재 뿐만 아니라 주변의 실사 정보(조명, 자연물, 주변물 등)를 복원해 실사적 체험에 적합한 VR/AR용 극실사급 3차원 문화재를 도출함
○ 문화재의 현재 모습 복원과 더불어 훼손된 문화재의 원형을 복원하는 기술 및 워크플로우을 제안함
최종목표 저용량 극실사급 3차원 문화재 구축 및 클라우드 기반의 디지털트윈 기술 개발
○ 클라우드 기반의 문화재 공간정보 DB 구축 및 3차원 문화재 공간정보 디지털 트윈 기술 개발 (뉴레이어)
○ 실감 체험을 위한 저용량 극실사급 3차원 문화재 복원 기술 개발 (제이토드)
○ 국내외 실물 문화재 테스트베드 실증 (공동)

- “저용량 극실사급 3차원 문화재 구축 및 클라우드 기반의 디지털 트윈 기술 개발”은 TRL 6단계의 시작품 단계의 기술(특허등록)을 바탕으로 개발됨
. 2차원의 노드와 이미지를 이용한 3차원 건축물 데이터 생성방법 기술을 바탕으로 클라우드 기반의 3차원 문화재 공간정보 솔루션인 디지털트윈 기술 개발
- 저용량 클라우드 기반의 3차원 문화재 공간정보 솔루션은 소프트웨어시험인증연구소를 통해 GS시험？인증을 획득하여 소프트웨어 품질을 인증 받은 시작품(소프트웨어) 개발에 속함(TRL 8단계)
연구내용 및 범위 1차년도
○ 실증 문화재(국내) 공간정보 데이터 구축 및 저용량 기반의 문화재 복원 기술 개발
- 드론을 활용한 문화재 3차원 데이터 구축 방안 설계
- 국내 실증 문화재(경기전) 공간정보 데이터 구축
- 저용량 사진 데이터 기반 선명도 측정 및 복원 기술 개발
○ 3차원 문화재 공간정보 디지털 트윈 프로토타입 구축
- 문화재 공간정보 디지털 트윈 시스템 설계 및 프로토타입 구축
○ 인공지능 기반의 3차원 카메라 편집 기술 개발
- 촬영 카메라 포즈 추정을 위한 심층 신경망 학습
- 촬영 카메라 포즈 추론 모듈 개발
- 카메라 정보에 의한 복원 오류 추정 및 필터링 기술 개발
○ 사진 수준의 렌더링(메쉬,텍스쳐)기술 개발
- 메쉬 재정렬(Retopology) 기술 프로토타입 개발
- 텍스쳐 그림자 제거(Delight) 기술 프로토타입 개발
○ 사진 수준의 렌더링을 적용한 공간정보 뷰어 개발
- 사진 수준의 3차원 문화재 뷰어 요구사항 분석 및 설계
- 사진 수준의 3차원 문화재 실시간 뷰어 개발

2차년도
○ 실증 문화재(국외) 공간정보 데이터 구축 및 저용량 최적화 문화재 복원 기술 개발
- 국외 실증 문화재(튀니지-사원) 공간정보 데이터 구축
- 저용량 사진 데이터 기반 White Blance 조정 및 복원 기술 개발
○ 3차원 문화재 공간정보 디지털 트윈 고도화 및 웹서비스 시스템 개발
- 클라우드 기반의 서비스 단위 기능 및 디지털 트윈 시스템 고도화
- 3차원 문화재 뷰어 웹 서비스 시스템 개발 및 데이터 다운로드 서비스 기능 구축
- 국외 실증 대상지 기반의 3차원 문화재 공간정보 디지털 트윈 프로토타입 개발
○ 인공지능 기반의 3차원 재질 편집 기술 개발
- 촬영사진의 3차원 표면 재질 추출을 위한 심층 신경망 학습
- 촬영사진의 3차원 표면 재질 추론 모듈 개발
- 추론된 3차원 표면 재질로부터 복원 오류 추정 및 수정 기술 개발
○ 저용량 실사급 렌더링(메쉬, 텍스쳐) 기술 개발
- 메쉬 재정렬(Retopology) 기술 모듈화
- 텍스쳐 그림자 제거(Delight) 기술 모듈화
- 실제 태양 위치 시뮬레이션 기술 개발
- 복원 공간의 라이팅 인터페이스 및 시각화 구현
○ AR을 적용한 공간정보 뷰어 개발
- 3차원 문화재 AR을 위한 요구사항 분석 및 설계
- 3차원 문화재 AR 인터랙티브 뷰어 개발

3차년도
○ 문화재 원형 복원을 위한 기술 개발
- 텍스쳐 리타일링 기술 개발
- 원형 복원을 위한 단위 객체 추출 편집 기능 개발
○ 3차원 문화재 공간정보 디지털 트윈 서비스 안정화 및 스마트폰용 서비스 제공
- 서비스 단위 기능 최적화 및 스마트폰용 3차원 문화재 뷰잉 서비스 제공
- 디지털 트윈 시스템 안정화 및 공인인증 획득
- 국외 실증 대상지 기반의 3차원 문화재 공간정보 디지털 트윈 서비스 안정화
○ 인공지능 기반의 3차원 공간정보 편집 기술 고도화
- 카메라 포즈 획득용 심층신경망 고도화
- 물리 재질 획득용 심층신경망 고도화
○ 저용량 극실사급 렌더링(메쉬, 텍스쳐) 기술 개발
- 메쉬 재정렬(Retopology) 기술 모듈 실증
- 텍스쳐 그림자 제거(Delight) 기술 모듈 실증
- 복원 공간을 위한 볼륨 기반 안개 및 구름 시뮬레이션 구현
- 복원 공간 HDR 라이팅 시뮬레이션 구현
○ VR을 적용한 3차원 공간정보 뷰어 개발
- 3차원 문화제 VR을 위한 요구사항 분석 및 설계
- 3차원 문화재 VR 인터랙티브 뷰어 개발
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
3차년도 - 차원 문화재 DB 구축 및 3차원 문화재 공간정보 디지털 트윈 프로토타입 구축
- 사진 수준의 3차원 문화재 복원 기술 개발 및 실증
● 인공지능 기반의 3차원 카메라 편집 기술 개발
● 사진 수준의 렌더링(메쉬,텍스쳐) 기술 개발
● 사진 수준의 렌더링을 적용한 공간정보 뷰어 개발 		○ 실증 문화재(국내) 공간정보 데이터 구축 및 저용량 기반의 문화재 복원 기술 개발
- 드론을 활용한 문화재 3차원 데이터 구축 방안 설계
- 국내 실증 문화재(경기전) 공간정보 데이터 구축
- 저용량 사진 데이터 기반 선명도 측정 및 복원 기술 개발
○ 3차원 문화재 공간정보 디지털 트윈 프로토타입 구축
- 문화재 공간정보 디지털 트윈 시스템 설계 및 프로토타입 구축
○ 인공지능 기반의 3차원 카메라 편집 기술 개발
- 촬영 카메라 포즈 추정을 위한 심층 신경망 학습
- 촬영 카메라 포즈 추론 모듈 개발
- 카메라 정보에 의한 복원 오류 추정 및 필터링 기술 개발
○ 사진 수준의 렌더링(메쉬,텍스쳐)기술 개발
- 메쉬 재정렬(Retopology) 기술 프로토타입 개발
- 텍스쳐 그림자 제거(Delight) 기술 프로토타입 개발
○ 사진 수준의 렌더링을 적용한 공간정보 뷰어 개발
- 사진 수준의 3차원 문화재 뷰어 요구사항 분석 및 설계
- 사진 수준의 3차원 문화재 실시간 뷰어 개발
연구성과 기술적 기대성과 - (기술 확산 효과) 문화재 관련 데이터 통합, 연계 및 활용을 통한 국내·외 디지털트윈 기술 개발 및 확산
- (기술 경쟁력 향상 효과) 문화재 복원 및 안전성 확보를 위한 저용량 클라우드 기반의 3차원 공간정보 시스템이라는 차별화된 기술을 개발하여 신뢰성을 도모함과 더불어 경쟁력을 확보하고 글로벌 기술로서의 선도 기반 마련
사회 경제적 파급효과 ○ 경제적？산업적 측면
- 높은 부가가치 창출이 가능한 클라우드 기반의 문화재 공간정보 기술을 실현함으로써 재정적 · 인적 손실 감소
- AR·VR을 이용한 3차원 기반 공간정보 기술을 접목시킨 실증사업 성공 사례 확보를 바탕으로 해외시장 진출과 이에　따른 일자리 창출
○ 사회적 측면
- 문화재의 위치·속성 정보를 바탕으로 한 데이터 서비스 구축을 통해 문화재 안전에 대한 효과적인 관리 및 기술적 체계 마련
- 문화재와 관련된 다양한 컨텐츠 정보들과 연계하여 AR·VR과 같은 이용자 맞춤형 공간정보 서비스 제공이 가능해짐으로써 이를 통한 문화재 인지도 향상 및 교육 효과 기대
활용방안 - 문화재에 대한 상시 관리, 보존체계 운용을 통해 문화유산의 가치를 알고 이를 공유함으로써 문화인식 제고
- 국내·외에서 진행 중인 관련 사업과의 기술 연계를 통해 다양한 고부가가치 서비스 산업 창출 및 일자리 창출 효과 기대
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 클라우드 증강현실 3차원 디지털트윈 가상현실
영문 cloud AR 3dimension(3D) digital twin VR
최종보고서
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