정량적 분석기법의 개념적 틀은 1970년대에 들면서 본격적으로 제안되기 시작하였다. 분석기법은 크게 통계이론과 그래프이론으로 대별될 수 있는데, 이 중에서 그래프이론은 통계이론에 비하여 사전에 예측이 가능하고 직관적인 결과물을 제시하기 때문에 최근 들어 매우 ...
정량적 분석기법의 개념적 틀은 1970년대에 들면서 본격적으로 제안되기 시작하였다. 분석기법은 크게 통계이론과 그래프이론으로 대별될 수 있는데, 이 중에서 그래프이론은 통계이론에 비하여 사전에 예측이 가능하고 직관적인 결과물을 제시하기 때문에 최근 들어 매우 주목받는 이론이 되고 있다.
그러나 그래프이론에 의한 분석은 공간요소의 상관관계가 복잡하여 실질적인 분석에 한계가 있는 이론적인 수준에 머물러 왔다. 이러한 상황에서 70년대 중반 컴퓨터그래픽스 기술이 등장함에 따라 복잡한 연산과 시각화가 가능해져 이 분야의 연구가 활기를 띄기 시작하였다. 그러나 분석이론들은 대부분 평면을 기준으로 하는 시각적 속성의 분석이 주류를 이루고 있으며, 시점의 설정이 고정적이기 때문에 적용의 폭이 좁았다. 더욱이 인간과 사회의 필요에 의하여 건축공간은 갈수록 복잡해지고, 층간구분이나 공간내의 시각적 관계성이 모호해지는 등 입체적 공간구성의 성향이 두드러지고 있는 관계로 기존의 2차원 분석이론은 더욱더 한계를 드러낼 수밖에 없게 되었다. 이러한 측면에서 3차원 분석이론의 필요성은 더욱더 더 강조되고 있다.
시각적 공간구조분석에 관련한 기존의 그래프 분석이론의 한계는 평면적 분석방법의 한계와 고정화된 시점의 한계로 요약되며, 본 연구에서는 이 두 가지 문제점을 보완한 공간의 시각구조 분석방법을 제시하였다.
첫 번째 문제인 평면적 분석방법의 문제는 시각적 속성과 관련한 분석으로서 가장 많이 연구, 적용되고 있는 가시장이론(isovist)과 가시성그래프이론(VGA)에 기반하여 분석모델을 3차원적으로 확장하는 방법을 제안하였다. 기존의 평가지표들을 토대로 가시체적도(3ICD), 가시한계도(3IBD), 순수가시연결도(VFg), 유효레벨가시연결도(VFe)와 같은 기초지표와, 기초지표들의 관계를 파악한 응용지표로서 레벨변위(LD)와 공간편차(SD), 피감시도(ID), 부분가시연결도(PVD), 가시성분포도(VDC)와 같은 국지적 분석지표로 정리하였다.
그리고 분석의 가능함을 파악하기 위한 분석도구를 구현하여 공간의 입체적 구조분석을 통해 제안된 지표들의 산출이 가능함을 증명하였으며, 기존의 도구와 비교하여 결과데이터의 유효성을 검증하고 3차원 공간분석의 특성을 정량적으로 파악할 수 있음을 입증하였다.
3차원 분석의 기술적 메커니즘은 3차원 그래픽스기반의 게임엔진을 이용하여 가상공간에 설정된 모델의 폴리곤 분해와 시선광선(視線光線)의 충돌판정 알고리즘을 통해 구현하였으며, 캐드시스템과의 데이터 호환으로 통계분석 및 지표의 산출, 특성도출 등을 가능토록 하였다.
3차원 분석도구를 예시모델에 적용한 결과 해석되지 못했던 많은 부분들이 기존의 이론과 같은 연장선상에서 분석이 가능했으며, 분석이 가능했던 부분들도 더욱 세밀한 데이터를 얻어낼 수 있었다.
두 번째 문제인 고정시점의 문제의 해결은 경로가시연결도(VFp)와 시야가시연결도(VFf)라는 두 가지 확장지표의 제안과 이를 도출하기 위한 패스 시뮬레이션과 비전 시뮬레이션의 예제의 적용을 통해 실제 연구 프로젝트에 적용가능성을 검토하는 과정으로 이루어졌다.
패스 시뮬레이션을 통해 산출되는 경로가시연결도(VFp)는 목표점을 지정하지 않는 비지향성이론으로서 실내공간과 외부단지의 예시모델에 적용하여 공간의 시각적 접근성 측정, 공간 개방도 측정, 효과적인 순찰경로 선정, 시각적 설치물의 입지선정, 천공차폐특성 분석 등의 예제를 수행하여 적용가능성을 검토하였다.
또한 비전 시뮬레이션을 통해 산출되는 시야가시연결도(VFf)는 시점이 목표점을 지향하는 시지향성 이론으로서 관람경로상의 공간정보취득, 경관관리요소에 대한 차폐도 평가, 단지의 일조분포도(日照分布圖) 작성 등의 예제를 수행하여 적용가능성을 검토하였다.
모든 가시연결도를 측정함에 있어서 공간 이용예측빈도를 가중한 수정가시연결도(cVF)를 제안, 검토하였으며, 일조도 분포분석에서는 단위면적당 일조량을 이용하여 데이터를 보정하였다. 이러한 이론의 실험과 검토를 통해 현실적인 적용이 가능한 다양한 공간의 시각적 해석의 가능함이 파악되었다.
본 연구는 기존의 공간의 시각적 분석의 2차원적인 한계를 극복하고, 분석을 다시점화(多視點化)하여 현실적인 상황에 대한 적용력을 향상시킨 이론이며, 다양한 공간분석 어플리케이션에 적용시킬 수 있는 전산모델을 개발하였다는데 의의가 있다. 또한 건축분야에서 차세대 가상현실 미디어로 주목받고 있는 게임엔진을 활용한 선도적 연구이며, 건축학에서 주로 표현단계에 머무르고 있는 가상현실 기법을 프로세싱 영역으로 확대하였다는데도 의미가 크다.