현대 문화 예술 산업이 발전하고 효과적이고 경쟁력을 지닌 그래픽 처리 능력과 기술이 요구됨에 따라 기존의 캘리그라피(Calligraphy)에 화선지에서의 먹 퍼짐을 사실적이고 감성적으로 디지털화하고자, 첨단 나노과학기술인 딥펜나노리소그래피의 박막 형성에 대해 이론 ...

현대 문화 예술 산업이 발전하고 효과적이고 경쟁력을 지닌 그래픽 처리 능력과 기술이 요구됨에 따라 기존의 캘리그라피(Calligraphy)에 화선지에서의 먹 퍼짐을 사실적이고 감성적으로 디지털화하고자, 첨단 나노과학기술인 딥펜나노리소그래피의 박막 형성에 대해 이론적 해석과 컴퓨터 시뮬레이션을 이에 응용하고자 함
- 사실적이고 감성적인 먹 퍼짐의 디지털 프로그램 개발
- 확률론적 확산이론과 전산유체역학적 컴퓨터시뮬레이션 방법을 이용한 글자, 이미지 패턴 및 먹 퍼짐 구현
- 디자인 분석 및 평가, 디자인 관점의 요소 추출
- 미학적/감성적 접근법 개발 및 피드백

As the modern culture and arts industry booms, and efficient, competitive graphic processing ability and technology are demanded, we wanted to digitize the ink spread on the paper in calligraphy realistically and emotionally. By using the theoretical ...

As the modern culture and arts industry booms, and efficient, competitive graphic processing ability and technology are demanded, we wanted to digitize the ink spread on the paper in calligraphy realistically and emotionally. By using the theoretical approach of the monolayer growth in Dip Pen Nanolithography, we will develop new program to mimic the ink spread in calligraphy.
- Development of digital calligraphy program for emotional and realistic ink spread on the paper
- Probability-based diffusion theory and computational fluid dynamics simulation are used to implement letters, image pattern and ink spread on the paper
- Humanistic, aesthetic, and emotional assessment on development simulator
- Design analysis, drawing of design perspective, development and feedback of aesthetic and emotional approach

최근 디지털 캘리그라피에 대한 관심이 높아지면서 관련 프로그램들이 많이 개발되고 있지만 과학적 이론에 근거한 것이 아니라 가시적인 효과에만 초점을 맞춰 그 형상이 단조롭다는 한계를 가지고 있다. 본 연구는 연구책임자가 종전에 발표한 딥펜나노리소그래피를 이 ...

최근 디지털 캘리그라피에 대한 관심이 높아지면서 관련 프로그램들이 많이 개발되고 있지만 과학적 이론에 근거한 것이 아니라 가시적인 효과에만 초점을 맞춰 그 형상이 단조롭다는 한계를 가지고 있다. 본 연구는 연구책임자가 종전에 발표한 딥펜나노리소그래피를 이용한 확산이론을 기반으로, 인문학적 디자인 이론과 첨단 나노 모델링 이론을 융합하여 사실적이고 정교한 디지털 캘리그라피 효과를 구현하는 것을 그 목적으로 한다.
본 과제의 연구참여자들은 이학 및 디자인학 전공 출신으로 구성되어 있으며, 물리학적 이론을 기반으로 미학적인 디지털 캘리그라피 툴을 개발하고자 한다. 각 연구참여자들은 자신의 전공과 관련된 지식을 공유하며 지속적인 커뮤니케이션을 하였다. 최종적으로 우리는 확률론적 확산이론과 유체역학적 격자이론을 이용한 디지털 캘리그라피 툴을 개발하였다.
딥펜나노리소그래피에 기반한 확률론적 확산이론은 잉크 분자와 표면 사이의 인력에 따라 잉크 분자가 퍼지는 모형을 제안한 것이다. 이러한 확산이론을 이용하면 종이에 잉크를 떨어트렸을 때 잉크 분자가 무작위로 퍼지는 현상을 효과적으로 구현할 수 있다. 또한 본 연구에서 얻은 확산이론은 딥펜나노리소그래피에서 형성되는 나노크기의 미세 패턴 성장과 관련된 것이므로 그 중요도가 매우 높다. 최근 공동연구원과 함께 수행한 분자동역학 결과에서 새로운 형태의 확산 모형을 발견하였고, 현재 이를 바탕으로 SCI급 논문 작성 중이다.
유체역학적 격자이론을 이용하면 잉크와 물이 표면과의 인력에 따라 각각 어떻게 퍼져나가는지를 확인할 수 있다. 특히, 격자 볼츠만법을 이용하면 잉크와 물의 상대적인 농도를 확인할 수 있어 확률론적 확산이론에서 구현할 수 없었던 먹의 농담 표현을 효과적으로 나타낼 수 있다. 또한 격자 볼츠만법에서는 다양한 표현 도구와 종이의 종류에 따른 잉크 퍼짐을 효과적으로 구현할 수 있다.
본 과제의 연구참여자들은 디지털 캘리그라피를 통해 얻은 결과를 디자인학에서 사용하는 의미분별법으로 평가하고, 1년 동안 수행한 연구 결과를 대한화학회 구두발표, 물리화학분과회 포스터 발표, 타이포그라피 학술대회 전시 및 구두발표 하였다. 또한 학부생과 대학원생의 컴퓨터 프로그래밍 실습시간에 본 연구결과를 소개하여 교육과의 연계 정도를 높였다. 본 과제를 통해 공학 석사 및 박사 졸업생 한명을 배출하였다.
현재 개발된 디지털 캘리그라피 툴은 기존 디지털 캘리그라피에서 표현하기 어려운 먹의 농담이나, 시간에 따른 먹 퍼짐의 실시간 변화 관찰, 종이의 특성에 따른 표현이 가능한 장점이 있다. 추후 확산이론을 격자 볼츠만법에 직접적으로 결합시키면 보다 사실적인 디지털 캘리그라피 툴 개발이 가능할 것이다. 본 연구 결과는 과학적으로도 디자인적으로도 그 가능성이 매우 높다고 사료된다.

캘리그라피는 조형예술, 디자인의 틀을 넘어 영화, 영상, 문학 등과 적극적으로 결합하여 새로운 미학적 이미지 영역으로 확대되고 있다. 이와 같이 다양한 분야에서 캘리그라피 디자인에 대한 관심이 증가되고 있는 것은 글자가 단순히 정보 전달의 역할만 하는 것이 아 ...

캘리그라피는 조형예술, 디자인의 틀을 넘어 영화, 영상, 문학 등과 적극적으로 결합하여 새로운 미학적 이미지 영역으로 확대되고 있다. 이와 같이 다양한 분야에서 캘리그라피 디자인에 대한 관심이 증가되고 있는 것은 글자가 단순히 정보 전달의 역할만 하는 것이 아니라 시각적인 이미지 전달의 기능까지 겸하게 되었음을 보여주는 증거이다.

스마트폰과 태블릿 pc가 대중화 되면서 디지털 캘리그라피에 대한 관심도 함께 높아지고 있다. 이러한 디지털 캘리그라피는 기존의 캘리그라피와는 달리 도구의 준비, 사전 지식, 위치의 제약 없이 언제든 접근할 수 있다. 하지만 현 디지털 캘리그라피 프로그램들은 과학적 이론지식 없이 디자인적인 관점에서만 개발된 것들이 대부분이어서 캘리그라피 특유의 잉크 확산 현상이나 먹의 농담 등을 구현하는 대에 한계점이 있다.

본 연구는 인문학적 디자인 이론과 나노 과학적 기술을 융합하여 새로운 디지털 캘리그라피 툴을 개발하는 것을 그 목적으로 하였다. 그 결과, 확률론적 확산이론과 격자 볼츠만법을 이용한 디지털 캘리그라피 툴을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 디지털 캘리그라피 툴은 물리학적 이론에 바탕을 둔 것이므로 기존의 디지털 캘리그라피 프로그램들에 비해 보다 사실적인 표현이 가능하다는 장점을 가진다. 우리는 추후 확산이론과 격자 볼츠만법을 결합하여 잉크분자가 무작위로 퍼지면서 실시간으로 번짐이 일어나는 새로운 방법을 개발하고자 한다.

본 연구에서 개발된 디지털 캘리그라피 툴들은 NT, IT 기술과 미학적 디자인 관점이 융합된 것으로 한국적인 정서를 표현하기에 적합하며, 한국 뿐 아니라 붓을 사용하는 아시아 문화권에서 크게 응용될 가능성이 높다.

기술적인 면에서는 잉크젯 프린팅 같은 기존의 프린팅 기술이 수십 마이크로미터 정도의 해상도를 갖는 반면 딥펜 나노리소그래피 기술은 현재 ~10nm의 해상도를 보여주고 있으나 이러한 높은 해상도의 원리는 아직 알려지지 않고 있다. 따라서 본 연구를 통해 딥펜 나노리소그래피의 높은 해상도의 근본 원리가 밝혀 질 경우 이를 이용하여 현재 프린팅 기술보다 해상도가 1000배까지 높은 새로운 나노 프린팅 기술을 개발하여 기술 발전에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 예상된다.

본 연구에 참여한 전임 연구원은 인문학과 자연과학이 접목된 학제간 융합을 전공한 전문 인력으로 양성하여, 국내 대학, 연구소, 또는 기업체로 진출할 경우, 향후 국가의 융합 학문 및 산업 발전에 이바지할 것으로 기대된다.

이 연구의 주관 연구자는 나노과학 교육 전문학과에 소속되어 연구 결과 및 내용을 “나노과학 컴퓨터 응용론” 및 “계산 화학” 등의 교과과정에 직접 도입할 수 있는 유리한 위치에 있다. 본 연구 결과로 학부 및 대학원생들의 교육에 적용되어 나노과학 이론 및 컴퓨터 응용 교육의 귀중한 사례로 이용할 수 있을 것이다.