논문 2014-51-11-25
도자기 표면의 문양을 역동적으로 움직이는 효과를 갖는 광응용 시스템연구
( Research on Light Application System for the Dynamic Moving Effect of The Design on Porcelain )
유 희 수**
( Hee Soo Ryoo
ⓒ)
요 약
본 연구는 도자기의 표면에 무늬, 모양, 그림, 글씨 등의 문양을 움직이는 효과를 갖는 광응용 시스템에 관한 것으로, 도자 기 표면 문양에 부착된 광섬유에 의한 LED광신호를 이용하여 문양의 움직임 효과를 실시간으로 표출하고, 도자기가 있는 장 소의 조도와 회전판의 움직임을 수집하여 큐레이터가 응급조치를 취하고 문양의 표출효과를 관리하기 위한 광응용 시스템에 관한 것이다. 이와 같은 본 연구에 의하면, 도자기가 놓여져 있는 장소의 조도를 측정하여 문양의 표출효과를 큐레이터 및 응 용프로그램이 실시간 관리할 수 있음과 동시에, 이상 발생 시에 자동으로 신호를 발생하여 조치할 수 있게한다. 또한, 본 연구 은 일정기간 동안 광신호 전송데이터를 메모리에 저장하였다가, 데이터베이스화하여, 표출효과를 분석 후, 최적의 표출효과를 갖도록 적절한 조치를 취할 수 있도록 한다. 도자기가 있는 장소의 조도 상태를 감지 및 전달하고, 적정한 판단을 내릴 수 있 는 일정한 조도수치를 데이터베이스화하고, 적절한 조건에 의거 문양 표출관련 광섬유 색체, 표출간격과 밝기에 대한 신호 데 이터가 강제 혹은 의도에 의한 전달이 이루어지게 한다. 따라서 본 연구의 목적은 관제센터의 응용프로그램과 LED제어모듈에 의해 발생되는 광송출신호를 생성하여 색채, 조도, 표출간격을 측정하고 전송할 수 있는 문양을 움직이는 효과를 갖는 광응용 시스템을 연구하였다.
Abstract
This is concerned with the technology to display the design on Porcelain and adjust malfunction for moving effect and light intensity by curator. More precisely, the technology makes it possible that the porcelain is connected to Light module which is the device for controlling light emission and rotating rolling plate, etc that are connected to LED light module, optical fiber and controller that is for scenario from the given storytelling. In addition, with a WiFi portable device (Smart-phone, other mobile device). equipped with a scenario programs, information for operation, failure and malfunction can be obtained and analyzed in real-time, and menu color and alarm is alerted when the displaying design is in abnormal status, which makes the early reactions to the status. Furthermore, the collected data can be sent through WiFi network to the device and PC managed by the curator specialized in managing the design on the Porcelain, thus the technology could help the curator who have less knowledge about moving pattern on the Porcelain. There is always a possibility of malfunction due to various condition that are caused by wring-harness when modules are wired-connected. In this research, in order to overcome this problem, we propose a system configuration that can do monitoring and diagnosis with a device for collecting data from LED control module, Light emission sensor and a personal WiFi device. Also, we performed connection between optical Fiber and LED and interlock for the system defined by the definition for information and storytelling scenario.
Keywords: LED광신호, 도자기, 문양(design), LED제어모듈, Storytelling, Optical Fiber
* 정회원, 전남대학교 전자컴퓨터공학과
(Department of Industry-university cooperation, Chonnam National University)
ⓒ Corresponding Author(E-mail: [email protected])
접수일자: 2014년02월28일, 수정일자: 2014년09월19일, 게재확정: 2014년10월28일
Ⅰ. 서 론
본 연구는 도자기 표면의 문양을 역동적으로 움직는 효과를 갖는 방법에 관한 것으로, 특히 초벌을 거친 기 물에 일반적으로 사용되는 유약이 도자기의 표면에서 벗겨지는 것을 방지하는 접착제를 이용하여 광섬유를 문양에 부착한 기물의 표면에 스프레이 분사하는 방법 으로 칠하여 도자기 표면의 결정문양위에 광섬유가 잘 부착되도록 하고 LED 제어모듈로 다양한 효과를 표출 하는 광IT융합 도자기를 만든 것이다.
세계적인 박람회에 출품된 조명기구에는 많은 디자 인으로 소비자의 기호와 이에 따른 시장을 창출하고 있 으나 전통문양을 제품에 적용[2～5]하기 위해 광융합기술 을 활용한 국내 조명기구 개발실적은 이에 미치지 못하 고 있다. 이탈리아 루미넥스(luminex)는 유기 발광 다 이오드(LED)에서 나오는 빛을 통과시키는 플라스틱 광 섬유와 간단한 전원 장치를 부착하여 조명연출이 가능 한 옷감을 개발해오고 있으며, 도자기 문양을 스토리텔 링에 맞추어 다양하게 표현할 수 있는 기술이 개발되었 다[1]. 그러나 우리나라에서는 광섬유를 이용한 간접 조 명이나 경관조명등 다양한 분야에 사용 중이며, 도자기 나 공예품 등에 실장하는 방식의 아트조명은 시작단계
[6～7]이 있다.
Ⅱ. 본 론
1. 연구개발 목적
도자기의 표면에 무늬, 모양, 그림, 글씨 등의 문양을 움직이는 효과를 갖는 광응용 시스템을 구현하기 위해, 도자기 표면 문양에 부착된 광섬유에 의한 LED광신호 를 이용하여 문양의 움직임 효과를 실시간으로 표출하 고, 도자기가 놓여있는 장소의 조도와 회전판의 움직임 을 수집하여 큐레이터가 응급조치를 취하고 문양의 표 출효과를 관리하기 위한 광응용 시스템을 구성한다. 도 자기가 놓여있는 장소의 조도를 측정하여 문양의 표출 효과를 큐레이터 및 응용프로그램이 실시간 관리할 수 있음과 동시에, 이상 발생 시에 자동으로 신호를 발생하 여 조치하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명은 일정 기간 동안 광신호 전송데이터를 메모리에 저장하였다가, 데이터베이스화하여, 표출효과를 분석 후, 최적의 표출 효과를 갖도록 적절한 조치를 취할 수 있도록 한다.
가. 세부 연구방향
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 연구에 의해 도 자기 표면에서의 문양표출상태 관리 시스템은 도자기가 있는 장소의 조도상태정보를 측정하는 조도 측정모듈 과, 관제센터와 무선통신을 수행하는 무선통신부, 적절 한 조건에 의거 문양 표출관련 광섬유 색체, 표출간격 과 밝기에 대한 신호 데이터가 강제 혹은 의도에 의한 전달하기 위해 관제센터로 문양 표출상황정보를 전송하 고, 표출 상황정보 전송 후 회전판이 일정시간 이상 회 전하지 않는 경우 관제센터에 큐레이터 출동을 요청하 는 제어통신부를 구성하는 시스템 연구이다.
그림 1. 도자기 표면 문양에서의 움직이는 효과를 갖는 시스템의 구성도
Fig. 1. The system confuguration for the moving effect on the design of the Porcelain.
(1) 신호 제어부
제어부는 관제센터로 문양을 움직이는 효과를 표출 하는 정보를 전송받은 후, LED제어모듈로 문양 표출효 과를 수행하기 위한 LED광의 색체, 표출강도 및 간격 을 생성하여 도자기 표면의 문양에 부착된 광섬유로 신 호정보를 송출하도록 한다.
(2) 신호 전송부
제어부가 유무선 인터넷을 통하여 지정된 관리센터 로 측정된 도자기가 있는 장소의 조도정보를 전송하면, 지정 관리센터로부터 측정된 도자기가 있는 장소의 조 도정보 및 도자기 푠면 문양 표출 정보를 수신하여 웹 사이트에 표시하는 웹서버를 포함하여 구성 한다.
그림 2. 도자기 표면 문양에서의 움직이는 효과를 표출 하는 순서도와 블럭도
Fig. 2. The procedure and block diagram for displaying the moving effect of design on the Porcelain.
(3) 회전부
측정된 조도정보 및 상기 도자기 회전판의 움직임에 따른 대처 요령을 표시하는 표시부가 있으며, 움직임의 효과를 극대화하기 위해 도자기 회전판을 구동한다.
신호제어부와 신호전송부는 도자기가 있는 장소의 조도가 기준치를 벗어나는 경우 비상 경고음을 발생시 키도록 모바일 단말기에 설치된 응용프로그램 모듈을 제어하고, 표시부에 응급 대처 요령을 표시하도록 제어 하여 큐레이터가 응급 대처할 수 있도록 하고, 일정시 간 이상 조도가 낮거나 회전판이 구동되지 않을 경우 관제센터로 큐레이터 출동을 요청한다.
Ⅲ. 실 험
(1) 연구개발 내용
- 광섬유 다발을 도자기 표면에 실장하기위해서는 스토리텔링용 도면 개발하고 이에 맞추어 문양을 다양 하게 표출하도록, 광섬유와 LED 표면 실장 기법을 통 해 효과적인 표면 장착과 광산란 효과를 유도하기 위한 표면 가공방법과 스토리텔링에 적합한 광원부 설계 및 광원 제어기법 연구
- 광섬유와 LED 표면 실장 기법을 통해 효과적인 표면 장착과 광산란 효과를 연구
- 광섬유 다발의 광산란 효과를 효율적으로 발생시 키기 위해 광섬유 표면을 가공는 방법 고안
- 광원제어를 위한 아트조명에 적합한 광섬유 다발
의 광원부 구성 및 광원부 연구 및 LED(RGB)를 이용 한 컨트롤러 개발 및 아트조명에 적합한 제어 알고리즘 을 연구하였다.
(2) 상세구현 모듈
본 연구에 따른 도자기 표면에서의 문양의 움직을 구 현하기 위한 광신호처리 시스템을 구현하였다.
본 연구의 도자기 카테고리는 전시부 및 모니터링/설 정 부과 통신을 수행한다.
- 관리 모듈은 광섬유다발, 광원부, 슬립링 연결부, 문양표시부들로 이루어져 있다.
- 도자기가 있는 장소의 조도측정모듈은 조도센서를
구분 내용
조도 낮은조도 <기저치 50% Lux 문양 표출 <최저 속도 3m/초 회전판 속도 <최저 회전수 1/분 표 1. 도자기 회전판 구동 조건
Table 1. The conditions for the moving plate under the Porcelain.
그림 3. 광원제어 알고리즘 및 회로
Fig. 3. The algorithm and circuit for controlling light source.
이용하여 조도를 측정하여 측정결과를 도자기 굽 내부 네트워크 통신을 통해 제어통신부로 전송한다.
- LED광표출 광섬유다발은 관제센터로 받은 신호정 보를 도자기 굽 내부 네트워크 통신을 통해 제어통신모 듈로 전송한다.
- 이러한 LED광표출 모듈은 도자기 굽 중심부의 장 착하여 광섬유 결함부위가 효과적으로 숨겨져 있도록 하였다.
- 제어통신부는 조도 측정 모듈, 붉은색(R)LED, 녹 색(G)LED, 푸른색(B)LED모듈을 조합하여 광신호를 만 들어 송출하는 LED광모듈 및 광섬유 결합 모듈을 활용 하여 도자기 표면 문양표시부로 송신하면, 표 1을 참조 하여 문양의 움직임 효과를 표출하도록 했다.
그림 4. 광원제어용 전원회로
Fig. 4. The power circuit for controlling light source.
(2) 도자기 문양 효과 관리 시스템
- 제어부: 관제센터로 도자기가 있는 장소의 조도정 보를 전송한 후, 관제센터로 조도를 조절하는 것을 특 징으로 하는 도자기 표면의 문양을 움직이게 하는 효과 를 갖는 광응용 시스템이 구현되도록 한다.
- 웹서버: 제어부가 도자기 문양 효과를 제어하는 관 제센터로 측정된 조도정보를 전송하면, 도자기가 있는 장소의 조도 정보 및 문양 효과 및 종류 정보를 수신하 여 웹 사이트에 표시하는 서버기능을 시험한다.
- 관리 시스템: 조도정보 전송 후 LED제어 모듈이 일정시간 이상 작동하지 않는 상태로 판단되면 안내단 말기나 스마트폰을 활용하여 경고음이나 음성을 발생시 키도록 제어한다. 또한 조건에 따라 자동으로 회전판을 회전하게 하거나 선택 메뉴로 회전속도를 선택하면 선 택된 속도로 회전하도록 제어부와 연계 동작을 하는지 를 시험한다.
- 스토리텔링 제어 모니터링: Dimming 버튼은 자동 으로 색깔이 계속 변하게 해서 이상이 없는지를 확인하 도록 구성하였다. 소프트웨어는 LabVIEW 프로그램을 사용하여, LED 쪽 AVR 과는 RS-232 통신으로 송수신 하며 프로토콜로 LED를 제어하도록 하고 RGB 버튼은 우측의 R,G,B 값을 설정해 LED가 제대로 색깔이 나오 는지 테스트하도록 연구하였다.
- Story 버튼 은 실제 스토리텔링하기 위해 만들어 서, Story 버튼을 누르고 RUN 버튼을 클릭하면 바로 스토리텔링을 시작하도록 구현하였다.
그림 5. 스토리텔링에 따른 도자기 표면 학과 소나무 문양의 다채로운 움직임효과
Fig. 5. The various moving effect for the design of the crane and pine tree on Porcelain based on storytelling.
그림 6. 스토리텔링 구성 및 제어 화면
Fig. 6. The menu for making stories and signal control.
(3) 테스트 단계
분청토, 백자토, 청자토 등을 이용하여 표면에 문양을 형성한 도자기 표면에 문양을 움직이게 하는 효과를 갖 기 위해 다음과 같은 부분을 시험하여 작동여부를 진단 하여 도자기 표면의 문양을 역동적으로 움직이는 효과 를 갖는 광응용 시스템을 시험하였다.
- 광섬유가 부착된 문양부에 다양한 효과를 표출하 도록 신호를 전송하는 LED 제어모듈부 작동 시험
- 개인 소지 내비게이션 혹은 이동통신기기와 무선 통신을 수행하는 무선통신부 시험
- 응용프로그램을 선정하는 관제센터와 무선통신을 수행하는 무선통신부 시험
- 도자기를 회전시켜주는 회전판과 도자기가 있는 장소의 조도를 분석하여 도자기상의 문양색체의 조도가 낮은 경우 상기 관제센터로 조도정보를 전송하고, 조도
그림 7. RGB 값, 디밍, 스토리텔링관련 테스트용 다이 어그램
Fig. 7. The diagram for testing RGB, Dimming, Storytelling.
그림 8. LED제어 회로 PCB
Fig. 8. The PCB for controlling LED.
그림 9. RGB 값 입력 프로그램
Fig. 9. The input program for RGB's value.
정보 전송 후 LED제어 모듈이 일정시간 이상 작동하지 않는 경우 상기 관제센터에 큐레이터 출동을 요청하는 제어부를 포함하는 기능을 시험
Ⅳ. 결 론
본 연구를 통하여 고정화된 도자기 표면의 문양을 기 획된 문양[8～9]관련 스토리와 연계를 위하여 문양의 변 화를 광의 변화에 따라 표출할 수 있었다. 또한 도자기 가 있는 장소의 조도 상태를 감지 및 전달하고, 적정한 판단을 내릴 수 있는 일정한 조도수치를 데이터베이스 화하고, 적절한 조건에 의거 문양 표출관련 광섬유 색 체, 표출간격과 밝기에 대한 신호 데이터가 강제 혹은 의도에 의한 전달이 이루어지게 하였다. 본 연구의 목 적에 따라 스토리텔링 관제센터의 응용프로그램과 LED제어모듈에 의해 발생되는 광송출신호를 생성하여
색채, 조도, 표출간격을 측정하고 전송할 수 있는 문양 을 움직이는 효과를 갖는 광응용 시스템을 구현하였다.
향후에는 추가적인 연구를 통해 도자기 표면에 있는 다 양한 문양들을 보다 생동감 있고 미려하게 표출하기 위 해 특수광섬유를 사용하여 면발광을 재현할 필요가 있 으며, 도자기 영상의 다차원 내용 특징 결합에 의한 검 색[11]을 활용하여 도자기영상을 데이터베이스화를 진행 하는 것이 필요할 것이다. 이 연구의 요소기술을 토대 로 상용화를 추진하면 우리 도자기 전통문화에 현대적 인 감각을 살린 문양의 IT융합 고급장식품화가 가능할 것이다.
REFERENCES
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저 자 소 개 유 희 수(정회원)
1987년 한양대학교 전자공학과 학사 졸업.
1989년 한양대학교 전자공학과 석사 졸업.
1989년～1999년 삼성전자 선임연 구원
1999년～2001년 인포뱅크 솔루션개발실장(이사) 2001년～2005년 리얼네트웍스AP 플랫폼개발실장
(이사)
2006년～2010년 광주과학기술원 개발실장
2012년 전남대학교 전자컴퓨터공학과 박사 졸업.
2010년～현재 전남대학교 연구교수
<주관심분야 : 통신,소프트웨어,신호처리,LED조 명>
