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쉽게 따라 하는 미디어 아트 Make Media Art [3편] 빛결(Light Wave)

2017.06.23 09:30

LG CNS 독자 여러분, 안녕하세요. 미디어 아티스트 송준봉입니다. 

5월의 악몽과도 같았던 미세먼지가 그래도 조금씩 걷혀서 파란 하늘을 볼 수 있었던 6월입니다. 낮에는 조금씩 더워지긴 하지만, 밤에는 때때로 시원한 바람이 불어 이보다 더 좋을 순(특히 한강 치맥 하기에!!) 없는 요즘입니다. 곧 찌는듯한 여름이 들이닥치겠지만, 남은 봄의 끝자락을 즐기시길 바라며, 예술과 IT part 2, ‘Make Media Art’의 3번째 주제를 시작해 보겠습니다!




 오늘 만들어 볼 미디어 아트 작업은?

오늘 만들어 볼 작업은 서울을 기반으로 활동 중인 Media art studio, ‘teamVOID’의 2014년 작업 ‘빛결(Light Wave)’입니다. 어디서 많이 들어보셨다고요? 네, 맞습니다! 오늘은 제가 활동하고 있는 teamVOID의 ‘빛결’ 작업을 파헤치고(?) 그 축소판을 만들어보고자 합니다. 

‘빛결’은 ‘단위(unit)' 그리고 단위들 간의 ‘관계’(relation)를 통해 구현되는 전체 ‘시스템(system)'을 표현하는 작업으로, Motor와 LED로 구성된 단위 모듈 수백 개의 Rotation과 Light dimming(밝기 변화) 조합을 통해, 움직이는 빛의 변화를 보여주는 작업으로, 관객들이 빛의 입자들로 생성된 물결의 illusion을 통해 공간감의 변화를 느낄 수 있도록 의도한 Lumino Kinetic 작업입니다. 


l 빛결 (Light wave), teamVOID, Mixed media (Motor, LED, 3D printed parts etc.), 2014

(출처: www.teamvoid.net)


물결의 형태는 시시각각으로 랜덤하게 변화하기 때문에 관객은 다양한 ‘빛결’의 형태를 경험할 수 있습니다. 작업을 만든 지 어느새 3년이나 지났지만, 처음 완성되었을 때의 기쁨은 아직도 잊히지 않네요. 그러면 지금부터 ‘빛결’에 사용된 기술과 원리를 좀 더 자세히 살펴보도록 하겠습니다.



 어떻게 만들었을까?

‘빛결’에 사용된 기술을 살펴보기 전에, 자연에서 물결(Wave)이 어떻게 만들어지는지에 대한 원리를 먼저 살펴보도록 하겠습니다. 사실 우리가 물결이라고 부르는 것은 물 분자가 주기를 가지고 회전하면서 특정 방향으로 에너지를 전달하는 과정이라고 할 수 있습니다. 이때 발생하는 물의 움직임에 더해, 물에 반사되는 빛의 세기가 변하면서 우리가 눈으로 보는 물결이 완성되는 것이지요.

‘빛결’ 작업은 사실 이러한 자연에서 발생하는 물결의 주기적인 위치 변화와 밝기 변화를 Simulation 하는 것에서 시작되었습니다. 회전하는 모터와 그 모터에 부착된 회전부가 물 분자의 역할을, 그리고 회전부 끝에 부착된 LED가 빛의 밝기 변화를 나타낸 것이지요. 저도 이번 블로그를 쓰면서 자연과 작업을 그림으로 비교해보니 신기할 만큼 똑같아서 놀라웠습니다.

l teamVOID가 만든 ‘빛결’의 원리


우선은 하나의 물방울 분자의 원리, 즉 회전하는 모터와 LED의 관계를 모사해 보도록 하겠습니다. 방법은 아주 쉽습니다. 회전하는 주기와 빛의 밝기 변화의 주기를 맞추기만 하면 됩니다. 만약 모터의 회전 주기가 3초라면, LED의 밝기 변화 주기도 3초로 맞추면 되는 것이죠. 


l ‘빛결’의 단위 모듈의 설계 과정과 시뮬레이션 이미지


이제 이러한 단위 모듈 하나하나 간의 위상(phase)변화를 주기만 하면 됩니다. 쉽게 말하자면 자신의 옆에 있는 단위 모듈과 일정한 각도 차이를 두고 같은 속도로 돌기만 하면 됩니다. 아래 그림은 처음 기획 과정과 시뮬레이션했던 그림인데, 참조해 보면 좋을 것 같네요.



 만들어봅시다!

그럼 이제부터 ‘빛결’ 작업의 축소판을 만들어보도록 하겠습니다. 사실, 빛의 물결 느낌이 나려면 적어도 몇 개의 단위 모듈이 모여 있어야 하겠지만, 미디어 아트 ‘따라잡기’로는 조금 과한 경향이 있어, 하나의 모듈을 귀엽게(?) 만들어 보기로 하겠습니다. 

① 하드웨어 만들기


단순히 스텝 모터에 회전부(Rotor)를 부착하고, 회전부 끝에 LED를 컨트롤하는 하나의 단위 모듈 만들기이지만 그래도 꽤 많은 준비물이 필요합니다. 준비물은 아래 그림과 같습니다.


l 준비물 : (1) 스텝모터 (2) 아두이노 (3) LED (4) 3D 프린팅 부품 (5) 전선•철사 등


이 회전 모듈의 가장 큰 난관은 회전부 끝에 부착된 LED에 어떻게 전력 전달을 할 것인가 입니다. 단순히 전선을 연결했다가는 회전하면서 끊어지게 되기 때문이지요. 일반적으로 이러한 회전부의 전력 전달 문제를 해결하기 위해 ‘브러쉬’나 ‘슬립링’[각주:1] 같은 구조나 제품을 사용하곤 합니다. 하지만 ‘빛결’ 작업 같은 경우 크기와 디자인 문제 때문에 상용 제품을 사용할 수 없었죠. 결국, 3D 프린터를 사용하여 직접 회전하면서 전력 전달이 가능한 Part를 제작하였습니다. 


l 회전하면서 LED에 전력을 전달하는 단위 모듈 완성!


그냥 ‘제작하였다’라고 쓰지만 ‘(수많은 실패와 좌절과 분노 끝에)제작되었다’로 이해하시면 될 것 같습니다. 이전 블로그에서도 계속 소개해 드린 바와 같이, 3D 프린트를 위한 모델링은 Thinker Cad나 Fusion 360등의 프로그램을 사용하면 무료로 쉽게 제작할 수 있습니다. 


또한, 3D 프린팅도 주변에 FabLab이나 과학관 또는 seeedstudio.com 등의 서비스에서 소량 생산이 가능하니 절대 어려워하지 않으시길 바랍니다. 이제 모든 부품을 아래와 같이 조립하면, 드디어 회전하면서 LED에 전력 전달을 할 수 있는 구조가 완성되었습니다


② 소프트웨어 만들기 

이제 스텝 모터와 LED를 구동하는 소프트웨어를 만들어 보도록 하겠습니다. 우선, 소프트웨어 제작 툴(Tool)은 거의 매번 저의 블로그에서 빠지지 않는 필수 요소(!) 아두이노를 사용합니다. 

아두이노로 스텝 모터를 구동하는 방법은 정말 간단해서, 따로 라이브러리(library)를 받을 필요도 없이 아두이노 프로그램에서 제공하는 예제(Example)를 조금 수정하면 구현할 수 있습니다. LED의 Dimming(밝아졌다, 어두워졌다 하게 만드는 것)은 PWN 핀을 통한 Analog Output을 사용하면 됩니다. PWM에 관한 내용은 아래 링크에서 조금 더 자세히 확인할 수 있습니다.


l 아두이노의 사용: 아두이노 스텝모터 예제(좌), 아두이노 PWM 제어(우)


③ 완성과 마무리 


이제 모터와 회전 및 프로그램이 완성되었으니, 외관의 마감을 통해 마무리해야 하겠습니다. 외관의 마감은 포맥스를 사용하여 진행합니다. 포맥스 소재는 일종의 플라스틱으로 공작용 칼 등으로 쉽게 재단할 수 있으면서도 어느 정도 단단하여 자주 사용되는 재료입니다. 물론 아크릴이나 나무를 사용해도 좋습니다. 조금 복잡한 형상인 경우에는 손으로 가공하기는 어렵고 Laser cutting 장비(나무나 아크릴 가공)나 CNC 가공(포맥스 가공)을 통해 진행합니다. 


l ‘빛결’ 단위 모듈 버젼


저는 CNC 가공을 의뢰하여 뚝딱뚝딱 하였고, 이렇게 해서 ‘빛결’ 단위 모듈 버전이 아래 사진과 같이 완성되었습니다! Toggle Switch를 부착하여 On, Off도 가능하게 만들었더니 제법 작업 같은 느낌이 나네요! 언뜻 보면 시계 같지만 어두울 때 보니 뭔가 미묘한 조명의 느낌도 나면서, 예전에 ‘빛결’ 작업을 만들 때 고생한 기억을 새록새록 느끼게 해주어 감회가 새롭습니다. 


l Light Wave Single Module



 마치며

오늘은 Make Media Art 세 번째 시간으로, teamVOID의 ‘빛결’(Light Wave)를 만들어 보았습니다. 직접 만들었던 작업을 알아보고, 작은 버젼을 새로 만든다니 조금 아이러니하기도 했지만, 결론적으로 개인적으로 꽤 의미 있기도 하고 재미있는 작업이었습니다. 

지금까지 3번의 미디어 아트 따라잡기를 연재했는데, 어떠한 과정을 거쳐서 미디어 작업이 만들어지는지 어느 정도 느낌이 오길 바라면서, 다음 시간에는 좀 더 쉽게 따라 해 볼 수 있는 작업으로 다시 찾아오겠습니다!


글 | 송준봉 | 미디어 아트 그룹 teamVOID

teamVOID는 현재 송준봉, 배재혁으로 이루어진 미디어 아트 그룹으로, 기술과 예술의 융합을 주제로 로봇, 인터렉티브, 키네틱, 라이트 조형 등 다양한 뉴미디어 매체를 통해 실험적인 시스템을 구상하고 그것을 작품으로서 구현하고 있습니다.



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  1. 로터리 조인트, 로터리 커넥터등으로도 불리는 전기•기계적 부품으로, 회전하는 장비에 전원 또는 신호라인을 공급할때 전선의 꼬임없이 전달가능한 일종의 회전형 커넥터이다. (출처: 위키백과) [본문으로]
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Posted by IT로 만드는 새로운 미래를 열어갑니다 LG CNS
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