AI 마스크, 손상된 명화 수시간 만에 복원 가능

손상된 그림이 있다면 AI 생성 '마스크'로 몇 시간 만에 복원 가능 그림 복원은 꾸준한 손길과 예리한 안목이 필요하다. 수세기 동안 보존 전문가들은 복원을 위해 손상된 부분을 찾아 정확한 색상을 혼합해 하나씩 채워넣는 방식으로 작업해왔다. 종종 한 그림에 수천 개의 작은 영역이 각각 별도의 주의를 필요로 하므로, 한 작품을 복원하는 데 몇 주에서 심지어 몇 년 이상이 걸릴 수 있다. 최근에는 컴퓨터 비전, 이미지 인식, 색상 일치 등의 기술을 활용한 디지털 복원 도구들이 등장해 상대적으로 빠르게 '디지털로 복원된' 버전의 그림을 생성할 수 있게 되었다. 그러나 이전까지는 디지털 복원 결과를 원본 작품에 직접 적용하는 방법이 없었다. 오늘 자연과학 저널에 발표된 연구에서 MIT 기계공학 대학원생인 알렉스 카치킨은 원본 그림에 디지털 복원 결과를 물리적으로 적용하는 새로운 방법을 제시했다. 복원 결과는 매우 얇은 폴리머 필름 형태의 마스크로 출력되며, 이 마스크는 원본 그림에 정렬하고 부착할 수 있다. 또한 쉽게 제거할 수도 있어, 향후 보존 전문가들이 정확히 어떤 변경 사항이 이루어졌는지를 확인할 수 있다. 카치킨은 "100년 후 누군가 이 작품을 다룰 때, 그림에 어떤 복원 작업이 이루어졌는지를 매우 명확하게 이해할 수 있을 것입니다. 이러한 기록은 보존 분야에서 처음으로 가능한 것이었습니다."라고 말한다. 데모를 위해 카치킨은 고도로 손상된 15세기 유화를 복원하는 방법을 시연했다. 이 방법은 자동으로 5,612개의 별도 복원 지역을 식별하고, 이들 지역을 57,314개의 다른 색상으로 채웠다. 전체 과정은 시작부터 완료까지 3.5시간이 걸렸으며, 이는 기존 복원 방법보다 약 66배나 빠른 결과다. 카치킨은 복원 프로젝트와 마찬가지로 이 새로운 방법도 윤리적 문제를 고려해야 한다고 인정한다. 복원된 버전이 작가의 원래 스타일과 의도를 적절히 표현하는지에 대한 고려가 필요하다. 그는 "새로운 방법을 적용할 때는 그림의 역사와 기원을 아는 보존 전문가들과 상의해야 합니다"라고 강조한다. "많은 손상된作品在储藏室里可能永远见不到天日，"卡奇金说。"希望借助这种方法，我们能看到更多艺术作品，我会非常高兴的。" 디지털 연결 새로운 복원 프로세스는 부업으로 시작되었다. 2021년, 카치킨은 MIT 기계공학 박사 과정을 시작하기 위해 동부 해안을 따라 운전하면서 가능한 많은 미술관을 방문했다. "나는 어린 시절부터 오랫동안 미술에 관심이 있었습니다," 카치킨은 말한다. "전통적인 손 그림 기법을 사용해 그림을 복원하는 취미를 가지고 있습니다. 하지만 그것은 매우 느린 과정입니다." 그는 디지털 도구가 복원 과정을 크게 가속화할 수 있다는 점을 깨달았다. 연구자들은 인공지능 알고리즘을 개발해 대량의 데이터를 빠르게 분석하며, 이 알고리즘이 시각적 데이터 내의 연결 관계를 학습해 특정 그림의 디지털 복원 버전을 원작 스타일이나 시대에 가깝게 생성한다. 그러나 이러한 디지털 복원은 대부분 가상으로 표시되거나 독립적으로 인쇄되어 원본 작품에 직접 적용될 수 없었다. "우리가 디지털로 그림을 복원하고 그것의 결과를 물리적으로 적용할 수 있다면, 기존 수작업 프로세스의 많은 단점과 불편함을 해결할 수 있을 것이라고 생각했습니다," 카치킨은 말한다. "정렬하고 복원하기" 새로운 연구에서, 카치킨은 15세기 그림을 복원하기 위해 이 방법을 개발했다. 이 그림은 그가 MIT에 처음 왔을 때 구입한 것이다. 그는 먼저 전통적인 기법을 사용해 그림을 청소하고 이전 복원 노력을 제거했다. "이 그림은 거의 600년이 넘었고 여러 번 보존을 거쳤습니다. 특히 과도한 덧그림이 많이 있어서 모두 제거해야 했습니다," 그는 설명한다. 그는 청소된 그림을 스캔해, 퇴색하거나 금이 간 많은 부분을 포함시켰다. 그런 다음 기존 인공지능 알고리즘을 사용해 스캔 이미지를 분석하고 그림이 원래 상태에서 어떻게 보였을지를 가상으로 생성했다. 이어서 카치킨은 소프트웨어를 개발해 원본 그림에서 채워넣어야 할 영역과 디지털로 복원된 버전과 일치시키기 위한 정확한 색상을 매핑했다. 이 매핑은 얇은 폴리머 기반 필름에 인쇄되는 두 층 마스크로 변환된다. 첫 번째 층은 색상으로 인쇄되고, 두 번째 층은 동일한 패턴으로 하얀색으로 인쇄된다. "색상을 완벽하게 재현하기 위해서는 색상 잉크와 하얀색 잉크 모두가 필요합니다. 두 층이 맞춰지지 않으면 이를 쉽게 알아볼 수 있으므로, 인간의 색상 인식에 대한 지식을 바탕으로 실제로 정렬하고 복원할 수 있는 가장 작은 영역을 결정하는 몇 가지 계산 도구도 개발했습니다," 카치킨은 설명한다. 카치킨은 고급 상용 잉크젯 프린터를 사용해 마스크의 두 층을 인쇄했으며, 이를 신중하게 정렬해 원본 그림 위에 손으로 덮어씌우고, 일반 바니시를 살짝 뿌려 부착했다. 인쇄 필름은 보존 등급 용액으로 쉽게 용해될 수 있는 재료로 만들어져, 보존 전문가들이 손상된 원본 작품을 드러내야 할 경우 쉽게 제거할 수 있다. 마스크의 디지털 파일도 저장되어, 어떤 부분이 복원되었는지를 자세히 기록할 수 있다. 카치킨이 사용한 그림의 경우, 이 방법은 수천 개의 손상된 부분을 몇 시간 만에 채울 수 있었다. "몇 년 전에 바로크 이탈리아 그림을 복원할 때, 손상된 부분의 개수가 비슷했지만 파트타임으로 9개월이 걸렸습니다. 손상된 부분이 많을수록 이 방법은 더욱 효율적입니다," 그는 회상한다. 그는 새로운 방법이 널리 채택되면, 최종 작품이 작가의 스타일과 의도에 맞도록 보존 전문가들이 모든 단계에 참여해야 한다고 강조한다. "프로세스의 모든 단계에서 관련된 윤리적 문제를 깊이 논의해야 합니다. 이 방법이 보존 원칙과 가장 일치하는 방식으로 적용될 수 있도록 노력해야 합니다. 우리는 이를 통해 더욱 정밀한 방법들을 개발할 수 있는 틀을 마련하고 있습니다. 미래에 다른 사람들이 이에 대해 연구하면, 더욱 정확한 방법들이 개발될 것입니다." 이 연구는 존 O.와 캐서린 A. 루츠 기념 기금의 지원을 받아 수행되었으며, MIT 마이크로시스템 기술 연구소, MIT 기계공학과, MIT 도서관의 추가 지원을 받았다.