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시지각적 인지 기반의 공간 구조 분석 및 조직화 도식 개발 연구

Title
시지각적 인지 기반의 공간 구조 분석 및 조직화 도식 개발 연구
Other Titles
Structural System and Type Analysis Method of Spatial Configuration in Architectural Plane : Focusing on visual perception
Authors
Piao Shun Mei
Issue Date
2018
Department/Major
대학원 건축학과
Publisher
이화여자대학교 대학원
Degree
Doctor
Advisors
윤재신
Abstract
본 연구가 다루고 있는 연구 대상은 공간이다. 공간은 물리적 요소에 의하여 생성된 비어있는 곳이다. 우리는 공간의 존재를 인지하고, 공간의 형상을 모호하게 추론할 수 있지만, 공간 자체를 직관적으로 명확하게 확인할 수는 없다. 공간이 가시적인 사물이 아니기 때문이다. 개념적이고 추상적인 레벨을 넘어 공간을 보다 객관적이고 구체적으로 연구하려면, 보이지 않는 공간을 시지각 가능한 객관적 실체로 형상화하여 분석해야 할 필요성이 있다. 형상화된 공간에 대하여 더욱 직관적이고 논리적으로 그 구조와 유형을 분석할 수 있으며, 이 과정은 건축가의 스키마 스키마(Schema): 각 개인이 과거의 경험에 의해서 형성된 개인의 인지구조를 의미한다. 이것은 개인이 어떤 문제(사람, 사물 또는 사건 등)에 대하여 개념화하고 판단하여 선택하는 데 영향을 미치게 된다. 특별하지 않은 일상적 현상에 직면한 경우에는 그에 대한 심도 있는 분석의 과정을 생략한 채 자동적, 습관적으로 스키마가 제공하는 대안을 선택하게 된다. 그러나 현상이 제공하는 정보나 해결해야 할 문제가 낯설 경우에는 그에 대한 스키마가 형성되어 있지 않아서 주어진 정보와 가진 정보를 융합, 분석하여 더욱 의식적인 판단과 선택을 하게 된다. (HRD 용어사전, 2010. 9. 6) 생성에 작용하여, 설계 활동에 효율적으로 활용될 수 있을 것이다. 이런 취지에서 본 연구는 주로 세 측면의 주제를 다루고 있다. 공간을 가시화하고 형상화하여 직접 시지각할 수 있는 개체로 표현하는 것, 형상화된 공간을 대상으로 공간 구조 조직화 과정을 분석하는 효율적인 방법론을 개발하는 것, 마지막으로 공간 구조 체계의 일정한 단계에서 공간 유형을 비교 분석하는 것이다. 즉 연구 전반에 거쳐 공간 형상, 공간 구조, 공간 유형 등 세 가지 키워드에 대하여 논의하고 있다. 공간 형상에 대한 논의는 주로 건축과 도시의 평면에서 진행되고 있으며 사람들은 기본적으로 수평면에서 생활하고 있으므로 공간 계획에 있어서 평면은 가장 기본적인 표현 방식이라고 볼 수 있다. , 3차원 공간과 2차원 평면에 대한 인간의 시지각적 인지 특성을 기반으로 하고 있다. 사람들은 일반적으로 외부 세계의 정보를 받아들일 때 시지각에 가장 많이 의존한다. 시각적 감각 기관을 통하여 받아들인 외부 자극은 머리에 일정한 이미지와 구조 체계를 가진 정보 이 정보는 베르그송(Bergson, Henri,1859~1941), 헤겔(Hegel, Georg Wilhelm Friedrich, 1770~1831)등에 의하여 이미지, 상[(象), 표상, 심상] 등으로 논의되기도 하지만 본 연구에서는 그 구조성과 능동성을 강조하여 발달심리학자 장 피아제(Jean Piaget,1896~1980)에 의해 주창된 스키마(Schema)라는 용어를 사용한다. 로 저장된다. 이는 새로 입수되는 정보와의 비교 속에서 인지 과정에 작용하게 되며, 새로운 창작 활동에 영향을 주게 된다. 따라서 시지각적 인지 과정은 외부 정보의 자극과 기억 속 스키마의 영향을 동시에 받는다고 볼 수 있다. 사람들은 3차원의 공간을 경험하면서 공간과 공간을 형성하는 물리적 요소들 및 그들의 관계를 직접 지각할 수 있으며, 누적된 지각적 경험에 의하여 2차원 평면을 통하여 3차원 공간을 연상할 수 있다. 본 연구는, 3차원 공간에서 물리적 요소들을 시지각 할 때 느끼는 인지 심리적 느낌을 2차원 평면에 수치화한 시각 함수를 근거로, 공간의 형상을 정의하는 방법을 자세히 고안하고 있다. 일반적으로 평면에는 벽체, 기둥, 개구부 등 물리적 요소들이 표현된다. 즉 물리적 요소들이 전경으로 표현되고, 공간은 배경이다. 하지만 공간이 주요 연구 대상이 될 때, 공간을 전경으로 표현해야 할 필요성이 있다. 공간의 형상을 전경으로 표현하기 위하여, 본 연구는 포위 평형 시각 함수를 이용하여 공간의 내심부를 추출하고, 내심부의 형상에 근거하여 공간의 외곽선을 가상으로 정의하는 방식을 고안하였다. 포위 평형은 공간 속의 한 점으로부터 주변 벽면과의 거리를 변수로 하는 함수에 근거하여 공간 속 한 점의 속성을 「0」부터 「1」 사이의 수치로 표현하는 방법론이다. 수치가 작을수록 공간의 중심과 근접하고 수치가 클수록 변두리와 근접한다. 본문은 가설을 통하여 공간의 내심부를 정의할 수 있는 포위 평형 값을 찾고, 그것을 기반으로 공간의 내심부와 가상의 외곽선을 도출하여, 공간 형상을 정의하고 있다. 또한 이를 버블 다이어그램과 면 다이어그램으로 표현하여 형상화하였다. 사람들은 또한 3차원 공간 속에서 시야와 시각적 능력의 특성으로 인해 다양한 차원을 경험하게 되며, 이런 차원들이 모여 공간 구조의 스키마를 형성한다. 건축가는 설계 진행 시 이런 구조적 스키마에 의하여 단계별로 공간을 생성하고 분리해 나간다. 공간을 다양한 차원에서 구조적으로 분석하기 위하여 본 연구는 형상화된 공간 개체, 즉 단위 공간을 기반으로 부분이 전체를 이루는 공간 구조 체계를 해석하는 방법론을 개발하고 <합체 도식>이라 명명하였다. 합체 도식은 게슈탈트 이론의 지각 조직화 법칙에서 일부 규칙을 차용하고, 건축 계획적 특성과 결부하여 고안되었다. 지각 조직화 법칙에 따르면 사람들은 사물을 인지할 때, 서로 근접하거나 연속된 사물들은 통합하여 하나의 전체로 지각한다. 따라서 합체 도식은 서로 인접되고 연결된 공간들을 통합하는 과정을 거쳐 공간을 부분에서 전체로 조직화하고 있다. 각각의 단위 공간들은 단계별로 조직화 되어 점차 큰 공간 영역으로 통합되며, 최종적으로 하나의 전체를 이루게 된다. 이렇게 부분이 통합되어 전체를 이루는 방식 및 단계별 결과물들이 공간 구조 체계를 형성한다. 그리고 공간의 부분 - 전체 모델과 트리 다이어그램을 작성하여 공간 구조를 보다 직관적이고 명료하게 표현하였다. 공간 구조의 일정한 단계에서 공간의 유형을 추출할 수 있다. 공간 구조 트리 다이어그램에서 단위 공간이나 공간 영역들이 합체되어 상위 노드를 형성할 때 공간은 각각의 특수성을 상실하고, 공통된 속성을 남기게 된다. 공간 유형은 트리 다이어그램의 일정한 단계에서 추출할 수 있는데, 위로 올라갈수록 간결하고, 인지하기 쉬우며 공통성을 많이 내포하고 있고, 아래로 내려올수록 복잡하고 특수성을 많이 띠고 있다. 유형은 공간의 특성을 내포하고 있으며, 다른 공간과의 비교를 효율적으로 진행할 수 있다. 본문은 사례 분석을 통하여 공간 유형을 이용한 공간 구조 및 공간 특성 분석 방법을 탐구하고 있다. 평면을 기반으로 공간을 형상화하여 개개의 단위 공간을 정의하고, 단위 공간들이 연결되고 통합되어 공간 구조 체계를 형성하며, 그 속에서 공간 유형을 도출하는 일련의 과정은 형태적으로 공간의 논리를 분석하는 과정이다. 하지만 이는 공간의 기능과도 밀접한 관련이 있다. 기능은 형태 안에 담기며, 기능의 배치는 형태의 조합을 고려하기 때문이다. 따라서 전체 프로세스에 아울러 공간의 형태와 기능의 관계도 유기적으로 논의할 수 있다. 본 연구는 또한 건축과 도시 공간에서 영역 기반의 합체 도식을 변형하여 도로 중심의 합체 도식을 제안하였다. 도시 평면의 주요한 요소는 건물, 필지, 도로이며, 보다 거시적인 차원에서 보면 필지와 도로로 나뉠 수 있다. 도로는 건축에서의 벽체와 같이 도시 공간을 일정한 영역으로 나누고 있다. 이에 본 연구는 도로의 연결 관계와 속성을 기반으로 합체를 진행할 수 있는 가능한 방법을 제안하고, 향후 성숙한 이론으로의 발전 가능성을 제시하였다. 본 연구에서 논의하고 있는 공간 형상, 공간 구조, 공간 유형에 의한 공간 분석 방법은 공간을 보다 입체적이고 깊이 있게 이해할 수 있어 기존 건물의 분석과 새로운 건물의 설계에 있어 건축가들한테 효율적으로 작용할 수 있다. 이는 또한 건축 교육에서 공간을 이해하는 도구로 활용될 수 있으며, 사용자들의 공간 사용에 일정한 도움을 줄 수 있다. 포위 평형에 의한 공간의 형상화와 합체 도식에 의한 공간 조직화 과정은 모두 객관적인 함수와 규칙을 따르고 있으므로, 컴퓨터를 이용한 분석 및 설계 자동화 알고리즘으로 고안할 수 있다. 다만 본 연구의 가장 중요한 연구 결과인 합체 도식은 지각 조직화의 많은 법칙 중에서 근접성과 연속성만을 참고하고 있어 한계성을 가진다. 본 연구에서 개발한 합체 도식은 새로운 방법론 생성 과정이므로 아직 많은 미흡한 점이 있고 실험 사례가 부족하며 구체적인 활용 방법이 결여하다. 그럼에도 불구하고 공간 구조를 직관적이고 체계적으로 이해할 수 있으므로 향후 지속적인 연구와 보완을 거쳐 공간을 분석하는 효율적인 방법론으로 활용될 수 있을 것이다.;This paper explores the structure of space in architecture from a viewpoint that individual unitized spaces are gathered to form the whole. To understand the spatial structure of architecture, firstly we need to understand each unitized spaces, and secondly, one must understand how the following adjacent spaces are connected to form the whole building. this gives salience to a fact that understanding the whole comprehensively. It is the most fundamental bases that must be understood and unitized when understanding the spatial structure of an existing building and designing a new one. It is necessary to hypostatize space as an abstract notion. In regards to this space examines the logical flow of structure within actual space. Hypostasieren process includes the process of shaping space and the shape information. In this process we need to refer to the properties of space and the morphological characteristics of physical elements. The segment of the unitized space is the realization process of the basic space. This study aims to provide a theoretical basis for analysis and design of spatial structure by comparing several representative methods of segmenting unitized space. There are many large and small spaces in the interior of the building, and these spaces are arranged and connected to form a systematic spatial structure. A structure is a collection of several parts to form a whole. In other words, the spatial structure in architecture can be seen as a whole organized and organized as individual unit spaces are gathered together. Therefore, in order to understand the spatial structure, we first need to define the unit spaces that form part, how they are interconnected and arranged, and then understand how and how these unit spaces are organized to form a whole . The main purpose of this study is to study the structural system of space based on the shape information of space on architectural plane. This means interpreting the process and method of how the unit spaces defined as a certain shape on the architectural plane are organized step by step, integrated into a higher level, and eventually integrated into one whole. In this paper, the shape and layout of the unit space are identified in the architectural plan, the connection relation is defined, and expressed in the network form. And suggests a new methodology for interpreting the organizational process in which the following spaces are integrated as a whole. This new methodology is based on human perceptual characteristics. When people recognize an object, they recognize the object partly and completely. We want to explain the relationship between parts of space and the whole according to their characteristics.
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