디지털 조형 제작 기법 적용을 위한 가상 식물 성장 알고리즘 연구-블랜더 소프트웨어 작업결과를 중심으로-
A Study on Virtual Plant Growth Algorithms for the Application of Digital Sculpting Techniques: focusing on Blender software based works
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초록
본 연구의 목적은 디지털 조형 제작 기법 중 절차적 생성(Procedural Generation) 및 알고리즘 기반 성장모델을 사용하여, 환경 변수(날씨, 습도, 온도 등)에 따라 유기적으로 변화하는 조형물을 제작하는 방법을 탐구하는 데 있다. 이는 단순히 디지털 환경에서 모델링 된 식물의 형상을 모사하는 데 있지 않고, 예술가의 설계적 의도와 기술적 규칙을 융합하고 감상자나 환경의 상태를 반영하는 동적인 조형 과정을 창출하는 데 있으며, 나아가 이 기법이 미디어 아트 분야와 디지털 조형예술에서 새로운 조형적 가능성을 어느 정도 열어 줄 수 있는지 탐색한다. 또한, 이 과정에서 예술가의 행위는 조형물을 직접 창조하는 전통적인 창작자의 범위를 벗어나, 창작의 목적에 부합하는 알고리즘 규칙을 설계하고 다양한 환경적 요인에 대한 변화를 관찰하며 그에 따른 변화를 기록하여 작품을 ‘설계’하는 과정까지 예술가의 창작 영역으로 확대하고자 한다. 연구 방법으로는 첫째, 알고리즘 기반 성장 모델과 선행 연구를 검토하여 이론적 배경을 마련하였다. 둘째, 프랙탈 및 L-시스템 개념을 변형한 알고리즘을 구현하고, 환경 변수(광량, 수분, 온도 등)를 반영해 가상 식물의 성장 과정을 시뮬레이션했다. 셋째, 블렌더 소프트웨어와 plotly.js를 활용하여 성장 경로와 형태 변화를 3D로 시각화하여 결과를 확인했다. 연구 결과, 설계된 가상 식물이 환경 조건과 알고리즘 규칙에 따라 다양한 변형적 형태를 생성함을 확인했으며, 이 과정이 작가와 감상자의 의도와 상태를 반영하여 조형 예술로써 재해석 되어 인터랙티브 아트 및 인공지능 기반 예술로 확장될 수 있는 가능성을 제시했다.
Abstract
The purpose of this study is to explore methods of creating sculptures that organically transform in response to environmental variables by employing procedural generation and algorithm-based growth models within digital sculpting techniques. This research goes beyond simply simulating the modeled form of plants in digital environments; it aims to integrate the artist’s design intention with technical rules, thereby generating a dynamic sculptural process that reflects both the state of the viewer and the surrounding environment. Furthermore, the study seeks to investigate to what extent this approach can open new sculptural possibilities in the fields of media art and digital sculpture. In this process, the role of the artist extends beyond that of a traditional creator who directly produces a work, to that of a designer who develops algorithmic rules aligned with artistic objectives, observes changes caused by various environmental factors, and records the resulting transformations as part of the creative act. The research methodology consisted of three steps. First, a theoretical foundation was established through a review of algorithm-based growth models and prior studies. Second, an algorithm modified from fractal and L-system concepts was implemented, incorporating environmental variables (light, moisture, temperature, etc.) to simulate the growth process of virtual plants. Third, Blender software and Plotly.js were used to visualize the growth trajectories and morphological variations in 3D. The results confirmed that the designed virtual plants generated diverse morphological transformations according to environmental conditions and algorithmic rules. This process was reinterpreted as a form of sculptural art that reflects the intentions and conditions of both the artist and the audience, suggesting the potential for expansion into interactive art and AI-based artistic practices.