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[알기쉬운 ICT] 인공지능(AI)이 되살린 고흐와 렘브란트 (2)

[제 1편] 인공지능(AI)이 되살린 고흐와 렘브란트 (1)
[제 2편] 인공지능(AI)이 되살린 고흐와 렘브란트 (2)

구글이 만든 인공지능 화가
고흐를 되살려 내다

알파고를 통해 우리는 구글이 인공지능을 열심히 연구하는 세계 최고의 기업이라는 것을 알게 되었습니다. 그리고 구글은 실제로 알파고에 대한 연구를 지속해 나가고 있으며, 이제는 ‘알파고 제로(AlphaGo Zero)’로 발전시켜, 스스로 데이터베이스를 만들고 스스로 교육하고, 스스로 프로그램을 만드는 인공지능으로 성장하고 있습니다. 또한 다른 분야에서도 인공지능 연구를 광범위하게 추진하고 있습니다.

구글은 화가도 배출했습니다. 구글에서 탄생시킨 ‘딥 드림(Deep Dream)’이란 프로그램입니다. 구글 딥 드림은 구글 리서치 블로그에서 배포한 인공 신경망(Artificial Neural Network)을 통한 시각화 코드를 말합니다. 딥 드림은 구조가 비슷한 패턴으로 끝없이 되풀이되는 프랙털(Fractal)을 통해 그림을 그린다고 합니다. 프렉털을 통해 정보통신기술과 예술을 결합한 전위적인 예술가로 우리가 잘 아는 이름, 백남준이 있습니다. 백남준은 ‘프렉털 거북선’ 작품을 만들었습니다.

구글 딥 드림은 웹상에서 생성기를 통해 이미지를 왜곡시키는 것이 가능하다고 합니다. 이미지를 왜곡시킨다는 것은 사진을 제시했을 때, 그 사진에 여러가지 창조적인 변형작업을 추가할 수 있다는 것을 의미합니다. 이는 기존의 사진이나 그림을 재해석해서 새로운 이미지를 창작할 수 있다는 뜻입니다.

그림. 인공지능 화가 ‘딥 드림’이 프랙털을 통해 그린 새 작품 (출처. 딥드림)
그림. 인공지능 화가 ‘딥 드림’이 프랙털을 통해 그린 새 작품 (출처. 딥드림)

위의 그림에서와 같이, 딥 드림 프로그램에 새의 이미지(왼쪽)를 입력하면, 알고리즘을 통해 얻어진 이미지(오른쪽)가 새롭게 창작된 작품이 되어 나오는 것입니다. 이 알고리즘은 먼저 이미지 속 요소 하나하나를 나누고, 어떤 물체인지를 인식하는 특정 패턴을 먼저 찾습니다. 인공지능은 이미 학습을 통해 알고 있는 패턴을 적용하여 자신이 아는 인식 결과로 나타나도록 이미지를 변화시켜 줍니다. 그 결과, 단순한 새의 이미지에서 원과 선으로 재해석한 다양한 패턴의 이미지가 재탄생하게 됩니다.

구글은 이러한 인공지능 기술을 접목한 딥 드림을 대중화하는 노력을 지속하고 있습니다. 화가의 작품 스타일을 익힌 인공지능이 사진을 화가의 화풍을 따른 그림으로 변환하는 기술을 이미 2015년에 발표했습니다. 일반 사진을 제시하면, 이 사진을 고흐가 그린 그림처럼 변형해서 작품으로 내 놓을 수 있다는 것입니다. 최근 구글은 인공지능 기술의 대중적인 저변 확대를 위해 딥 드림을 발전시켜 이미지 변형 앱(애플리케이션)인 ‘딥 드림 제너레이터(Deep Dream Generator)’로 일반에 공개했습니다. 이제 누구나 자신이 원하는 화가의 스타일로 새로운 작품을 즉시 만들고 인스타그램 등 SNS(사회관계망서비스)에서 공유하는 것이 가능해졌습니다.(https://deepdreamgenerator.com)

딥드림제너레이터를 통해 만들어 본 고흐의 ‘별이빛나는밤’ 스타일 작품

딥드림제너레이터를 통해 만들어 본 고흐의 ‘별이빛나는밤’ 스타일 작품

그림. 딥드림제너레이터를 통해 만들어 본 고흐의 ‘별이빛나는밤’ 스타일 작품. 위는 터키 아야 소피아 성당을 찍은 원본 사진이며, 아래는 새로 만들어진 그림. (이미지. 아이씨엔)

마이크로소프트가 탄생시킨 ‘넥스트 렘브란트’
렘브란트의 새로운 작품(?)을 찾아내다

인공지능은 스스로 학습하는 ‘딥 러닝(Deep Learning) 기술’을 기반으로 합니다. 인공지능은 이와 같은 원리를 모방해 수많은 데이터에서 패턴을 스스로 발견하고 찾는 과정을 되풀이합니다. 이를 통해 일상에서 보이는 모든 대상을 추상적이고 예술적인 이미지로 바꾸는 것이 가능한 것입니다. 딥 드림의 원리에서 한 단계 더 나아간 기술도 있습니다. 바로 딥 드림에서 ‘질감’까지 인식하도록 학습하는 것입니다. 기존 이미지 내용은 그대로 보존한 채 이미지의 질감만 만들어 새로운 이미지를 얻어 내도록 알고리즘을 적용한 것입니다.

네덜란드의 렘브란트 미술관과 미국 마이크로소프트는 인공지능 화가 ‘더 넥스트 렘브란트(The Next Rembrandt)’를 개발했습니다. 네덜란드를 대표하는 화가 ‘렘브란트 반 레인’과 비슷한 화풍으로 그림을 그리는 인공지능 화가를 구현한 것입니다. 더 넥스트 렘브란트는 렘브란트가 그린 초상화 346점을 안면인식 기술로 분석한 뒤 3D(입체) 프린팅 기법을 통해 유화에서 두드러지게 나타나는 질감과 채색 방식을 재현해 냈습니다.

17세기 네덜란드 의상을 입은 남자를 담은 아래 그림은 최근 발견된 렘브란트의 걸작으로 오해할 수도 있습니다. 부드러운 색상부터 빛과 그림자의 섬세한 터치까지 렘브란트 작품의 특징들을 그대로 담고 있습니다. 이 그림은 인공지능을 통해 렘브란트의 새로운 그림으로 만들어진 것입니다.

그림. 인공지능 ‘넥스트 렘브란트’가 창작해 낸 초상화 그림(출처. 넥스트 렘브란트)
그림. 인공지능 ‘넥스트 렘브란트’가 창작해 낸 초상화 그림(출처. 넥스트 렘브란트)

‘넥스트 렘브란트’는 렘브란트가 그린 특정 작품의 완벽한 복제가 아니라 그의 가장 평균적인 작품을 목표로 했습니다. 렘브란트는 성경 속 이야기를 주제로 한 작품과 풍경화도 그렸지만 이 프로젝트에서는 초상화로 주제를 잡았습니다. 시기는 그의 전성기였던 1632~1642년으로 좁혔지요. 이렇게 초상화 속에 그려질 허구의 남성이 그려지게 됐습니다. 나이부터 의상, 수염, 고개를 돌린 각도까지 고려되었습니다. 렘브란트의 작품에 나타난 가장 보편적인 인물은 얼굴에 갈색 수염이 난 30~40세의 백인 남성으로 하얀 깃이 달린 검정색 옷을 입고 모자를 썼으며 고개를 약간 오른쪽으로 돌리고 있습니다.

이 작품을 만들기 위해서 안면인식 기술을 이용해 렘브란트의 그림 346점을 픽셀 단위로 분석하고, 초상화의 2D 렌더링이 끝난 뒤 하이트맵을 작성해 3D 프린터가 렘브란트 그림의 질감과 빛, 그림자 등을 완벽하게 모사할 수 있도록 추가했습니다. 이는 입체적인 유화 물감의 질감을 살려내기 위해서 총 13개층에 달하는 레이어를 3D 프린터로 프린트해서 질감을 살려냈습니다.

우리곁에 찾아 온 인공지능

인공지능은 TV나 신문지 속에서 이미지나 글자로만 존재하는 것이 아닙니다. 우리의 생활 곳곳에 인공지능 기술이 함께하고 있습니다. 앞서 말했던 자율주행자동차나 구글 검색창, 스마트폰 등 새로운 기술 서비스속에 인공지능은 녹아 있습니다. 이러한 새로운 기술 뿐만 아니라, 미술이나 문학, 공연과 같은 창작 작품 속에서도 함께하고 있는 것입니다. 인공지능 화가를 통해서 누구나 자신이 원하는 화풍의 그림을 뚝딱하고 그려낼 수 있게 된 것입니다.

[제 1편] 인공지능(AI)이 되살린 고흐와 렘브란트 (1)
[제 2편] 인공지능(AI)이 되살린 고흐와 렘브란트 (2)

오승모 기자
인더스트리어리 커뮤니케이션 네트워크 (산업통신망)의 오승모 편집장입니다. 산업용사물인터넷(IIoT)에서 산업기술에 대한 미래의 희망을 엿보고 있습니다.

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