Current Issue

19세기 프랑스 도시공학자 샤를 미나르(Charles Minard)의 1812년 나폴레옹의 러시아 침공(Napoleon's Russian campaign of 1812) 다이어그램 사례를 보면 지도 정보, 시간 정보, 그리고 각종 통계 정보 연계를 통해 역사 사건 간의 인과 관계 해석을 돕는 다중 정보(Multi-layered information) 표현의 가능성을 확장시켰다[1]. 이와 같이 역사 정보의 경우 다중 정보들의 관계성을 기반으로 시각화될 때, 그리고 그 정보들을 관련지어 볼 수 있을 때, 특정 인물 중심 및 단순 결과 중심 사건의 이해 때보다, 전후 맥락의 풍부한 과정 기반 역사 추론과 해석에 도움을 줄 수 있다. 역사 정보 시각화 관련 선행 연구들은 많이 있으나 주로 특정 시각화 방법에 초점을 둔 연구들로 이와 같은 다중 정보의 관계성을 기반으로 한 시각화 방식 유형에 대한 연구는 부족하다. 따라서 본 연구는 선행 연구 분석을 통해 역사 정보 용어 및 구성 요소를 분석하고, 역사 정보의 다중 정보 유형을 도출하며, 역사 정보 시각화를 위한 시각 변수(Visual Variables)를 분석, 정리하는 데 1차 목적이 있다. 본 연구의 최종 목적은 시간, 위치 및 관계성 기반의 역사 정보 시각화 방법을 유형화 하고, 이를 종합한 프로토타입 제작을 통해 다중 정보의 관계성 기반 역사정보 시각화 유형의 가이드라인을 제안하는데 있다.

본 연구는 여러 선행 연구 분석을 통해 요소를 추출하고, 이를 종합하여 시각화 방법을 유형화한 후 예시 프로토타입을 제안하는 디자인 기반 탐색 연구이다. 따라서 본 연구는 후속 연구로 계획되어 있는 제안 결과물의 심화 및 사용자 조사의 실증 연구가 시행되기 전까지 연구로 관련 요소 추출, 종합 및 시각화 유형 제안까지를 그 연구 범위로 한다. 본 연구의 방법은 다음과 같다. 첫째, 관련 선행 연구 분석을 통해 역사 정보, 다중 정보, 관계성에 대한 용어 정의와 관련 내용을 파악한다. 둘째, 역사 정보 시각화를 위한 시각 변수 항목을 선행 연구자별로 비교 분석하고, 시간, 위치 및 관계성 기반의 역사 정보 시각화 방법의 구조를 유형화한다. 셋째, 유형화 결과를 바탕으로 한 예시 프로토타입 제작을 통해 다중 정보의 관계성을 기반으로 한 역사정보 시각화 유형의 초기 가이드라인을 제안한다. 마지막으로 전체 연구 결과와 연구의 한계점 및 의의를 제시한다.

역사는 과거에 대한 연구로 특히 사람, 사건과 관련된 문제를 이해하려는 시도이자 인간 사회의 현재와 미래 예측을 위한 공통 추구영역이다. 역사는 우리가 어디에서 왔는지 이해함으로써 우리가 누구인지 더 잘 이해할 수 있도록 정체성을 제공하며, 우리의 삶과 존재에 대한 맥락을 제공한다. 또한 역사는 세대 간의 장을 추가하면서 이미 작성된 장에서 새로운 것을 해석하고 찾아내는 순환하는 이야기(Rolling narrative)의 형태를 취한다[2]. 역사 데이터란 넓은 맥락에서 특정 주제와 관련된 과거 사건 및 상황에 대한 데이터를 의미한다[3]. 위톨드 외(Witold Dzwinel et al.)는 역사의 이해를 위해서는 '역사적 사고'를 필요로 하는데, 이는 먼 시·공간에서 일어난 역사적 사건들 사이에서 인과 관계를 찾을 수 있는 능력이라 하였다. 또한 역사적 사건은 선형 시간에 따른 사건의 추출로 사람, 장소, 사건 간 상호 관계의 네트워크로 구성된다고 정의하였다[4]. 코핀(Coffin Caroline)의 경우 역사는 이와 같은 사건과 사건 간의 인과관계를 학습하는 데에 중요성이 있다고 하였다[5]. 그 외 여러 연구에서 역사정보는 공통적으로 사건들이 시간, 인과적으로 모두 연결된 내러티브 구조를 가지며 인물, 맥락 조건, 사건의 유형에 따른 관계성으로 구성된다 하였다. 또한 역사적 사건의 의미와 가치는 시대와 상황, 관점에 따라 변할 수 있는 해석의 다양성과 상대성이 존재하며, 역사정보는 사건의 명칭, 발생한 시간, 사건이 발생한 장소, 사건과 관련된 인물이나 집단, 사건의 핵심 내용 등으로 구성된다 하였다[6]-[9]. 본 연구는 선행 연구를 종합하여 역사 정보의 공통 요소를 인물(이름, 약력, 특징, 행위, 개인 및 그룹), 사건(명칭, 내용), 시간(발생 시간, 분절성 및 연속성, 선형 및 순환 ), 위치(지명(색인), 장소, 구역)으로 정의하였다. 역사 정보의 스토리는 이 네 가지의 요소의 조합 관계 경우의 수로 이루어진다.

그림 1의 샤를 미나르의 나폴레옹의 러시아 침공 다이어그램의 사례와 같이 다중 정보란 하나의 주된 정보에 여러 개의 정보들이 인과 관계로 함께 제시된 것을 의미한다. 이 러시아 침공 다이어그램에서의 다중 정보 표현 방식은 선의 두께를 병사 수로, 선의 컬러를 진격과 퇴격으로, 선의 위치와 각도로 병사의 이동 경로 및 방향으로 보여주고 있다. 아울러 하단 차트를 통해 각 지역 지점별 기온을 함께 제시하여 혹한 등 이동 시점의 정황을 알려주고 있다[1]. 디지털 콘텐츠 디자인 측면에서 웹, 앱 등 인터랙티브한 플랫폼에 적용된 다중 정보들은 보통 여러 개의 레이어 층을 제시한다. 그 예로 다중 레이어의 정보가 있는 내비게이션 맵에서 ‘실시간 교통 정보 보기’ 등 필요에 따라 여러 제시 다중 정보를 온/오프 토글 버튼(Toggle Button)으로 선택하여 주 정보 위에 겹쳐 볼 수 있다. 또 다른 예로 노드-링크 다이어그램(Node-Link Diagram)과 같이 다중 레이어 네트워크 시각화의 경우 각 점인 노드들은 한 레이어 계층의 링크뿐만 아니라 계층 간 링크에 의해서도 연결될 수 있다. 위톨드 외는 이 노드-링크 다이어그램을 이용하여 영어 위키피디아에서 생성된 역사적 사건의 네트워크를 단일 역사적 사건과 그 집단 사이의 역사적 관계에 따른 시각화 정밀도와 다중 축척의 구조적 특성으로 제시하였다. 해당 연구에서 장소의 경우 위키피디아 기사의 날짜에 대한 표준적인 장소로서 도 단위, 도 초과, 군집 계수로 이는 중요한 역사적 사건들의 지역적 분리와 재조합으로서의 의미를 갖는다. 또한 사건은 시간 흐름에 따른 사람 간 형성되는 다양한 가능 시나리오를 의미한다[4]. 본 연구는 이와 같이 다중 정보를 통해 과정 중심 역사 인과 관계 이해의 도움과, 해석의 다양성에 도움을 줄 수 있는 시각화 방법을 유형화해 보는 데 목적이 있으며, 이를 위해 2장 1절에서 도출한 인물, 사건, 시간, 위치의 4개 역사 정보 속성을 다중 정보 레이어에 반영하고자 한다.

Fig. 1. 
Napoleon's Russian campaign of 1812 by Charles Joseph Minard

관계성이란 둘 이상의 사람, 사물, 현상 따위가 서로 관련을 맺거나 관련이 있는 성질을 의미한다[10]. 에드워드 터프트(Edward. R. Tufte)는 데이터 속에서 관계와 의미가 드러날때, 그 결과로 데이터는 정보가 된다고 하였다[11]. 시간 기준으로 관계성을 구분하면 연속과 공존으로 나누어볼 수 있는데, 연속은 둘 이상 사건이 연속으로 발생할 때를 의미하고, 공존은 둘 이상 사건이 동시에 발생할 때를 의미한다[6]. 관계성 표현의 예로 도론 외(Doron Goldfarb et al.)는 미술사를 역사적 인물 관계의 사회적 네트워크로 구조화한 후, 이를 계층화된 그래프 레이아웃 알고리즘을 활용하여 동적 3D 정보 풍경의 형태로 표현하였다. 이 사례의 콘텐츠는 위키피디아의 클라우드 의미 지식 기반으로 용어, 이름 및 사람, 장소, 사물 및 예술, 건축 및 문화 등의 사회적 관계를 담고 있다. 사용된 데이터는 관계에 의해 통합되는 방법과 함께, 영향을 주고받는 인간 활동의 관계 형태로 역사적 인물들 사이의 관계 정보를 구조화하고 있다[12]. 본 연구는 역사정보의 여러 시각화 유형 중 이와 같은 관계성이 어떻게 시각화되는지 또한 알아보고자 한다.

표 1은 선행 연구자별로 분석한 시각 변수를 정리한 내용이다. 변수란 관계 범위에서 임의로 변할 수 있는 가변 요인으로[13], 그 중 시각 변수는 마크(Marks)로도 불리는 점, 선, 면과 같은 디자인 시각 요소(Visual Elements)에 데이터의 변화 값을 담아 그 변화 값을 시각적으로 인지할 수 있게 하는 표현 체계를 의미한다. 채널(Channels)로도 불리는 시각 변수는 프랑스의 지도 학자이자 이론가인 자크 베르탱(Jacques Bertin)이 소개하였으며 위치, 크기, 모양, 명도, 색상, 방향, 질감의 일곱 가지로 구성된다[14].조크 맥킨레이(Jock D. Mackinlay)는 데이터 변수에 따른 시각 변수 사용 가이드를 제시하였으며 그가 상용한 시각 변수는 위치, 길이, 각도, 기울기, 영역, 부피, 조밀도, 채도, 색상, 질감, 연결, 포함, 모양이다[15]. 앨런 맥에어렌(Alan M. MacEachren)은 시각 변수로 크기, 모양, 밝기/명도, 방향, 질감, 위치, 색, 채도/강도, 배치, 초점, 해상도, 투명도를 제시하였고[16], 테리 슬로컴 외(Terry A. Slocum et al.)는 크기, 모양, 밝기/명도, 방향, 위치, 색, 채도/강도, 배치, 간격, 투시/높이를 제시하였다[17]. 루카즈 해릭 (Łukasz Halik)은 자크 베르탱, 앨런 맥에어렌, 테리 슬로컴을 포함한 각 선행학자들의 시각 변수를 종합하여 크기, 모양, 밝기/명도, 방향, 질감, 위치, 색, 채도/강도, 배치, 초점, 해상도, 투명도, 간격, 투시/높이의 15가지 시각 변수를 정리하여 소개하였다[18]. 타마라 먼즈너(Tamara Munzner)는 위치, 길이, 기울기/각도, 영역(2D 크기), 깊이(3D 위치), 색(휘도, 채도), 곡률, 부피(3D 크기), 공간 영역, 색조, 모션, 모양을 시각 변수로 언급하였다[19]. 콜린 웨어(Colin Ware)는 크기, 밝기, 높이, 선명도, 길이와 방향을[20], 리렌드 윌킨슨(Leland Wilkinson)은 위치, 형태, 색상, 질감, 광학, 투명성을 시각 변수로 제안하였다[21]. 에드워드 터프트는 정량 값의 증감에 크기, 명도 증감의 변수를, 선 표현의 변수로는 굵기, 종류, 컬러, 그리고 방향 암시 측면에서 화살표 중요성을 언급했다[11]. 위톨드 외는 노드 표현과 관련된 시각 변수로 노드의 개수, 형태, 위치, 노드 간의 근접과 분리인 거리, 에지(Edge)로 불리는 링크 라인들의 모양 및 연결 밀도를 제시하였다[4]. 그 외 연구자들의 경우 자크 베르텡의 7요소 외에 선의 폭, 방향, 양, 겹침, 면적 화살표, 곡률, 두께, 각도, 투명도, 길이, 간격, 노드의 색상 및 크기, 노드의 거리, 노드 좌표 값, 노드 무게, 투명도를 제시하였다[8], [13], [22], [23].

본 연구는 역사 요소 추출을 포함한 관련 선행연구 분석을 통해 역사정보 표현에 적용될 수 있는 중심 시각화 유형을 시간 시각화, 지리 및 위치 기반 시각화, 관계성 시각화의 세 가지로 정의하고, 이 유형들에 대해 선행 연구 분석을 진행하였다.

4장은 3장까지 관련 선행 연구 분석을 통해 분석, 정리한 시각 변수와, 역사 정보 시각화 유형의 분석 내용을 구체적으로 시각화한 내용을 담고 있다. 그림 2는 표 1의 저자별 시각 변수 정리 내용 중 자크베르텡의 7개 시각 변수를 기준으로 후속 연구자들의 시각 변수 항목들을 공통 키워드 기준으로 연계 정리한 내용이다. 시각 변수의 직관적 이해를 위해 아이콘으로 제작하였고 유형별로 정리하였다.

Fig. 2. 
Visualization and Reorganization of Visual Variables Organized by Previous Researchers

그림 3은 관계성의 대표 표현인 노드-링크 구조를 분해하여 제작한 다이어그램으로 시각 요소 및 변수를 구체적으로 분해하여 제시하였다. 점인 노드에 사용되는 시각 변수와, 노드 연결의 라인인 에지에 쓰인 시각 변수, 그리고 주로 인과 관계의 관계성을 표현하는 화살표[35] 시각화 방법을 유형화하였다.

Fig. 3. 
A structure of Node-Link Visualizations

그림 4는 분석된 선행 연구들을 종합 정리하여 제작한 역사 정보 시각화 단계의 다이어그램이다. 하단에 다중 정보 측면에서 본 연구가 정의한 인물, 사건, 시간, 위치의 4개 레이어와 세부 내용을 기입하였으며, 이들의 관계 유형을 그 위에 정리하였다. 관계 유형을 보면 첫째, 인물 간의 관계로 개인과 개인, 개인과 그룹 관계로 구성되며, 둘째, 사건 간의 관계의 경우 개별 사건 간, 혹은 개별 사건을 통해 확산된 사건들이 해당된다.

Fig. 4. 
A Diagram of Visualization by Steps about Historical Information

셋째 시간 관계는 동일 시간대의 비교, 시간대를 거스르는 특정 시간대와 또 다른 시간대 간의 관계 비교의 유형이 있다. 마지막으로 지도를 통한 관계는 위치 간 관계 비교, 영토, 혹은 지역의 확장 및 축소 등의 관계 비교 유형이 있다. 이 관계 유형의 위층에는 다중 정보 조합 방식의 세 가지 경우의 수를 다음과 같이 제시하였다. 첫째, 특정 인물과 연관 인물 사이의 사건으로 조합되는 경우, 둘째, 시간 레이어를 기반으로 나머지 인물, 사건, 장소 레이어가 조합되는 경우, 마지막으로 위치 레이어를 기반으로 나머지 인물, 사건, 시간 레이어가 조합되는 경우이다. 이 위에는 실제 역사 정보의 시각화 작업에 주로 쓰이는 일곱 가지 시각화 표현 유형을 제시하였다. 이는 사진, 텍스트, 통계 시각화, 노드-링크, 타임라인, 플로 맵, 지도 맵으로 아래 다중 정보 조합 방식에 연계되어 시각화된다. 가령 특정 인물과 연관 인물 사이의 사건으로 조합되는 경우에는 노드-링크 다이어그램이 활용될 수 있고, 특정 노드를 롤오버 했을 때 인물 및 사건 관련 사진과 텍스트가 제시될 수 있다. 이 시각화 유형 위에는 그림 2에서 정리한 시각 변수를 공통 항목, 개별 항목으로 나누어 정리하였다. 공통 항목은 자크베르텡의 7개 시각 변수, 관계성 시각화에 주로 쓰이는 선과 화살표이고, 개별 항목은 일곱 가지 시각화 유형에 맞게 정리하였다.

그림 5는 3장 2절에 언급한 역사정보 시각화에 주로 사용되는 세 가지 유형인 시간 기반 시각화, 위치 기반 시각화, 관계성 시각화의 세부 분석 내용을 구체적으로 시각화해본 내용이다. 첫째, 시간 시각화의 경우 선형, 순환, 분리, 족보, 조직 등의 트리 구조의 원리, 플로차트, 타임라인, 선형 프로세스 다이어그램, 스트림 라인을 자주 쓰이는 시각화 방법의 예시로 제시하였다. 둘째, 위치 기반 시각화의 경우 버블 맵 차트, 점 조밀도 맵, 그리고 생키 다이어그램과 맵이 합쳐졌을 때 플로 맵이 제시됨을 정리하였고, 등치 지역도, 노드-링크 지도, 핀을 연계한 경로 맵도 자주 활용되는 예시로 제시하였다. 마지막으로 노드-링크 시각화의 경우 각 구조의 유형 제시와 더불어 사용자가 좀 더 적극적 관계성 파악을 위해 인터랙션 기능이 도입될 경우 포함 및 연결의 관계는 각각 선택과 연결로 적용할 수 있고, 그 외 묶여진 노드의 정렬, 톤 낮추기, 태그 달기, 탐색 등 기능이 가능함을 정리, 제시하였다.

Fig. 5. 
Detailed Items by Types of Historical Information Visualization

그림 6은 그림 7에 제시되어 있는 다중 정보 기반 역사정보 시각화 프로토타입의 전체 이미지 중 세부 확대된 이미지이다. 다중 정보의 관계성을 기반으로 한 역사정보 시각화 결과물을 통합 컨트롤 인터페이스(Control Interface)는 물론, 연대기에 포함된 직접 조절 슬라이더(Slider) 인터페이스를 통해 조절할 수 있게 구성하였다. 역사적 관계성이 많은 우리나라 삼국시대 역사 정보를 콘텐츠로 선택하였으며 세기별 고구려, 백제, 신라의흥망성쇠 그래프[36]에 인터랙션이 되는 슬라이더를 적용하여 이를 이동하며 삼국의 관계 기반으로 역사정보를 검색할 수 있게 하였다. 가령 백제 13대 근초고왕에 의해 371년 고구려 17대 고국원왕이 죽임을 당했으며 관련된 왕들 및 사건 이미지[37]-[39], 그리고 역사 사건의 상세 내용은 팝업을 통해 볼 수 있다. 통계 시각화 기반 흥망성쇠 타임라인에 고구려 1대에서 멸망 시점의 28대까지, 마찬가지로 백제는 31대, 신라는 28대까지 왕의 명칭 앞에 몇 대 왕인지를 알 수 있게 수치를 기입하였다. 컨트롤 인터페이스를 통해 보고자 하는 세기의 구간 선택, 대내외 침략과 동맹 및 교역 내용, 그리고 각 토글 버튼을 통해 본 연구가 정의한 4개 레이어를 온/오프 하며 볼 수 있다.

Fig. 6. 
Detail Views of the Prototype

Fig. 7. 
A Prototype of Visualization of Historical Information Based on the Relationship of Multiple Information

그림 7은 프로토타입의 전체 이미지로 그림 3의 역사 정보의 시각화 단계 다이어그램을 바탕으로 설명해 보면 다음과 같다. 다중 레이어 측면에서는 인물, 사건, 시간, 위치의 레이어를 모두 담고 있다. 관계 유형 측면에서는 인물 간의 관계는 개인과 개인 및 개인과 그룹 관계를, 사건 간 관계의 경우 개별 사건 간, 혹은 개별 사건을 통해 확산된 사건들이, 시간 관계는 동일 시간대의 비교, 시간대를 거스르는 특정 시간대와 또 다른 시간대 간의 관계 비교가 용이하게 구성시켰다. 지도를 통한 관계 또한 타임라인과 시간이 일치된 별도 맵을 통해 동일 장소의 세기 별 함락 등 관계 비교, 영토, 혹은 지역의 확장 및 축소 등의 관계 비교 방법을 반영하였다. 다중 정보 조합 방식을 보면 시간 레이어를 근간으로 나머지 인물, 사건, 위치 레이어가 함께 연동된 케이스로 볼 수 있다. 시각화 표현 유형의 경우 사진, 텍스트, 통계 시각화, 노드-링크, 타임라인, 플로 맵, 지도 맵의 일곱 가지 방법이 함께 연계 활용되었다. 마지막으로 시각 변수의 경우 공통 항목은 자크베르텡의 7개 기본 시각 변수 외에 화살표가 포함된 선이 적극 활용되었다. 개별 항목을 보면 사진의 경우 해상도 및 투명도가, 텍스트는 길이와 간격이, 통계 시각화의 경우 거리 및 경사 정도가, 노드-링크의 경우 노드의 촘촘함과 에지의 길이, 간격, 연결이, 타임라인 및 플로 차트는 길이, 간격, 연결 방식이 활용되었다. 마지막으로 지도 맵의 경우 노드의 위치, 에지의 길이, 정복에 따른 영역 및 포함 관계가 시각 변수의 개별 항목으로 활용되었다.