과학관에서 전시구조와 관람행태의 상관성에 관한 연구 : 국립과천과학관 전시변경 전·후를 중심으로 = A study on the relationship between exhibition structure and visitors' behavior in a science museum : focus on the exhibition remodeling of before and after status in Gwacheon national science museum

국문 초록 (Abstract)

박물관 전시공간은 다른 공간과는 달리 ‘고정’되어 있는 공간 속에서 ‘고정’되어 있는 전시물을 ‘이동’하면서 직접적이고 연속적인 시각적 접촉을 통해 이루어진다. 즉 전시물에 대한 선택과 그에 따른 지식의 습득은 ‘관람객이 전시공간을 움직여 나아갈 때’이라는 전제조건 하에서 경험적으로 인지된다. 이처럼 관람객의 움직임은 그들이 획득하는 지식과 정보의 종류와 양을 결정짓는 중요한 요인이고, 그렇기에 이에 앞선 전시공간과 전시물의 인지가 더욱 중요하다. 다만 과학관(Science Museum)에서는 ‘감상’이 주요 전시목적으로 작용되는 인문계 뮤지엄과는 달리 물적 증거뿐만 아니라 물질적 자료가 존재할 수 없는 각종 현상・원리・응용 등의 내용을 바탕으로 설명적 요소가 부각된다는 점에서 전시구성에 차이가 있으며, 이러한 전시구성의 특성을 반영하기 위함과 과학과 기술의 발전에 발맞춰 유동적인 전시환경을 제공하기 위하여 오픈형 평면구조(Open Plan)로 계획되어지고 있다. 지금까지 국내에서 기 발표된 과학관 관련 선행 연구들을 살펴보면, 크게 물리적인 공간구조와 관람행태와의 상관성을 분석한 연구와, 관람객의 인지공학적 관점에서 전시물의 속성과 관람행태와 관계성을 분석한 연구로 나뉜다. 전시시나리오, 전시연출, 동선의 특성 등 과학관에서 영향력이 있는 요소들과 관람행태와의 상관성에 대한 연구들이 몇몇 이루어지긴 하였으나, 실의 구획 없이 오픈형 전시공간으로 구성된 과학관에서 ‘공간구조’ 분석 시 일반적으로 공간구조분석에 많이 사용되는 공간구문론(Space Syntax)의 활용이 어렵다는 점과, ‘공간구조’ 와 ‘전시물 유형 및 레이아웃’, 양자가 ‘관람행태’에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 분석적 연구는 아직까지 미진한 상태이다. 또한, 대부분의 선행연구들이 형태나 규모면에서 상이한 대상관을 비교분석하고 있기 때문에 동일평가기준에서 전시환경과 관람행태간의 상관성에 대한 신뢰성 높은 해석이 어렵다는 한계점을 보인다.
이에 본 연구에서는 첫째 전시변경 전․후를 중심으로 위상학적 측면과 시각적 측면에서 공간분석의 주요 분석인자를 바탕으로 공간구조의 유형을 분류하고, 둘째 공간구조유형을 따라서 전시물 유형 및 레이아웃을 파악하여 전시구조와 관람행태 간의 상관분석을 통해 얻어지는 결과를 고찰하고, 셋째 이를 기반으로 과학관 전시공간의 계획단계 및 기존 시설의 전시개선 시 유용하게 적용할 수 있는 지침 사항들을 제시하는 데에 주목적이 있다.
본 연구에서 분석대상 과학관의 설정은 실제적 조사가 가능한 국내 초대형시설 가운데 오픈형 전시공간의 구성과 다양한 전시매체가 배치되어 있는 동시에, 최근 전시개선이 이루어지며 다양한 관람행태의 조사와 분석이 가능한 국립과천과학관을 선정하였다. 연구 목적에서 언급한 바와 같이 동일한 건축공간을 기반으로 전시변경 전과 후를 비교한다면 보다 신뢰성 있는 연구결과를 얻을 수 있을 것이다. 이에 전시변경 전은 2015년 7월을 기점으로 전시변경 후는 2018년 7월을 기점으로 하여 ‘(전) 기초과학관’, ‘(후) 기초과학관’ ‘(전) 첨단기술관1’, ‘(현) 미래상상SF관’, ‘(현) 첨단기술관2’, ‘(현) 첨단기술관’, ‘(현) 자연사관’, ‘(현) 자연사관’의 총 8개 전시관을 분석 대상으로 선정하였다.
공간구조의 분석방법으로는 위상학적 측면을 통한 공간분석과 시각적 측면을 고려한 공간분석 두 가지의 방식을 취하였다. 먼저, 위상학적 공간분석에서는 오픈형 공간으로 구성된 과학관에 기존의 공간구조분석 방법인 공간구문론(Space Syntax)의 볼록공간(Convex Space) 분석이 어렵기 때문에 전시물의 인지관점에서 공간을 분할하는 보로노이 다이어그램의 특성을 통한 공간분할을 시도하였다. 이를 기반으로 공간조직연결도(Justified Graph)를 작성하여 위상학적 측면에서 공간의 깊이와 관계, 접근성을 살펴보고자 ‘경로자율도’와 ‘접근자율도’를 산출하였다. 두 번째로, 시각적 특성을 고려한 공간구조 분석에 있어서는 터너(Turner)와 펜(Penn)에 의해 개발된 가시성그래프분석(Visibility Graph Analysis)를 통하여 ‘연결도’, ‘가시통합도’의 분석지표를 통해 시각적 측면에서 개방도와 접근성을 분석하였다.
전시공간에 있어서 주요 요소인 전시물의 유형 분류는 관람 시 전시물과 직접적인 접촉이 이루어졌는지의 유무와 감각수용기를 단독으로 사용하였는지 복합적으로 사용하였는지 여부에 따라 과학관 전시매체의 유형을 분류한 이샛별(2015)의 기준을 따랐다.
조사대상은 본 연구 대상관이 과학관이며 타 박물관에 비하여 가족단위 관람객의 방문이 많다는 점을 고려하여 초등학생(8세∼13세)자녀 1인과 부모로 구성된 가족단위 관람객으로 한정하였다. 관람행태 조사는 2인 1조의 조사팀이 가족단위 관람객을 과학관 입구부터 퇴장할 때까지의 경로를 추적하여 평면도 위에 이동궤적을 표기하는 동선추적조사(Itinerary Tracking)와 전시매체 앞에 정지하는 지점 및 체류시간, 기타 행태 등을 그 궤적 위에 표기하는 시간재기(Time Tracking) 및 행동관찰조사(Observation Method of Behavior)를 실시하여 전시변경 전·후로 총 25개 가족단위 관람객을 조사하였다.
관람객의 추적조사 후 구체적인 관람행태의 분석 기준으로는 본 연구의 목적과 범위에 있어 유효하다고 판단되는 ‘관심력’, ‘집중력’, ‘관심도’, ‘집중도’의 네 가지 관람행태 분석인자를 설정하였다.
한편 공간구조의 유형분류는 공간구조의 분석인자인 위상학적 측면에서 ‘경로자율도’와 ‘접근자율도’, 시각적 측면에서 ‘연결도’, ‘가시통합도’ 네 가지 지표를 기반으로, ‘다변량분석(Multivariate Analysis)’을 통해 공간구조의 유형을 접근성과 개방성을 기준으로 분류하였다. 이렇게 파악한 공간구조 전시매체의 유형 및 레이아웃과 관람행태와의 상관성을 살펴보았다.
본 연구는 과학관 전시공간의 계획단계와 전시개선 시 전시매체의 기획 및 전시매체의 레이아웃 계획을 중심으로 계획 요건에 유용하게 활용될 수 있는 사안을 도출하기 위해 공간구조를 분석하고 전시물 유형 및 배치를 파악하여 관람객의 행태와의 상관관계를 분석한 결과 다음과 같은 사항들을 정리할 수 있다.
첫째, 오픈형 과학관에서 공간구조의 분석을 위하여 전시물 분류를 이론과 분석대상관의 현황을 감안하여 벽부전시물, 시선차단 아일랜드전시물, 시선통과 아일랜드전시물, 천장전시물 총 4가지로 분류하고 이들의 형태, 규모, 시야범위를 고려한 전시면 설정을 바탕으로 관람위치(근거리관람, 원거리관람)를 설정한 후, 이를 기반으로 공간을 분할하는 보로노이 다이어그램 분할방식을제시하고 분석대상관에 적용하여 그 실효성을 입증하였다.
둘째, 선행연구들이 형태나 규모면에서 서로 상이한 대상관을 비교분석함으로써 기인되는 근본적인 문제점을 감안하여 동일평가기준에서 적용하고자 국립과천과학관을 대상으로 각 전시관의 전시변경 전·후 총 8개의 전시관을 비교하여 분석한 것이 실효성 높은 분석결과를 도출할 수 있었다.
셋째, 위상학적 접근성과 시각적 개방성을 기준으로 ‘접근이 매우 높고 개방성이 낮은 A유형, ‘접근이 낮고 개방성이 낮은 B유형, ‘접근성이 낮고 개방성이 높은 C유형, ‘접근성이 높고 개방성이 매우 높은 D유형 분류할 수 있었다.
넷째, 관람순로를 고려하여 첫 번째 또는 두 번째 방문한 전시관을 ‘초반관람’으로 마지막으로 방문한 전시관과 마지막에서 두 번째 방문한 전시관을 ‘후반관람’으로 구분하여 이에 대한 관람행태를 종합적으로 A유형, B유형, C유형, D유형에 따라 관람행태를 살펴본 결과, 모든 유형에서 ‘초반관람’과 ‘후반관람’에 있어서 전시매체에 대한 관심도가 다르게 나타나지 않았으며 전시매체 유형에 따라서 초반관람과 후반관람에 대한 집중도의 차이가 나타났다.
다섯째, 공간구조 유형과 관람행태와의 상관성을 분석하기 위하여 유형별로 구분되어진 각각의 전시관에 대하여 관심도 상위 20%이상, 관심도 하위 20%이하, 집중도 상위 20%이상, 집중도 하위 20%이하, 관심도 및 집중도 상위 20%이상, 관심도 및 집중도 하위 20%이하로 구분하여 공간구조 유형별 관심도 및 집중도를 파악한 결과 A유형(접근성이 높고 개방성이 낮음)과 C유형(접근성이 낮고 개방성이 높은 경우)은 초반관람과 중반관람 영역의 경우 관심도 및 집중도는 높으나 후반관람 영역으로 갈수록 관심도 및 집중도가 떨어지는 경향이 나타났다. B유형(접근성이 낮고 개방성이 낮음)의 경우 전반적으로 관심도 및 집중도가 낮았으며 특정 영역에서만 관심도 및 집중도가 높게 나타났다. D유형(접근성이 높고 개방성이 높음)의 경우 B유형과 대조적으로 초반관람 영역부터 후반관람 영역까지 관심도 및 집중도가 높게 나타났으며 중반관람 영역의 경우 관람행태의 높고 낮음의 분포가 다양하게 나타났다.
이를 종합하여 볼 때 위상학적 측면과 시각적 측면에서 공간구조가 A유형과 C유형에 속할 경우, 후반관람 영역으로 갈수록 관심도 및 집중도가 낮아지므로 이를 감안하여 전시구조를 D유형으로 변경하거나, 이를 개선하기 어렵다면 후반관람영역의 전시매체를 조작형(Am), 몸 움직임(Bm)이 활용되는 전시매체를 배치한다. 이로 인하여 관람의 대기가 일어날 수 있으므로 주변에 여유 공간의 확보와 이들 전시매체를 시선통과 아일랜드전시물로 구성하고 천장을 활용한 전시물의 배치를 통하여 시각적 개방성을 높여 관람의 지속성을 유지시킬 수 있도록 전시매체를 조정해야 할 필요성이 있다.
B유형의 경우 관람객의 시선여부를 확보해주는 것이 안정된 관람의 지속성을 유지시킬 수 있도록 시선통과 아일랜드전시물과 천장을 이용한 대형전시물, 바닥을 활용한 전시물을 배치하는 것이 효율적인 방편이라 사료된다. 또한 관람초입부와 중반관람영역에 완충공간을 계획하여 전시영역의 전시내용 및 개요설명과 종합정리를 통하여 전시를 구성하는 방식이 관람객의 행동양식을 급격하게 전환되는 것을 완화시킬 수 있다. 이에 따라 전시매체의 구성을 관람초반부터 후반까지 감각수용기가 단독 활용되는 전시물 가운데 관심도가 높은 전시매체 중 Hands off 전시물 실증적 전시매체(DV1, DV2, DV3)와 설명적 전시매체인 패널(DV5), Hand on전시물 조작형(Am)과 몸 움직임이 활용되는 전시매체(Bm)를 다양하게 배치하는 방안이 모색되어야 할 것으로 판단된다.
D유형의 경우 ‘통상관람형 공간’과 중반관람영역에 ‘심화관람형 공간’을 구분하여 ‘통상관람형 공간’에서는 시선통과 아일랜드전시물로 구성된 실증적 전시매체(DV1, DV2)와 조작형(Am), 패널(DV5)의 전시매체를 중심으로 기획하되 ‘심화관람이 요구되는 공간’에서는 시선차단 아일랜드 전시물 및 벽부전시물로 구성되어 청각이 함께 활용되는 2D영상(DVA3), 감각수용기가 복합적으로 활용되는 핸즈 온(Hands on) 전시매체를 중심으로 전시공간을 계획할 필요성이 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The exhibition space in museums, unlike other spaces, in that interaction with the ‘fixed’ exhibited items that are in ‘fixed’ space happens via direct and ongoing visual contact while on the ‘move’. In other words, selection of an exhibited item and acquisition of related knowledge happen under the assumption that the ‘visitor is moving through the exhibition space’. As the movement of visitors is an important factor that determines the amount and type of knowledge and information acquired by the visitors, the importance of exhibition space and awareness of the exhibition items are amplified. However, in a science museum, unlike in museums that focus on the humanities, explanatory elements about various phenomena, principle and applications are also important in addition to the tangible evidence. This leads to a different style of exhibition composition. To provide a more dynamic exhibition environment in step with progress in science and technology, open plan is often considered. Preceding studies published in Korea on science museums show that the studies can be categorized into two – studies that analyze the correlation between the physical space and visitor behavior, and studies that analyze the correlation between the traits of the exhibited items and exhibitor behavior, from a cognitive engineering perspective. While there have been studies on the correlation between influential factors in science museums such as the exhibition scenario, production of the exhibition and the characteristics of the visitor’s route and the visitor’s behavior. But given that it is difficult to apply Space Syntax which is often used for spatial structural analysis to an open space museum where rooms have not been divided, there have not been much progress in analytical studies on how both ‘spatial structure’ and ‘the type of exhibited items and their layout’ affect the ‘visitor’s behavior’. In addition, since most preceding studies conduct a comparative analysis across museums that are different in terms of form or size, they are limited in conducting a reliable interpretation of the correlation between exhibition environments and visitors’ behavior using the same criteria.
In this study, first, the type of spatial structures is categorized from the perspective of topology and visuals, with a focus on the before and after the change in the exhibition. Second, by understanding the types of exhibited items and layouts, a correlation analysis was conducted between the exhibition structure and visitors’ behavior. Third, the study seeks to present guidelines that can be practically applied to improving existing exhibitions or planning new science exhibitions.
The National Gwacheon Science Museum was selected as the subject of this study, as it is an ultra-large facility in Korea where an actual survey can be conducted, has an open exhibition space, showcases various media and has recently undergone an exhibition improvement, making it possible to investigate and analyze visitors’ behaviors. As noted in the study objectives, if the before and after the exhibition change in the same architectural space can be compared, a more reliable study result would be gained. The ‘before’ was set as July, 2015 and the ‘after’ was set as July, 2018. A total of eight exhibition halls were analyzed as follows: the (former) Basic Science Museum, the (after) Basic Science Museum, the (after) Basic Science Museum, the (former) High-technology Hall 1, the (current) Future Imagination SF Hall, the (current) High-technology Hall 2, the (current) High Technology Hall, the (current) Natural History Hall and the (current) Natural History Hall were analyzed.
In terms of spatial structure analysis methods, spatial analysis from the topological perspective and spatial analysis considering the visual aspects were applied. First, in the topological spatial analysis, since it is difficult to apply Space Syntax or Convex Space analysis to a science museum that has been configured as an open space, a spatial segmentation using the Voronoi Diagram that segments space from the cognitive perspective of the exhibited item was applied. Then a Justified Graph was charted, and the ‘degree of autonomy in route selection’ and ‘the degree of autonomy in access’ were calculated in order to review the association with the depth of the space and accessibility from a topological perspective. Second, in spatial structural analysis that considers visual characteristics, the Visibility Graph Analysis developed by Turner and Penn was applied to analyze openness and accessibility from a visual point of view by using ‘connectiveness’ and ‘the degree of visual integration’.
Exhibited items were categorized depending on the criteria by Saet-Byeol Lee (2015) specifically based on whether there is direct contact between the visitor and the object or whether sensory receptors were used in combination or alone.
Given that the study is about a science museum and has a lot of family visitors compared to other museums, subjects were limited to visitors that came in a family unit of parents with one elementary school child (age 8-13). The route taken by a family visitor from the moment they enter the science museum until they leave was traced for itinerary tracking. Time tracking was also done to trace where visitors lingered and for how long. The observation method of behavior was used to survey a total of 25 family unit visitors before and after the change to the exhibition.
Four visitor behavior analysis factors were set – interest capture, concentration capture, interest degree of the visitor and concentration degree of the visitor. Meanwhile, spatial structure was categorized based on accessibility and openness, through a multivariate analysis using four indices – the degree of route autonomy and the degree of access autonomy from a topological perspective, and connectivity and the degree of visual integration from a visual perspective. The type of spatial structure and layout, and their correlation with visitors’ behaviors was then analyzed.
This study was conducted to identify measures that can be practically applied, with a focus on the planning stages of science museums, the planning of exhibition media and their layout when improving the museum. In doing so, the spatial structure was analyzed, the type and location of exhibited items were reviewed and their correlation with the visitors was analyzed. The findings were as follows.
First, for spatial structural analysis, the exhibited items were categorized into a total of four types – wall exhibition items, gaze-blocking island exhibition items, see-through island exhibition items and ceiling exhibition items. The categorization was done based on theory and the current status of the museum that was analyzed. After setting the viewing location (close viewing vs. distance viewing) based on the item’s form, size and scope of view, the Voronoi Diagram segmentation method was presented and applied to the science museum to prove its efficacy.
Second, in order to apply the same evaluation criteria to different science museums, thereby overcoming the issues in preceding studies where museums of different forms or size were compared, the National Gwacheon Science Museum was used for analysis. A total of eight of its halls before and after the exhibition change were analyzed.
Third, by applying the criteria of topological accessibility and visual openness, A type was defined as ‘high accessibility, low openness’, B type as ‘low accessibility and low openness’, C type as ‘low accessibility and low openness’, and D type as ‘high accessibility and very high openness’.
Fourth, taking into account the viewing itinerary, the first or second halls were defined as ‘initial viewing stage’, while the last two halls were defined as ‘later viewing stage’. The viewing behavior was then categorized into Type A, Type B, Type C and Type D. In all types, the degree of interest did not differ between the ‘initial viewing stage’ and the ‘later viewing stage’. Depending on the exhibition media type, the degree of concentration differed between the ‘initial viewing stage’ and the ‘later viewing stage’.
Fifth, in order to analyze the correlation between the spatial structure type and visitors’ behavior, each hall’s degree of interest and concentration was identified. They were marked to see if the degree of interest was top 20% or bottom 20%, the degree of concentration was top 20% or bottom 20%, whether both the degrees of interest and concentration were above 20% or below 20%. The review showed that Type A (high accessibility and low openness) and Type C (low accessibility and high openness) had high degrees of interest and concentration for initial viewing and mid-term viewing, but as visitors came closer to later viewing, the degrees of interest and concentration fell. Type B (low accessibility, low openness) had an overall lower degree for both interest and concentration. Their degrees of interest and concentration were high in only certain areas. Type D (high accessibility and high openness) was in contrast with Type B, with the degrees of both interest and concentration recording high from the initial viewing to the later viewing. For mid-term viewing, high and low behavior levels were found.
Based on the above results, if, from a topological perspective or visual perspective the spatial space falls into Type A or Type C, the degrees of interest and concentration fall lower towards the end of the viewing experience. As such, by taking into this account, the exhibition structure should be changed to Type D, or if that is not possible, the exhibited items towards the end should be ones that can be manipulated by the visitors (Am) or with body movements (Bm). Since this may lead to long wait times for the visitors, there should be enough space nearby. These exhibition items should also be configured as see-through island exhibited items or ceiling exhibited items to increase visual openness so that the exhibition can be kept engaging.
For Type B, to ensure the continuity of stable viewing, enough gaze should be allowed for the visitors. This means there should be see-through island exhibition items, large-scale ceiling exhibited items or items using the floor. That would bring more efficiency. In addition, a buffer zone should be planned for around the entry point and the mid-term viewing area where an explanation and overview are given about the overall exhibit. This would also ease the sudden change in visitors’ viewing behavior. Of the exhibited items that use a single sensory receptor from the early stages to the later stages, hands-off exhibit items with empirical exhibition media (DV1, DV2, DV3), panels which are explanatory exhibition media (DV5), and hands-on ittems, manipulating arms and Bms that use body movements would also have to be variously incorporated.
For Type D, ‘general viewing space’ and ‘in-depth viewing space’ should be segregated so that in the general space the focus can be on see-through island exhibited items making up empirical presentation medium (DV1, DV2) manipulation media (Am) and panel (DV5) would be the focus, but in the ‘space that requires in-depth viewing and appreciation’, gaze-blocking island exhibited items and wall exhibited items should be placed, along with 2D videos that use audio (DVA3) and hands-on exhibition medium that uses multiple sensory receptors.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론
• 1.1 연구의 배경 및 목적 1
• 1.1.1 연구의 배경 및 필요성 1
• 1.1.2 연구의 목적 및 의의 3
• 1.2 연구의 범위 및 방법 4
• 1.2.1 연구의 범위 및 대상 4
• 1.2.2 연구의 방법 및 진행체계 8
• 제 2 장 과학관 전시구조의 분석접근
• 2.1 공간구조 분석연구의 동향과 한계점 13
• 2.1.1 공간구조 분석의 연구동향 13
• 2.1.2 오픈형 전시공간에서 공간구조 분석의 한계점 16
• 2.2 과학관에서 공간구조의 분석체계 19
• 2.2.1 과학관 공간구조 분석의 전제 19
• 2.2.2 과학관 공간구조의 분석방법 21
• 제 3 장 전시공간의 현황과 공간구조의 유형
• 3.1 전시공간의 현황 34
• 3.1.1 전시내용구성 및 공간구조의 현황 34
• 3.1.2 전시물유형 및 배치 현황 54
• 3.2 공간구조의 유형 및 특징 63
• 3.2.1 공간구조 유형화의 전제 및 기준설정 63
• 3.2.2 공간구조 유형과 특성 64
• 제 4 장 전시구조와 관람행태의 상관성
• 4.1 관람행태 분석인자 설정 및 양상 69
• 4.1.1 분석의 전제 및 분석인자 설정 69
• 4.1.2 관람행태의 양상 70
• 4.2 전시구조와 관람행태의 상관성 79
• 4.2.1 전시구조와 관람행태의 상관관계 79
• 4.2.2 전시구조와 관람행태 해석 및 계획방향 87
• 제 5 장 결론