[뉴스스페이스=이종화 기자] MIT 연구진들이 물리 법칙을 거스르지만 지각상으로만 존재하는 기하학적 구조인 "불가능한 객체"의 생성과 조작을 가능하게 하는 획기적인 컴퓨터 그래픽 도구인 메스처스(Meschers)를 공개했다.

MIT 컴퓨터과학 및 인공지능연구소(CSAIL)의 연구진이 2025년 8월 캐나다 밴쿠버에서 열린 SIGGRAPH 국제컨퍼런스에서 충격적인 신기술을 공개했다고 MIT 공식 뉴스와 Gizmodo, Forwardpathway 등이 보도했다.

이른바 '메스처스(Meschers)'로 명명된 이 소프트웨어는 M.C. 에셔의 착시 작품처럼, 물리적 세계에선 절대 실현 불가능한 '불가능한 객체(impossible objects)'를 디지털 그래픽 세계에서 손쉽게 만들고 조작할 수 있게 해준다. 이번 연구는 MIT와 함께 미 국방부와 구글 등 10여개 글로벌 기관이 지원했다.

"불가능"의 시각적 구조를 그대로…2.5차원 알고리즘의 혁신

기존에 에셔풍 착시 그림이나 펜로즈 삼각형 등은 3D에서 직접 구현하려면 물리적 구조를 '절단'하거나 '왜곡'해야 했고, 빛 변화나 표면 매끄러움이 바뀌면 도로 그 착시가 깨지는 것이 한계였다.

하지만 메스처스는 이미지와 3D 모델을 2.5차원 즉, 각 픽셀의 x,y 좌표와 인접 픽셀 간 깊이(z) 차이만을 사용해 '국소 일관성(local consistency)' 원리를 적용, 시각적 불가능성은 보존하면서도 실제 그래픽 처리와 연산, 재조명, 매끄러움 보정 등이 가능하도록 했다.

주저자인 MIT 박사과정 아나 도딕(Ana Dodik)은 "펜로즈 삼각형처럼 각 모서리는 합리적이지만 전체로는 불가능한 형태가 가능하다. 이런 국소 일관성 단위로 착시 객체를 모델링하기에, 수학적으로도 일관된 연산이 가능하다"고 밝혔다.

"impossibagel"에서 증명된 실용성…수학, 예술, 공학 전방위 파급

연구진은 실제 '불가능한 음영(impossibagel)'을 가진 베이글 모델에서 지오데식 거리 계산(최단곡면거리), 열 확산 시뮬레이션 등도 성공적으로 해냈다. "이 베이글을 기어가는 개미를 생각해보세요. 반대편까지 얼마나 걸릴지, 실제 곡면에서처럼 계산할 수 있다"며, 수학적 기하 문제나 열물리 해석 등에서도 응용 폭이 크다고 강조했다.

아티스트와 디자이너에게는 조명 조건에 따라 다양한 장면을 만들거나, 기존 드로잉 이미지를 역렌더링(inverse rendering) 방식으로 불가능 객체의 고차원 디자인까지 생성할 수 있다. 실제로 간단한 심장 도형이나 스케이트보드를 탄 강아지 모델 등에 새롭게 조명변화 효과를 적용했다는 게 연구진의 설명이다.

기존 한계를 깬 도구…AI·컴퓨터 비전·지각과학에도 새로운 패러다임

수석저자 저스틴 솔로몬(Justin Solomon) 교수는 "메스처스는 컴퓨터 그래픽 도구가 물리 법칙에 얽매일 필요 없다는 것을 명확히 입증했다. 예술가는 현실에선 존재할 수 없는 형태조차 합리적으로 설계·연산할 수 있게 해준다"고 밝혔다.

MIT 연구팀은 현재 이 도구의 사용 인터페이스를 더욱 개선하고, 보다 복잡한 씬 구성에서도 완전 자동화가 가능하도록 추가 연구를 진행 중이다.

더 나아가 이 기술은 인간이 어디까지 복잡한 착시나 모순된 시각 정보를 '가능'으로 인식하는지, 지각과 뇌 인지과학 연구에도 새로운 실험 도구로 쓰일 전망이다.

"현실 불가능"조차 코드로 구현…수학적·예술적 상상력 경계가 무너진다

수십 년간 수학자·예술계가 "현실이냐 인지냐" 논쟁해온 에셔의 세계관이, 이제 코딩과 인공지능, 컴퓨터 그래픽 기술로 구현·실험·확장되는 시대가 도래했다.

MIT의 '메스처스'는 물리적 한계를 떠나 창의적 상상력의 자유를 증명하는, 21세기 디지털 미디어와 과학기술의 결정체다.