[알아봅시다] 3D 입체영상 기술

[알아봅시다] 3D 입체영상 기술

죄우로 떨어진 눈으로 생기는 `양안시차' 이용 2차원 영상 합성 `입체감있게' 세계적 표준 정해지지 않아 우수한 기술 확보경쟁 치열 DMB 3D방송 상용화도 활발

차세대 3D 정보단말 기술의 총아로 불리는 3D 입체영상 기술은 직접적으로 방송뿐만 아니라, 오락, 우주항공, 군사, 의료, 영화 등 거의 모든 산업 분야에 광범위한 영향을 미칠 것으로 예상되는 만큼 그 부가가치 또한 매우 클 것으로 예상되는 분야입니다.

3D 입체영상 기술은 1838년 영국의 찰스 위트스톤(Charles Wheatstone)이 스테레오스코프(Stereoscoph)를 발표한 이후 국내외 연구소 및 교육기관 등에서 활발히 연구작업을 진행하고 있습니다.

우리나라에서는 정보통신부가 앞으로 수요가 급증할 것으로 예상되는 3D 입체영상 서비스를 위해 적극적인 투자를 하고 있으며, 삼성, LG 등 대기업과 연구소에서는 멀티미디어 산업의 급속한 발전에 따라 LCD 산업 이후의 차세대 첨단 기술분야로서 3D 입체영상 장치 개발작업을 진행하고 있습니다. 또 방송국들은 차세대 멀티미디어 정보산업 분야의 핵심기술로 대두되고 있는 3D 입체방송 서비스의 상용화를 단계적으로 준비하고 있습니다.

3D 입체영상은 현실 세계인 3차원 세계의 리얼리티를 전달할 수 있는 영상매체이며, 임장감(Presence feeling), 실재감, 자연감, 선명성 등의 장점을 갖고 있습니다.

3D 입체영상 기술은 크게 좌, 우 두 개의 2차원 영상을 이용한 스테레오스코픽(Stereoscopic) 입체영상 방식과, 물체의 산란 정보를 이용한 홀로그래픽(holographic) 3차원 방식으로 분류됩니다. 홀로그래픽 방식은 물체에서 산란된 빛을 이용해 자연스러운 입체영상을 재현하는 궁극적인 3차원 입출력 방식이지만 방대한 양의 3차원 정보 및 관련 소자의 한계로 현재의 전송시스템으로는 실시간적 구현이 불가능한 한계를 갖고 있습니다.

인간의 시각 구조를 모방해 좌, 우 2개의 2차원 영상을 이용해 3차원 영상을 입출력 해주는 스테레오 입체영상 입출력 방식은 현재의 기술로 구현 가능한 3차원 입체 입출력 기술이며, 최근 스테레오 입출력 방식의 입체시야를 확장하기 위한 다안식(Multi―view) 입체영상 입출력 방식이 활발히 연구되고 있습니다.

3D 스테레오 입체영상의 가장 기본적인 원리는 인간의 시각시스템(HVS: Human Visual System)이 왼쪽 눈과 오른쪽 눈의 위치 차이에 의해 서로 다른 영상이 들어오고, 뇌는 그것을 입체로 받아들여 거리감을 갖게 되는 과정에서 입체감을 형성하게 된다는 것입니다.

인간 두 눈이 가로방향으로 약 65㎜ 떨어져서 존재하는 양안시차가 입체감의 가장 중요한 핵심입니다. 좌, 우의 눈은 각각 서로 다른 2차원의 상을 보게 되고 이 두상이 망막을 통해 뇌로 전달되면, 뇌는 물체에서 반사되어 나온 두 빛을 정확히 서로 합성 처리해 3차원 영상의 원근감과 실재감을 재생하게 됩니다. 이러한 구조를 스테레오스코피(Stereoscopy)라고 합니다.

한편 3D 입체 디스플레이 기술은 크게 3차원 입체영상을 관찰하기 위해 관찰자가 특수한 안경을 착용해야 하는 안경식 방식과, 특수한 안경을 착용하지 않고서도 3차원 영상을 관찰할 수 있는 무안경식 방식의 두 가지로 나눌 수 있습니다.

안경식 3차원 디스플레이는 관측자의 좌안과 우안에 약간 다른 영상을 제공해 그 시차로 인해 깊이감을 느끼게 하는 것입니다. 이 때 좌안 영상과 우안 영상을 분리하는 방법에 따라 액정 셔터 방식, 편광 안경 방식 등으로 나뉘며 이러한 안경식 3차원 디스플레이는 이미 상용화돼 많은 제품이 판매되고 있습니다.

무안경식 3차원 디스플레이에는 안경식 3차원 디스플레이와 같이 관측자의 좌안과 우안에 다른 영상을 보여주는 시차방식, 공간상에 실제로 3차원 이미지를 형성하는 체적(volumetric) 방식, 3차원 물체의 파면을 그대로 재현하는 홀로그래피 방식이 있습니다.

3차원 입체영상 기술은 현재 세계적인 표준이 정해지지 않은 상태이며, 보다 우수한 기술을 확보하기 위한 경쟁이 치열하게 전개되고 있습니다.

특히 DMB 진영의 3D 입체방송을 위한 움직임도 활발히 진행되고 있습니다. 3D 입체방송의 시차각 해소 등의 난제들로 인해 가장 먼저 상용화될 수 있는 개인형 DMB 폰으로 초점이 맞춰지면서, 위성ㆍ지상파 통합 3D DMB 표준화가 추진 중에 있으며, 각 방송사들은 시험송출을 통해 상용서비스 도입을 검토하고 있습니다.

3D 입체영상이 실제 모든 TV에 적용돼 보편화되기까지는 적지 않은 시간이 소요될 것으로 예상되지만, 최근 관련 기술의 발전은 빠르게 진행되고 있습니다. 3D 입체영상의 완전한 정착을 위해서는 기존 방송 기술의 범위를 넘어서 광학기술 및 휴먼 팩터 기술 등에 대한 다양한 연구도 수반되어야 하는 등 보다 폭 넓은 연구활동이 진행돼야 할 것입니다.