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S&T FOCUS영화 <아바타>로 우리 생활에 깊숙이 자리하기 시작한 3차원 디스플레이. 3차원 디스플레이는 우리가 양 눈을 이용해 실제 사물을 입체적으로 보는 것과 같은 상황을 제공하는 영상 표시 장치를 말한다.
즉 하나의 물체를 사람의 왼쪽 눈과 오른쪽 눈을 통해 볼 때 동일한 물체에 대한 각각의 눈이 보는 다른 영상을 새로운 디스플레이(3차원 디스플레이)가 통합하여 제시함으로써 사물의 두께를 인식하토록 해, 영상이 튀어나와 보이거나 들어가 보이게 하는 것이다. 3차원 영상 표시 기술의 궁극적인 목표는 영상 매체를 통해서도 현실세계에서와 다름없이 3차원으로 인식되도록 하는 것이다.
3차원 디스플레이는 기본적으로 사람의 양 눈에 각각 다른 영상을 제공해야 한다. 인간이 사물을 볼 때 두 눈을 통해 인식하는 깊이감의 근거를 제공해야 하는데, 이러한 정보를 ‘양안 시차’라 한다. 또한 사람이 대상체를 두고 움직일 때 다른 위치에서의 모습을 볼 수 있는데, 이를‘운동 시차’라 한다.
그리고 우리가 사물을 유심히 바라볼 때 양쪽 눈은 그 물체를 중심으로 안구가 회전하여 두 눈의 시선을 수렴하게 되며, 물체를 선명히 보기 위해 두눈 각각의 수정체 두께를 조절함으로써 초점이 잘 맞는 선명한 상황을 만든다.
바로 이때 양안의 수렴 작용과 안구의 초점 조절 작용이 관여한다. 사람의 눈은 이러한 양안 시차, 운동 시차, 수렴 작용, 초점 조절 등 4가지 현상을 이용해 3차원 정보를 획득한다. 이와 같은 4가지 현상을 만족시킬 수 있어야 비로소 완벽한 3차원 영상을 제공할 수 있다.
입체감을 인식할 때 가장 크게 작용하는 것이 양안 시차이다. 이 양안 시차를 이용해 사람은 입체 정보를 획득하는데, 현재의 3차원 디스플레이는 기본적으로 양안 시차를 제공한다. 최근 기록적인 흥행을 올린 3D 입체영화 <아바타>에서 제공하는 3차원 기술은 이 양안 시차의 기술을 이용했다.
현재 삼성전자와 LG전자, 일본의 소니와 파나소닉 등이 상용화하고 있는 3D TV도 양안 시차 기술을 이용하고 있다. 양안 시차 외에도 운동 시차, 초점 조절 정보 제공 등의 추가 정보는 자연스러운 3차원 영상을 제공하고, 눈의 피로감과 같은 거부감을 완화하는 데 중요한 역할을 한다. 따라서 이들을 고려한 3차원 디스플레이가 전 세계적으로 연구되고 있다.
3차원 디스플레이는 3차원 영상 매체 기술의 가장 핵심이 되는 분야이다. 3차원 영상의 촬영 및 입력 부분, 3차원 영상 신호의 처리 및 압축, 3차원 영상 신호의 전송, 3차원 영상 신호의 복원, 3차원 영상의 표시 등은 3차원 영상의 표시 장치 기준이 있어야 성립되는 것들이다.
따라서 3차원 영상 매체 기술을 개발하기 위해서는 우선적으로 3차원 영상 표시 장치를 개발해야 한다.
기술이 가져올 생활의 변화
3차원 디스플레이 기술은 3차원 입체 영화와 3D TV 개발·판매 등 커다란 변혁의 시작점을 지나고 있다. 미국의 유명 영화 제작사인 드림웍스가 ‘앞으로 모든 애니메이션 영화는 입체로 제작한다’고 밝혔듯 3차원 영화와 상영관 수가 급격히 증가하고, 실감도를 증가시키는 4D 영화 상영관도 늘고 있다. 또한 가정에서도 3D TV로 다양한 입체 영상을 즐길 수 있게 된다.
3차원 기술과 영상은 이미 과거의 영화 속에서도 많이 예견됐다. <스타워즈>에서 표현된 홀로그램 영상을 통한 메시지 전송과 원격 회의, <토탈리콜>에서는 홀로그램 영상을 통한 테니스 교습과 홀로그램 영상을 이용한 눈속임, <아바타>에서 보여준 미래의 체적형(Volumetric, 공간상에 실제로 3차원 이미지를 형성) 영상 표시 기술 등이 그 예다.
3차원 디스플레이 기술은 조만간 무안경식(Autostereoscopic) 3차원 디스플레이 기술로 발전될 것이다. 불편한 특수 안경을 착용하지 않고도 TV, 모니터, 휴대 표시기기 등을 입체로 즐기게 된다.
더 나아가 무안경식 3차원 표시 기술은 기존의 평면 표시 기술이 제공하지 못했던 ‘사실감’을 증가시킨다. 원격 3차원 영상회의나 교육 등은 현장에 참가하지 않고서도 마치 그곳에 있는 듯한 사실감을 제공해 이동에 필요한 시간을 없앨 수 있을 것이다.
의료의 경우 ‘다빈치 로봇’수술 시스템에서 보듯 의료에 필요한 입체적 그리고 정밀한 정보를 인간이 입체적으로 인식할 수 있게 함으로써 정보의 이해도와 정밀도를 높일 수 있으며, 더 나아가 상당 부분 원격 의료 및 진료가 가능해진다.
자동차 운전과 비행, 모터보트 면허 교습 등과 같은 교육과 전투 시뮬레이션 등의 분야에서도 입체적으로 시각정보를 제공함으로써 실제 상황과 다름없는 교육과 시뮬레이션이 가능해진다. 사람과 직접 얼굴을 대면하지 않고서도 실제와 다름없는 대화를 하고, 회의를 하고, 교육을 하고, 의사와 상담하고, 여행하는 것들이 실제의 상황과 점점 유사해진다.
결국 3차원 영상의 사실감이 증가할수록 이동의 필요성이 감소한다. 이로써 더 많은 시간을 더욱 유용하고 가치있는 목적에 사용할 수 있을 것이다. (계속) | 
저작권자 2010.04.26 ⓒ ScienceTimes
