LG디스플레이에서는 끊임없는 혁신과 창의력 개발을 위한 사내 미니 강연인 ‘Future Talk’을 진행하고 있습니다. 이번 시간에는 ‘홀로그램 기술의 최근 동향과 사례’라는 주제로 융합기술연구3팀의 강훈 책임연구원님께서 들려주셨던 강연 내용을 공유해드리도록 하겠습니다.
홀로그램(Hologram)의 이해
차세대 영상 기술로 각광받고 있는 ‘홀로그램(Hologram)’이란 두 개의 레이저광이 서로 만나 일으키는 빛의 간섭 효과를 이용해 실제 사물과 동일한 3차원의 입체 영상을 기록한 결과물을 뜻합니다. 쉽게 말해 실제로 존재하지는 않지만, 실물과 똑같이 입체적으로 보이는 기술이라고 할 수 있죠.
아마 영화 <아바타>, <아이언맨> 등 SF영화 속 한 장면을 떠올리시면 더욱 이해가 쉬울 것 같습니다. 위 사진을 보시면 주인공들이 현실의 공간 속에서 가상의 홀로그램을 자유롭게 다루고 있는데요. 영화와 같은 기술을 구현하기까지는 아직 많은 연구개발이 필요하겠지만, 실현 가능성은 충분히 있다고 합니다.
홀로그램은 1948년, 영국의 물리학자였던 데니스 가보르(Denis Gabor)가 전자현미경을 개발하던 중 홀로그램 아이디어를 도출하면서 시작되었습니다. 데니스 가보르는 이 공로로 1971년 노벨 물리학상을 수상하며 ‘홀로그램의 시조’, ‘홀로그램의 아버지’라는 수식을 달게 되었지요.
이후 1960년, 미국의 레이스(Leith) 교수가 투과형 홀로그램을, 소련의 과학자 데니슈크(Denisyuk)가 반사형 홀로그램을 개발하였고 1970년 미국의 벤톤(Benton)이 컬러 재현이 가능한 무지개 홀로그램을 개발했습니다. 오늘날 흔히 볼 수 있는 신용카드의 홀로그램도 바로 이 기술을 사용한 것이죠.
실감나는 리얼리티(Reality)를 구현하는 홀로그램
홀로그램은 가상의 영상을 입체적으로 보이게 할뿐만 아니라 뛰어난 리얼리티(Reality)를 구현합니다. 일례로 마이크로소프트의 가상현실 프로젝트 ‘Room Alive’를 들 수 있는데요. 직역하면 ‘살아있는 방’이라고 할 수 있는 Room Alive는 프로젝션 맵핑(Projection Mapping, 스크린이 아닌 무대 세트 위에 영상을 투사하는 기법)의 한 종류로, 방 안 전체가 게임화면이라고 생각하시면 됩니다. 방에서 Room Alive를 실행한 뒤 게임을 시작하면, 갑자기 벽에서 몬스터가 튀어나오는 식이죠.
▲ 마이크로소프트가 공개한 가상현실 프로젝트 ‘Room Alive’ / 출처: youtube
컴퓨터로 특정한 상황이나 환경을 만들어 마치 실제처럼 느끼게 하는 ‘가상현실(VR, Virtual Reality)’과, 현실의 이미지에 3차원의 가상 이미지를 겹쳐서 하나의 영상으로 보여주는 ‘증강현실(AR, Augmented Reality)’ 또한 리얼리티를 구현하는 다른 방법입니다.
대표적으로 VR헤드셋 오큘러스 리프트(Oculus Rift)와 마이크로소프트의 AR기기인 홀로렌즈(Hololens)를 꼽을 수 있는데요. 앞서 언급했던 영화 <아바타>와 <아이언맨>에 등장했던 기술과 비슷한 모습이죠?
여기에 현재 공연이나 전시회 등에서 스크린에 반사된 영상을 보여주는 ‘유사 홀로그램’은 이제 공연과 전시 분야를 넘어 고가의 제품들을 데코레이션 할 때에도 사용되고 있습니다. 요즘은 백화점을 비롯해 공항 면세점 같은 곳에서도 꽤 보이더라고요.
홀로그램 기술 전망
홀로그램 기술은 크게 ‘아날로그 홀로그램’과 ‘디지털 홀로그램’으로 나뉩니다. 이중 아날로그 홀로그램은 많은 정보량을 기록할 수 있어 사진뿐만 아니라 지폐에 들어가는 홀로그램 마크와 제품의 정품 인증 마크, 문화재를 기록하는 방편으로 널리 쓰이고 있지요.
지금까지는 이처럼 아날로그 홀로그램이 대세였다면, 향후 홀로그램의 트렌드는 디지털 홀로그램을 따라갈 것으로 보입니다. 아날로그 홀로그램은 편집과 압축, 전송이 불가한 것에 반해 디지털 홀로그램은 편집과 합성은 물론 압축, 전송까지 가능하기 때문이죠.
여기서 잠깐! 디지털 홀로그램 연구 트렌드는?
1) CGH(Computer Generated Hologram) 생성/획득
– 홀로그램 데이터 방식에서 연산량을 줄일 수 있는 방법과 실시간 홀로그램 데이터 생성 방법 연구
– 홀로그램 획득 시에 발생되는 에러를 보장하는 방법들을 제안
2) 정보 압축/전송/재생
– 정보의 압축과 전송과정의 효율성, 오류의 보정 방법을 소개
– 실시간 재생 시 연산 효율을 높이고 연산량을 줄이는 방법에 대한 연구
3) 디스플레이/SLM(Spatial Light Modulator)
– 디스플레이 장치의 부피를 줄일 수 있는 방법과 광학 장치들을 이용하여 영상 화질의 향상, 시야각 증가 등의 방법을 제안
– 액정을 이용한 공간 광 변조기의 특성을 도출하거나, 광 변조할 수 있는 여러 방식을 제안함
지금까지 실감 미디어 영상의 화두로 떠오르고 있는 홀로그램 기술의 최근 동향과 활용사례들을 알아보았는데요. 우리가 상상하는 그 이상을 넘어, 디지털 홀로그램 기술이 열어갈 미래가 기대됩니다. 😀
