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최근 하이비젼보다 한 단계 앞선 개념으로 인간의 감성에 호소하는 영상시스템으로서 3차원 입체영상에 대한 기대가 고조되고 있다.
정보고속화도로(Information Super Highway) 위에서 초고속 정보통신망을 근간으로 하는 서비스들은 듣고 말하는 일반 통신 서비스에서 문자, 음성, 영상 등 멀티미디어형 서비스를 위한 디지털 단말 중심으로 발전하고 있다.
이러한 정보통신의 발전 속에 앞으로의 현실은 단순한 사이버형태에서 보다 사실적이고 실감있는 입체적 초공간형인 3차원 입체 정보통신 서비스로 발전할 것으로 예상된다.
우리가 실제로 눈을 통해 얻는 정보는 3차원 입체 영상이다. 이러한 이유로 정보통신의 최대 과제는 눈과 귀만의 정보가 아닌 입체감과 현실감이라는 느낌의 정보까지도 포함한 입체 영상 정보를 전달하는 것이 궁극적 목표라 할 수 있다.
이에 따라 3D TV와 같은 차세대 실감 3차원 입체 정보통신 시스템의 개발과 연구가 세계적으로 활발히 진행되고 있으며, 이미 우리들의 실생활 속에 접목될 날도 그리 멀지 않은 것으로 최근 갖가지 매스컴을 통해 소개되고 있다.
특히, 2002년 월드컵 한·일 공동개최와 관련해 일본에서는 가상 스타디움의 설치로 모든 축구경기를 3차원 입체방송으로 한국과 일본에 동시 중계하는 방안을 제시하기도 했다.
우리나라에서도 산업자원부와 정보통신부를 중심으로 2002년 월드컵에 맞추어 3차원 입체 영상을 시청할 수 있도록 연구 프로젝트가 이미 지난 2000년부터 중장기 연구과제로 선정해 진행, 이미 시험방송을 마친 상태다.
이러한 상황은 3차원 입체 영상 기술이 현실화되고 있음을 의미하는 것으로 우리 기업들도 보다 적극적인 기술개발과 연구가 필요한 시점이다.
단적으로 외국의 3차원 입체 영상 기술에 관한 연구의 구체적인 내용은 국가 기밀로 분류되어 기본적인 접근방식 외에는 발표되고 있지 않는 실정이다.
따라서, 모방에 의한 기술 개발은 지적재산권 등 해결해야할 많은 문제점들을 안게되므로 외국과 근본적으로 다른 독자적인 접근 방식을 통한 '한국형 3차원 입체 방송 및 정보통신 기술의 개발'이 절실히 필요한 시점이다.
기술 동향 및 분류
다소 의외일 수도 있겠지만 최초 3차원 입체 영상 기술은 NASA(美 항공우주국)와 DRAPA(美 국방성 산하 연구소)의 주도하에 우주인의 원격 가상 수술을 위한 군사적인 목적으로 개발되었다.
즉, 우주 비행중인 우주인의 신체에 긴급한 상황이 발생하였을 때, 지구에 있는 의사가 우주인의 수술 부위를 3차원 입체영상으로 보면서 원격 수술을 할 수 있도록 하기 위하여 개발하기 시작한 것이 그 시초인 셈이다.
이후 1996년 후반부터 Business 분야에도 적용되기 시작하였으며, 전시, 게임, 디스플레이 분야에서 활용도가 급격히 증가하기 시작하면서 산업 전반에 걸쳐 그 활용도가 부각되고 있다.
3차원 입체 영상 기술은 차세대 정보통신 서비스의 총아로 사회 선진화와 더불어 수요 및 기술 개발이 치열한 첨단의 고도화 기술로서 정보통신, 방송, 의료, 교육, 군사, 게임, 애니메이션, 가상현실, CAD, 산업기술 등 응용 분야가 매우 다양하다.
또 여러 분야에 공통적으로 요구되는 차세대 실감 3차원 입체 멀티미디어 정보통신의 핵심 기반기술이라 할 수 있을 만큼 범위가 넓고 연구해야 할 기술들이 많다.
그러나 아직 이와 같은 기술은 태동단계로 세부적인 기술을 파악하기에는 어려움이 있다. 본고에서는 현재까지 진행된 기술를 바탕으로 각 기술들을 짚어보고 국내의 기술개발과 시장현황에 대하여 정리해 보았다. 3차원 입체 영상 기술은 크게 입체영상생성기술, 영상편집기술, 디스플레이기술, 입체시각기술 및 3차원 입체영상 응용기술 등으로 구분할 수 있다.
입체영상생성기술
입체영상생성기술은 입체영상을 얻기 위한 방법으로 크게 비광학적 방법과 광학적 방법으로 나뉠 수 있다. 비광학적 방법으로는 카메라나 레이저, 컴퓨터그래픽이 사용되는데 디스플레이와 아울러 입체영상시스템을 특정짓는 가장 중요한 기본 시스템이라 할 수 있다.
향후 입체영상생성기술은 실감형 3차원 가상공간 기술의 핵심요소 기술로서 고정밀 고속 3차원 계측 기술, 다시점 입체 카메라 기술, 영상기반 모델링 기술, 영상기반 랜더링 기술, 실시간 애니메이션 기술 등이 개발될 것으로 전망된다.
더 나아가서는 이들 요소 기술들을 바탕으로한 3차원 컨텐츠 제작 기술, 인터랙티브 컨텐츠 생성기술, 스토리 텔링(story telling) 기술, 입체 영상 컨텐츠 asset management 기술, 실사영상과 컴퓨터 그래픽이 상호 보완적으로 사용되는 혼합 현실 기술, 분산 환경에서의 네트워크형 컨텐츠 제작 및 프리젠테이션 환경 기술 등으로 발전하리라 예상된다.
편집처리기술
이 기술은 영상재구성 기술, 부호화 기술, 영상처리 기술로 다시 분류할 수 있다.
영상재구성 기술은 데이터를 가공함으로써 다시점 영상 생성 등 다양한 입체 영상 생성이 가능한 영상 분리 및 합성 기술과 어떤 방법으로도 얻지 못한 오행정보를 보간해서 면으로서의 입체 형성을 구성하는 보간 기술로 세분할 수 있다.
부호화 기술은 인간의 인지과정에서 보다 상위 레벨의 정보를 전송하여 일정한 대역에서 보다 많은 정보를 전송할 수 있도록 하는 것이다.
입체 영상에 이 개념을 적용하면 스테레오 카메라로 촬영한 영상을 독립적으로 압축하는 것보다도 두 장의 영상에 대한 상관을 이용해서 압축하면 필요한 정보량을 줄일 수 있다. 또, 오행정보를 이용하면 더욱 고효율로 압축할 수 있는 기술로써 데이터의 압축 및 전송과 같은 개념으로 사용될 수 있다.
영상처리기술은 기존의 영상처리기술과 비슷한 개념이며 전처리기술, 깊이정보추출 및 처리기술과 2·3차원 영상변환기술로 분류할 수 있다.
향후 프레임 기반뿐만 아니라 객체 기반으로 2D 영상을 3D로 변환하는 기술들로 더 확장될 전망이다. 또한, 3D 그래픽 영상처리 기술은 현실에서 불가능한 세계를 가능하게 하고, 편리하고 정밀한 작업과 합성 및 변형을 가능하게 함으로서 3D 컴퓨터 그래픽 영상은 급속한 발전을 할 것으로 보인다.
나아가 각종 과학, 산업, 예술, 영화 및 오락에 이르기까지 쓰이지 않는 곳이 없을 정도로 널리 이용될 것으로 전망되고 있다.
디스플레이기술
입체영상 디스플레이 기술은 인간이 3차원 입체영상을 볼 수 있도록 가시화 시키는 마지막 분야로서, 현재까지 많은 연구가 되어왔던 안경 방식과 무안경 방식 그리고 미래에 많은 연구가 필요한 완전 3차원 기술, 인터랙티브 기술 및 시스템 기술로 분류할 수 있다.
안경방식은 편광방식과 시분할 방식으로, 무안경 방식은 패널랙스 배리어 방식, 랜티큘러 방식 및 초다시점 방식이 있다. 완전 3차원 방식은 인테그럴 포토그래피, 볼류메틱, 홀로그래피 기술로, 인터랙티브 기술은 시점추적 기술, 시스템 기술은 HMD(Head Mounted Display) 및 CAVE로 분류할 수 있다.
향후 입체 모니터는 개인용 모니터 및 산업용 측정기 분야에 응용이 확대될 것으로 예상된다. 입체 게임 및 엔터테인먼트의 시장규모가 급속히 성장하는 추세로 3D 정보 단말기에 대한 잠재적인 수요가 폭발적으로 증가할 것으로 기대된다.
특히, 이 기술은 현재 상용화가 진행중인 HDTV와 함께 차세대 디스플레이로 주목되고 있다. 특히 이 기술은 의료, 광고, 방송, 군사, 영화 등의 산업으로 폭넓은 파급효과가 기대되어 일본, 미국, 유럽 등의 선진국에서도 많은 연구와 개발이 진행되고 있다.
입체시각기술
인간이 최종적인 목표로 하고 있는 화상시스템은 보기 쉽고, 사용하기 쉽다는 것 등 여러 가지 관점에서 성능이 평가되어야 한다. 그러나 화상시스템의 목적이 표시 화상으로 받는 사람에게 정보를 전하는 것이므로 가장 기본이 되는 것은 보내는 사람과 받는 사람의 요구에 충분히 부합할 수 있을 만큼의 화상 표현 능력을 가지고 있어야 한다.
일반적으로 물리적 속성은 심리적인 속성으로 지각됨으로써 유효해지므로 질적인 표현력이 중요하다. 입체영상기술이 해결해야 할 주요 과제로는 관찰위치의 제한 해소, 안경의 미착용, 장시간 시청시 피로 감소, 기존 TV와의 양립성, 화질 개선 등이 있다.
또한, 입체 영상의 실용화를 위해서는 입체 영상의 표시방식 개발과 더불어 인간의 시각 및 생리적 요인과 심리적 요인에 의해 기인하는바 휴먼 팩터에 관한 연구도 필요하다.
입체영상 응용기술
3차원 입체영상 응용기술이란 3차원 입체영상을 생성하고 편집 처리하여 디스플레이 하는 일련의 기술을 적용분야에 알맞게 응용하는 기술분야로서, 이 분야에 대한 관심이 높아짐에 따라 국내에서도 5년 이내에 국내 고유의 입체기술이 개발될 것으로 예상된다. 또한, 입체 모니터와 3D TV 등 3D 관련 제품의 시장규모도 급성장할 것으로 예상된다.
현재 입체영상의 응용분야는 특수분야인 의료용, 게임기, CAD용 등에 제한되고 있으나 일반 TV영상으로 입체영상을 표현하는 기술도 개발되고 있어 내년 초에는 디지털 방송분야에도 적용할 수 있을 것으로 예상된다.
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