[스크랩] [NO.72]3DTV에 관한 모든 것!

 

 

▲위에서부터 입체경(영국)과 은판사진법(프랑스) 

 

 

3차원 영상의 기술은 우리가 생각하는 것보다 상당히 오래전에 그 유래를 찾을 수 있다. 하긴 인간이 사물을 보는 것 자체가 3차원 공간상에 있는 물체를 보는 것이니까 오히려 자연스러운 것일지도 모른다. 기원전 300년경, 그리스의 수학자 유클리드(Euclid)가 인간은 오른쪽 눈과 왼쪽 눈으로 서로 다른 정보를 받아들인다는 것을 알아냈고, 인간 시각 시스템에 의해 3차원 거리정보로 변환된다는 것을 입증했다.

그로부터 한참 뒤 중세에 이르러 15세기 이탈리아의 수학자 레오나르도 다빈치(Leonardo Da Vinci)가 입체시(Steroposis)를 발견하여 인간의 시각인식 과정을 통해서 실제의 거리감을 느낄 수 있음을 알아냈다. 19세기 중엽까지 많은 미술가들이 원근법을 이용하여 평면 캔버스에 입체감을 표현하려는 노력을 기울였던 점도, 오늘날 3차원 영상의 발전에 도움을 준 것이 사실이다.

 

 

 

19세기 초부터, 오늘날 3DTV기술의 효시라고 할 수 있는 카메라가 등장하기 시작했으며, 대표적인 몇 가지 개발품을 소개하고, 3D 영화 및 3DTV의 시초와 오늘날 3DTV 현주소까지 간략하게 연혁별로 소개하겠다.

 

① 입체경 개발(1983년)

영국의 발명가 찰스 휘트스톤(Charles Wheatstone)이 오늘날 3차원 영상 기술의 시발점이라고 할 수 있는 거울을 이용하여 입체경(Mirror stereoscope)을 개발했다. 이 입체경은 시차를 가지는 두 장의 영상을 입체경에 부착하고 V자 형태로 배열된 두 개의 거울을 통해 반사된 영상을 시청할 수 있도록 설계하여, 오른쪽 눈과 왼쪽 눈으로 서로 다른 영상을 보게 되어 3차원을 느낄 수 있게 제작한 것이며

 

② 은판사진법 (1839)

프랑스의 물리학자 다게르(Daguerre)는 은판사진법(Daguerreotype)이라는 최초의 사진 현상 방법을 개발했다. 3차원 기법은 아니지만, 이 은판사진법은 최초로 사진 기술의 원리를 개발했다는데 의의가 있으며, 이로 인해 사진기가 급속히 보급되기 시작했을 뿐만 아니라, 이 원리를 이용하여 3차원 입체영상 개발을 위한 많은 시도로 이어졌다.

 

③ 프리즘식 입체경 (1849)

스코틀랜드의 발명가 다비드 브루스터(David Brewster)는 프리즘을 이용한 실용적 입체경을 개발 했다. 이 입체경은 오늘날 입체경 설계의 기초가 되었으며, 양안식 영상과 프리즘을 이용하는 원리로 발명하였다.  

 

 

④ 양안식 카메라의 개발 (1850~1920)

프리즘식 입체경의 원리로부터 개선된 양안식 카메라가 다양하게 개발되었다.

 

 

⑤ 애너글리프 (1853)

프랑스의 과학자 뒤코 뒤 오롱(Louis Ducos du Hauron)이 색상 필터를 이용한 3차원 영상 기술을 개발했다. 그 원리는 붉은색 필터가 붉은색 영상을 통과시키지 못하고 푸른색 필터는 푸른색 영상을 통과시키지 못하는 원리 이용한 것으로, 한쪽 렌즈에 붉은색 필터를, 다른 한쪽의 렌즈에 푸른색 필터를 입힌 애너글리프(Anaglyph)안경을 착용하면, 좌영상과 우영상이 분리되어 인간 시각 시스템에 입력되어 3차원을 느낄 수 있도록 한 것이다.

 

 

⑥ 패럴렉스와 렌티큘러

미국의 F.E. Ives가 패럴렉스 스테레오그램(Parallax stereogram)과 렌티큘러 스테레오(Renticular stereo)를 1903년과 1932년에 각각 제안했다. 이는 무안경 방식의 시초로서 오늘날 디지털기술의 발전과, 특히 LCD 기술의 발전으로 실용 가능하게 되었다. 그 원리는 오른쪽 눈과 왼쪽 눈으로 각각 다른 영상을 볼 수 있도록 영상의 앞쪽에 장벽(Parallax stereogram)이나 렌즈(Renticular stereo) 설치하여, 양안에 영상을 따로따로 맺히게 하는 원리이다.

 

 

⑦ 3D입체영화의 제작

1900년대부터 35mm 필름을 사용한 3차원 입체카메라와 편광 방식을 이용한 3차원 입체영화가 흥행하기에 이르렀고, 그 대표적인 예로 최초의 편광 컬러 3차원 영화 <Bwana Devil>이 제작과 흥행에 성공했다. 그로 인해 세계적인 영화사들이 3차원 입체 영화 제작에 열을 올리기 시작했으며, 국내에서도 <임꺽정>, <몽녀> 등 10여 편의 3차원 영화가 제작되기도 했다.

 

 

⑧ 3DTV 연구

1900년대 중반부터 고품질의 3차원 영상을 위한 3DTV에 대한 연구가 IT 선진국으로부터 활발하게 진행되었으며, 각국별로 유럽에서는 PANAROMA, ATTEST, 3DTV 프로젝트를 통한 연구가 진행되었고, 일본에서는 NHK, URCF등을 중심으로 3DTV에 관한 연구를 진행시켰다. 미국은 3D@Home, SMPTE, ATSC등에서 3DTV에 대한 품질과 표준을 확립하는 연구를 진행시켜왔다.

 

⑨ 3D 영상에 대한 관심 폭발

그동안 꾸준하지만 간간히 산발적으로 진행되어 오며, 그 명맥만 유지해오던 3D 영상산업은 2009년 개봉된 영화 <Avatar>로부터 시작된 3차원 영상에 대한 관심 폭발로 인하여 3차원 영상의 수요 급증했으며, 그에 대한 반증으로 미국에서 3차원 Boom이 일어나 3D 영화 산업에 새로운 아이템으로 자리잡고 있음을 아래 자료로 알 수 있다.

- 3차원 스크린 수: 7000개(2010)-> 15000개(2012).

- 3차원 입체 영화 20여 편 개봉 예정(2010).

- 인기 영화의 3차원 변환 작업 활발.

아울러, 그에 앞선 시기에 디지털 방송이 표준화되면서 TV의 트랜드가 브라운관에서 LCD TV로 넘어갔고, LCD TV의 원천적인 기술은 약간의 설계변경으로 현재 스테레오스코프 방식을 사용하고 있는 3D 방식을 디스플레이하기가 매우 용이하여, 공급과 수요가 맞아 떨어져, 2010년 현재 3DTV의 전성기를 맞고 있는 실정이다.

 

⑩ 방송용 3D 영상제작 현황(2010 현재)

 

 

- 일본 BS11: 하루 15분씩 4번 3차원 방송.

- 영국 BBC: 6개국 캘커타겁 럭비대회 3차원 중계.

- 영국 BSkyB: 2012년 런던올림픽 3차원 중계 예정.

- 미국 ESPN: 2010 남아공 월드컵 3차원 중계.

- 미국 Discovery: Sony와 공동으로 2011년 미국에서 3차원 방송 시작.

- 한국 Sky3D: 세계 최초 24시간 3차원 전문 채널을 위한 시험방송 시작.

 

 

 

현재 3D TV는 좌우 영상을 따로 제작하여 좌 영상을 좌측 눈에 우 영상을 우측 눈에 상을 맺히도록 한 스테레오스코프 방식(양안시차 방식)이며, 다양한 방식에 의해 디스플레이하고 있다.

 

 

자세한 기술 방식은 후술하기로 하고, 위에서 언급한 양안시차 방식이 왜 3D로 느끼게 하는지 원리를 알아본다. 인간이 3D를 인식하는 이유는 공간상에 있는 물체에 대한 깊이감을 인지하는데서 비롯된다고 알려져 있으며, 깊이감을 지각하는 요인으로는 크게 단안시 요인과 양안시 요인으로 구분할 수 있다.

단안시 요인은 주로 경험적 깊이 단서로서, 경험 측으로 동일한 사물이 가까이 있으면 크게 보이고, 멀리 있으면, 작게 보이거나, 그림자를 통해서 사물의 3차원 형상을 짐작한다던지, 앞뒤 사물이 겹쳐있을 때 가려진 사물이 뒤에 있다는 것을 경험을 통해서 인지하는 것들이 대표적인 예라 할 수 있다. 즉 3DTV가 아니더라도, 일반 TV나, 원근감을 잘 표현한 예술작품, 또는 컴퓨터 그래픽 기술을 이용한 애니메이션을 보고도, 어느 정도의 공간 개념을 지각하는 현상이 이에 해당한다고 보면 된다.

반면, 양안시 요인은 시각생리적 깊이단서로서, 분명한 3차원 장면을 제공 받으면, 인간이 양쪽 눈을 통해 입력받고, 이를 좌뇌, 우뇌의 연산작용을 통해 하나의 3차원 영상을 생성하여, 이를 지각하는 것을 말한다. 바로 이런 현상을 3DTV가 구현해주어, 인간 생리적인 부분을 직접적으로 자극하여, 사실감 있는 3D 영상을 지각하게 되는 것이다.

 

단안시 요인(Monocular Cues)

 

① 중첩(Interposition)

사물이 앞뒤에 놓여 있는 경우 앞의 사물에 가려 뒤에 사물이 보이지 않게되면, 공간상 사물의 깊이감을 인지하는 심리적 요인

 

 

 

 

 

 

 

② 선원근법(Linear Perspective)                              ◀

3차원 공간상에서 실제 평행한 두 직선이 하나의 점으로 수렴하는 모습을 보일 때, 깊이감을 인지하는 심리적 요인.

                       

 

▲ ③ 대기산란(Aerial Perspective)

대기 산란 효과에 의해 멀리 있는 사물이 흐릿하게 보일 때, 경험상 깊이감을 인지하는 심리적 요인.

 

④ 텍스처 질감(Texture Gradient)

근거리와 원거리에 놓인 물체의 질감 변화를 인지할 때, 깊이감을 지각하는 현상.

 

 

 

 

⑤ 빛과 그림자(Light and Shadow)

빛과 그림자를 통해 물체의 3차원 형상을 인지하여, 깊이감을 지각하는 현상. ▼

 

 

 

 

 

⑥ 물체의 상대적 크기(Relative Size)

물체의 상태적 크기의 차이로 인해 공간상 깊이감을 지각하는 현상. ▼

 

 

⑦ 초점(Accommodation)

물체에 맺힌 초점 변화로 인한 깊이감을 지각하는 현상.

 

⑧ 상대속도(Motion Parallax)

거리에 따른 물체의 상대적 움직임 변화로 인해 깊이감을 지각하는 현상.

 

 

 

양안시 요인(Binocular Cues)

 

① 양안시차(Binocular Disparity)

양안으로 얻어진 두 시각 정보를 통해서 3차원 정보를 지각하는 시각 생리적 현상.

 

3D 장면 ↓ 두 눈으로 서로 다른 2차원 정보 획득 ↓ 시차를 가지는 두 시각 정보의 수용 ↓ 양안 시각 시스템의 3차원 정보처리 ↓ 실제 세계의 3차원 장면인지

 

 

② 폭주(Convergence)

한 점을 양안으로 초점을 맞추었을 때, 원거리일 때 양 눈 사이의 초점 각과, 원거리일 때 양 눈 사이의 초점 각이 달라짐으로 인해 깊이감을 인지하는 생리학적 현상.

 

 

 

위에서 3DTV의 원리를 알아보았다. 그렇다면, 3D 영상을 보기 위해서 3DTV만 내 집안의 거실에 설치하면, 볼 수 있는가? 그건 아니다. 물론 고가의 3DTV 중 2D 영상으로부터 3D 영상으로 변환하도록 한 것도 있지만, 이는 높은 퀄리티의 3D 영상을 구현할 수 있는 것이 아니다.

높은 퀄리티의 3D 영상을 시청하려면, 그에 3D 전용 컨텐츠를 확보해야만 하고, 손쉬운 방법은 3D 전용 컨텐츠(DVD나, 블루레이 같은)를 구입하는 것이며, 방송국에서 3D 컨텐츠를 송출해주면 그야말로 손쉽게 시청할 수 있게되는 것이다.

이는 예전에 흑백TV와 컬러TV가 공존했던 시대에, 방송신호를 TV 안테나에서 수신하면, 흑백 TV에서는 흑백 영상을, 컬러TV는 컬러 영상을 볼 수 있었던 이유가, 방송국에서 컬러 영상신호를 전송했기 때문에 가능한 일이었다. 즉, 컨텐츠의 소스를 흑백(휘도성분)과 컬러(색차성분)를 동시에 전송함으로 인해 컬러와 흑백을 TV의 종류에 따라 볼 수 있었던 것처럼, 3D 영상을 시청하기 위해서는 3DTV는 물론이거니와 방송국에서 3D 영상신호를 전송해줘야지만 가능한 것이고, 방송국에서는 3D 컨텐츠를 확보해야지만, 이를 방송신호로 변환하여 송신안테나로부터 송출할 수 있게 된다.

그렇다면 3D 컨텐츠를 확보하려면, 당연히 3D 컨텐츠를 직접 제작하거나, 비용을 지불하여 확보하는 방법이 있을 수 있으며, 3D 컨텐츠를 제작하기 위해서는 3D 전용 카메라로 촬영을 하고 3D 전용 편집기로 영상을 편집해야 하며, 3D 전용 포맷으로 영상을 저장해야 비로소, 3D 컨텐츠가 완성될 수 있다는 것을 예측할 수 있다.

위에서 서술한 내용에 대해 3D 컨텐츠 제작에서부터 부호화, 3D 방송 송출, 3D 방송 수신 및 복호화한 후 이를 재생하여 시청에 이르기까지의 일련 과정이 아래의 그림에 보여진 바와 같으며, 그중 3DTV는 3D 방송 수신과 복호화 및 재생하는 기술에 해당한다.

 

 

 

 

인간이 3D 영상을 인지하기 위해서 2개의 영상만 있으면 충분하다. 따라서, 현재 3DTV도 2개의 영상을 각각 양쪽 눈에 따로 분리하여 입력할 수 있게 한 구성이므로, 촬영 또한, 두 대의 카메라를 이용하여 두 개의 영상을 제작하면 가장 적합할 것이다.

이 원리를 적용하여 설계한 것이 양안식 카메라이다. 이뿐 아니라, 적외선이나 Time-of-Flight 센서를 통해 직접 사물의 거리를 계산하여 깊이 영상을 촬영할 수 있는 카메라와 일반 색상 영상을 촬영할 수 있는 카메라를 이용한 카메라를 이용한 깊이 카메라로, 3D 영상을 획득할 수 있다.

또한, 다시점(multi-view) 영상을 촬영할 수 있는 다시점 카메라가 있는데, 이는 여러 대의 카메라 배열을 통해 한 번에 다수의 영상을 획득하는 카메라로서, 시청자의 위치에 따라 위아래 좌우 영상을 시청자 관점에서 볼 수 있도록 한 영상을 제공할 수 있다. 이는 마치 잠자리의 겹눈을 모방한 것이라고 보면 좋을 것이다. 그러면, 양안식 카메라, 깊이 카메라, 다시점 카메라의 특징 및 종류와 장단점을 차례로 살펴보도록 한다.

 

① 양안식 카메라

두 대의 카메라로 스테레오스코픽 영상을 획득하는 방식이고, 움직이는 영상 촬영 가능하다. 오랜 연구로 인한 기술안정성이 높은 편이고, 최근 3차원 콘텐츠 제작을 위해 가장 많이 사용되고 있다. 카메라 배치 따라 평행식과 직교식이 있으며, 그 특징은 아래 표와 같다.

 

 

	평행식	직교식
장점	소형화 가능 카메라 조작성 양호	양안간격 유지 가능 근접 촬영 입체감 우수
단점	양안간격 맞추기 힘듬 양안간격 과다로 피로 유발	무게, 부피가 너무 큼 정교한 리그 시스템 필요 카메라 조작 어려움 광축 정렬 어려움 하프미러로 광량 감소, 색감차이 발생 하프미러의 고스트 발생

 

또한, 주시각 제어에 따라 평행식, 교차식, 평행 이동식이 있으며 그 특징은 아래 표와 같다.

 

	평행식	교차식	평행이동식
장점	제작 가장 용이	제작 비교적 용이 주시각 연출 가능	주시각 연출 가능 입체영상 품질 좋음
단점	주시각 제어 안됨	키스톤 왜공 생김 눈의 피로	제작 어려움 렌즈, 센서 광축 정렬 어려움

 

② 깊이 카메라

Time-of_Flight(TOF) 센서를 통해 직접 거리 계산하는 방식을 사용하고, 상대적으로 정확한 깊이 정보를 실시간으로 획득할 수 있는 장점이 있으나 낮은 해상도와 잡음문제가 발생하고 적외선 센서등을 사용하므로, 야외촬영이 어려운 문제가 발생하여, 보통은 스튜디오 촬영에서 사용되고 있다.

 

 

③ 다시점 카메라

두 대 이상의 카메라로 배열을 구성하여 여러 개의 영상을 획득하는 카메라로서, 다양한 형태의 배열(평행 배열, 수렴배열, 2차원 배열)로 구분되며 스테레오스코픽 카메라보다 넓은 시점 촬영이 가능하나, 제작이 어렵고, 방대한 양의 처리 용량이 문제점이나, 차세대 3D 기술로 발전할 가능성이 높으며, 부호화 쪽에서는 이를 고려한 부호화 기술이 표준화되어있다.

 

 

 

 

① 3D 송수신 시스템

위의 3D 카메라로부터 획득한 컨텐츠는 드디어 방송국을 통해 송출하게 되는데, 이때부터, 기술도 중요하지만, 3D 특성에 맞는 표준과 규약을 정하고, 각 나라마다, 환경에 따라 실정에 맞도록 정할 필요가 있으며, 한번 정해놓으면, 돌이킬 수 없으므로, 미래의 발전 가능성까지 고려하여 신중하게 표준과 규약을 정책적으로 정해야 한다. 아직 한국은 표준과 규약을 정하기 위해 2010 현재 시험방송에 있는 상태이므로 조만간 결정될 것으로 보인다.

이때 충분히 고려되어야 할 기술이 3DTV 방송기술이며, 3DTV 방송기술이란 3D 콘텐츠 획득을 위한 카메라 및 3D 콘텐츠 생성기술, 3D 콘텐츠 부호화 기술, 다중화 및 전송기술, 수신 및 3D 비디오 렌더링 기술 및 각종 응용프로그램 실행을 위한 단말 미들웨어 방송시스템 기술과 3DTV 방송시스템 송수신 정합 규격을 포함하고 있다.

또한, DMB 등 이동 디지털방송 및 고화질 디지털방송(지상파DTV, CCATV, IPTV등) 기반의 실시간 스테레오스코픽 방송서비스와 다양한 디지털 방송 플랫폼을 기반으로 스테레오스코픽 3D 부가영상을 미리 3D 수신단말에 저장하고 실시간으로 방송되는 프로그램과 동기화하여 사용자에게 3D 입체영상을 제공하는 비실시간 스테레오스코픽 방송서비스 기술을 포함하고 있다. 3D 송수신시스템의 전체 개요는 아래 그림과 보여진 바와 같다.

 

 

송신 시스템은 3D 컨텐츠를 입력 받아 이를 부호화 한 후 3D 시그널 정보와 함께 다중화하여 전송하는 시스템이고, 수신 시스템은 기존 지상파 DTV 방송 신호 수신 기능 외에 부가 영상 디코딩 및 3D 디스플레이 기능을 추가한 3DTV를 의미한다.

 

② 3DTV 방송서비스 현황

3DTV 방송서비스 현황을 살펴보면 2010년 1월 채널 1번을 통해 3D 위성 상용방송을 위성방송사업자 Skylife가 개시를 했고, 2010년 5월 채널 66번을 통해 KBS 대구세계육상선수권대회 방송과 2010년 6월 채널 66번을 통해 SBS 남아공월드컵 방송을 지상파방송사업자가 시범서비스를 실시 했으며, 지상파, 케이블, 위성방송사업자가 2010년 10월 고화질 3DTV 실험방송을 실시하고 있다.

 

 

③ 3DTV 전송방식(고화질)

현재 한국의 고화질 3DTV 실험방송의 전송방식은 좌우 영상을 각각 인코딩하여 MPEG-2 시스템 규격에 부합되도록 다중화하여 전송하는 듀얼 스트림(dual stream) 방식을 채택하고 있다.

 

  

 

④ 고화질 3DTV 실험방송규격

현재 한국에서 실시하고 있는 실험방송은 화질, 역방향 호환성, 동기화등을 충분히 고려하여 몇 가지 안이 제시되어 실험방송을 수행하고 있다. 3DTV 실험방송규격 안에 대한 구체적인 사항은 아래 표와 같다.

 

⑤ 지상파 3DTV 실험방송 송수신 정합

세부적으로 송수신에 필요한 부호화복호화 방식의 채택과, 스테레오스코픽 포맷 선정 그리고 다중화 및 시그널링에 관한 규격을 선정해야 하며, 현재 한국에서 채택하고 있는 기술적 내용을 살펴보도록 하겠다.

 

※ 스테레오스코픽 포맷

포맷 요구사항으로 2D 비디오 서비스와 호환 포맷이어야 하며, A~D 타입이 있다.

 

 

 

 

기준 영상 신호의 표현 형태는 지상파 디지털 TV 방송 송수신 정합 표준을 따라야하며, 부가 영상 신호(위 그림의 우측영상 R에 해당) 표현 형태는 아래 표와 같다.

 

주사선수	화소수	화면종횡비	화면재생률(Hz)	profile_idc	level_idc
1080	1920	16:9	60I, 30P, 24P	100	42
720	1280	16:9	60P, 30P, 24P	100	42
480	704	16:9/4:3	60P, 60I, 30P, 24P	77 or 100	42
480	640	4:3	60P, 60I, 30P, 24P	77 or 100	42

 

※ 3D 부호화 및 복호화

기준영상 부호화 및 복호화 방식은 ‘지상파 디지털 TV방송 송수신 정합 표준’을 따르고, 부가 영상은 ISO/IEC 14496-10 H.264/AVC Main Profile/High Profile@Level4.2의 구문을 따른다.

 

 

 

 

 

3D 디스플레이는 인위적으로 3차원 화면을 재생시켜주는 디스플레이 시스템으로 좌 영상을 왼쪽 눈에, 우 영상을 오른쪽 눈에 입력하도록 하여 양안시차를 이용하는 원리라는 것을 앞서 설명한 바 있다.

그 원리를 이용하여, 다양한 양안시차 방식을 알아보고, 현재 시판되고 있는 3DTV의 기술도 함께 알아보도록 하겠다.

스테레오스코픽 디스플레이 방식은 크게 안경식 디스플레이와 무안경식 디스플레이로 나누어 지며,

안경식 디스플레이는 스테레오스코픽 방식이라고도 하며, 애너글리프 방식, 편광 방식, 셔터글라스 방식, 헤드 마운트 방식이 있고, 무안경식 디스플레이는 오토스테레오스코픽 방식이라고도 하며, 패럴랙스 배리어 방식과 렌티큘러 스크린 방식으로 크게 구분된다. 무안경식 디스플레이는 스테레오스코픽 디스플레이 방식뿐 아니라, 다시점 방식에 이용할 수 있는 방식으로, 향 후 3DTV의 발전 방향이라고 할 수 있다.

 

① 애너글리프 방식

1853년 Rollman이 2색 입체 디스플레이 원리를 제시했고, 1858년 D'Almeida가 애너 글리프 방식을 발표했다. 그 원리로는 스테레오 영상을 보색 관계의 색(적, 청)으로 표현하여 빛의 보색관계를 이용하여 좌우 영상을 분리하는 방식이다. 단점으로 객체 윤곽에서 양안시야 투쟁 발생하여 피로도 야기하고, 입체적 융합 상태에서 단색으로 보여 색상 재생 불가하므로, 컬러에 자유롭지 못하다.

 

 

 

 

② 편광방식

1891년 Anderton이 편광 원리를 입체 투영에 사용하는 것을 시작으로, 1935년 E.H.Land가 편광판 입체 영화 방식 발표했다. 일본 위성방송 BS11에서 채택한 방식이기도 하다. 그 원리로는 좌 영상과 우 영상을 각기 다른 편광 필터에 투과하여 좌우 영상을 분리하는 방식으로 편광 안경에 의해 각기 다른 시점의 영상 시청할 수 있도록 되어 있다.

 

 

 

 

③ 서터글래스 방식

셔터글래스와 디스플레이의 싱크를 이용하여, 좌우 영상을 분리하는 방식으로, 셔터글래스와 디스플레이의 동기가 부정확할 경우 어지러움이 발생하고 셔터글래스가 고가인 단점이 있다. 국내 TV제조업체들이 이 방식을 채택하고 있으며, 상업화에 가장 성공적인 모델이라고 할 수 있다. 

 

 

 

④ 헤드마운트 방식

각 눈에 해당하는 소형 디스플레이 안경을 착용하여 각 눈에 투시되는 영상을 독립적으로 입력할 수 있도록 한 방식으로, 3D 효과가 극대화되지만, 바로 눈앞에서 영상을 조사하므로 인해, 눈의 피로도나, 안전성 문제가 있을 것으로 보인다.

 

⑤ 패럴랙스 배리어(Parallax barrier) 방식

슬릿의 광학적인 배리어에 의해 좌우 영상을 분리하는 방식으로, 눈의 위치를 약간이라도 좌우로 이동시키면 화소의 밝기가 변하거나 좌우 영상 역전이 발생하고 눈의 위치를 전후로 이동시키면 검은 무아레 상의 패턴이 발생다. 보통 소형 단말기에 적용되는 무안경 방식이다.

 

⑥ 렌티큘러(Lenticular lens) 방식

1932년 H.E. Ives가 렌티큘러 스테레오 특허 취득했고, 1960년대 정밀가공 기술, 플라스틱 공업 사진/인쇄 기술 등의 발달로 인해 재조명 받기 시작했다. 렌즈의 집속 작용을 이용해 좌우 영상 분리하는 방식으로 사용자와 디스플레이와의 거리가 일정해야만 정확한 3D 영상을 시청할 수 있는 무안경식 방식이다.

 

 

 

 

3D 디스플레이의 기술은 오락 및 문화, 통신 및 방송, 3차원 산업기기, 가정용 모니터, 교육 및 의료, 우주항공 및 군사분야에 다양하게 응용할 수 있으며, 적용할 수 있는 분야가 점점 더 확대될 것으로 보인다.

 

 

 

 

 

 

 ◀ 미래

 

 

 

3DTV의 시장은 각 분석기관과 기업 간에 많은 편차가 있으나, 공통적으로 시장의 전망을 긍정적으로 평가하고 있으며, TV뿐만 아니라 전 산업 분야에서 다양하게 응용되고 신시장 창출과 신기술이 개발되어 질 것으로 전망하고 있다. 기술의 발전 또한, 무안경 방식의 다시점 영상이 초다시점 영상으로 전환되고, 이것이 발전되면, 홀로그램에 이르기까지 앞으로 3D 기술의 발전은 계속되리라 본다.

 

 

<참고문헌>

       1. 3DTV 방송기술표준화 및 서비스 현황, 전자통신동향분석 제24권 제5호 2009.10

     2. 특허청 심사관 신기술교육 (3DTV 방송기술), 심사관 신기술 교육 센터, 2010.6.

     3. 고화질 3DTV 실험방송의 추진, 방송공학회지 15권 1호, 2010.3

     4. 3차원 입체방송 기술, 호요성, 광주과학기술원,

     5. 3DTV 방송용카메라 기술 개발동향, 이준용,

     6. 3차원 입체영상 정보처리, 호요성, 김성열, 2010

     7. 정보통신 중점기술표준화로드맵(3DTV), Ver. 2010

8. 3DTV 표준특허 분석 최종보고서, 2010

 

- 특허청 정보통신심사국 디지털방송심사팀 조우연

 

 

 

 

 

                     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

출처 : 아이디어로 여는 세상

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