3D 디스플레이, 어디까지가 진짜 3D인가?

언제 부터인가 3D 스마트폰, 3D TV, 3D 극장, 3D 카메라, 3D 게임기 등 다양한 기기에서 ‘3D’라는 용어를 앞 다투어 채용하고 있습니다. 그만큼 3D 입체 영상 기술은 그 어느 때보다 우리 생활 가까이에 와있습니다. 따라서 이번 시간에는 3차원 디스플레이의 현주소를 알아보고 앞으로의 가능성에 대해서 다루어보고자 합니다.

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기본적으로 인간의 눈에는 2차원의 시각정보가 입력됩니다. 눈에 입력된 2차원 정보는 여러 가지 단서를 통해 3차원으로 재해석되는 인지과정을 거치게 되는데, 여기서 시각적인 단서는 크게 단안단서와 양안단서로 분류됩니다. 

단안단서의 경우, 말뜻 그대로 한쪽 눈만으로도 인지할 수 있는 깊이 지각 단서입니다. 예를 들어 중첩(가리고 있는 물체가 가려진 것에 비해 가까이 있음), 상대적 크기(큰 물체가 더 가까이에 있음), 직선조망(여러 직선이 한 점에 수렴할 때 점에 가까운 물체가 더 가까이에 있음), 대기 조망(희미하고 푸르른 것이 더 멀리에 있음), 수평선에서의 높이(수평선에서 멀수록 더 멀리에 있음) 등이 있습니다. 

 

@_ØяAcL__

@big tone p










양안단서의 경우는 반대로 쪽 눈에 맺히는 상간의 차이를 이용하여 깊이를 인지할 수 있는 지각 단서입니다. 한 쪽 눈을 감았을 때 양 쪽 검지를 닿게 하는 것에 어려움을 느끼는 이유도 거기에 있습니다.
 
다시 말해서 인간은 도구의 도움을 빌리지 않아도 단안 단서를 통해서 깊이를 지각할 수 있는 기본적인 능력을 가지고 있습니다. 당장 한쪽 눈을 감아도 깊이를 지각하는 데에 심각한 어려움이 없는 것을 보면 쉽게 이해할 수 있습니다. 그렇다면 3D 디스플레이가 보여주는 깊이감은 무엇이 다른 것일까요?

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3D 디스플레이의 경우 양쪽에 다른 영상정보를 보내어서 뇌에 입체감에 대한 인위적인 양안단서를 추가적으로 제공합니다. 우리가 3D영화관에 가서 제공받는 안경은 양 눈에 다른 시각정보가 전달되도록 하는 필터의 역할을 합니다. 안경알의 색이 서로 다른 이유도 그 때문입니다. 양쪽 눈에 실상을 볼 때와 마찬가지로 서로 다른 시각정보가 입력됨에 따라 우리는 착시에 의해서 입체감을 경험하게 됩니다.

여기서 한 가지 의문이 생길 수 있습니다. 3D 안경을 착용하지 않는 3D 디스플레이는 어떤 원리로 가능한 것인가? 최근에 출시한 무안경 3D 디스플레이는 양쪽 눈 사이에서 사물이 비치는 각도의 미세한 차이를 이용하고 있습니다. 보는 각도에 따라서 다른 그림으로 보이는 책받침을 생각하면 이해가 빠를 것입니다. 무안경 3D TV의 경우, 사람의 머리 각도를 인식하는 센서와 이에 반응하여 패널의 각도를 조정하는 모터를 가지고 있습니다. 따라서 TV와 눈 사이에 일정한 각도를 유지하기 때문에 지속적으로 입체감을 경험할 수 있습니다.

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그렇다면, 3D 디스플레이에 대응하는 영상은 또 어떻게 제작되는 것일까요?

이것은 앞에서 언급했던 원리를 제대로 이해했다면 쉽게 납득이 될 것입니다. 3D 영상 자체에는 오른쪽 눈에 그리고 왼쪽 눈에 전달될 영상이 혼재하고 있습니다. 이 둘을 분리해주는 것이 3D 안경 혹은 무안경 3D패널입니다. 반대로 말하면, 3D 영상을 위해서는 두 각도에서 촬영한 영상이 있어야 합니다. 따라서 제대로 된 3D 입체 영상을 만들려면 양쪽에 각각 전달될 영상을 각자 다른 각도에서 하나씩 촬영해야합니다. 3D 영상 전용 카메라 렌즈는 두 개의 눈을 갖고 있으며 각도가 서로 다른 영상을 촬영하고 그것을 한 화면에 투사하게 됩니다.

부작용은 없을까요?

@peppe foto

아무래도 우리 시각체계를 인위적으로 속이는 착시현상을 이용한 기술이므로 장시간 이용 시 일반 영상에 비해서 주의를 필요로 합니다. 대표적인 부작용으로는 어지럼증, 눈과 얼굴의 경련, 구토증세 등이 있습니다. 특히 5세 이하의 아동, 임산부, 노약자, 멀미가 심한 사람, 잠이 부족한 사람, 심장이 약한 사람, 간질 발작 환자, 술에 취한 사람의 경우 시청을 삼가는 것이 좋다고 합니다.      

글 | 국가과학기술위원회 블로그 기자 하 상 윤

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